Uso de Sílicas para el tratamiento de grasas y aceites para la producción de Biodiesel

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Raúl Barbero Fidalgo
hace 7 años
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1 Uso de Sílicas para el tratamiento de grasas y aceites para la producción de Biodiesel Roberto Berbesi y David Brooks Oil-Dri Corporation of America roberto.berbesi@oildri.com david.brooks@oildri.com USA

2 OBJETIVOS Definir que son las sílicas Describir la aplicación y beneficios de sílicas selectivas naturales en Eliminación del lavado en Pre-tratamiento de aceites y grasas para Biodiesel Purificación del Biodiesel Presentar datos de planta con resultados y condiciones de operación

3 Aplicación de Sílicas Remoción de principales contaminantes Carbón activado Sílicas Sílicas Tierra de blanqueo PAH PCB JABONES FOSFOLÍPIDOS METALES CLO RED VP - VA

4 Sílicas Categorias existentes Los adsorbentes usados en procesos de eliminación de lavados son conocidos normalmente como Sílicas y existen dos clases, ambas con alta afinidad en la remoción de jabones, metales y fosfolípidos Hidro-gel Sílica de superficie modificada Polvo Polvo Amorfo Amorfo Sintéticos Natural > 50% humedad < 10% humedad

5 Sílicas Que es Select 350? Un adsorbente natural de alta eficiencia para eliminación de lavados en varias aplicaciones Silicato natural de aluminio y magnesio con superficie modificada para lograr alta afinidad por metales, jabones y fosfolípidos Remueve compuestos que promueven baja estabilidad oxidativa Capacidad para remoción de color y clorofila

6 Producción de Biodiesel Triglicéridos Aceites / Grasas Alcohol Alcohol / Catalizador Biodiesel:FAME Fatty Acid Methyl Esters Reactor Mezclador Separación Destilación Glicerina

7 Refinación caústica tradicional Proceso con lavado Lavado Soda Cáustica Pre-tratamiento Primaria Secador ácido al Vacío Mezclador Tanque slurry Tierra de blanqueo Blanqueador al vacío Filtro prensa Soapstock Agua de desecho Tierra gastada

8 Refinación caústica tradicional Función del lavado Remover P y metales, dejando para la tierra de blanqueo la remoción de clorofila, color y compuestos de oxidación Puede llevar a un menor uso de tierras de blanqueo El proceso con silicas naturales es económico y permite obtener la misma o mejor calidad que con el lavado con agua

9 Eliminación del lavado Perspectiva histórica Antes de los 90 la mayoría de las refinerias cáusticas fueron construidas con una primaria y dos lavadoras. Uso de agua de lavado 10 20% Jabones en la primaria ppm La mayoría de las refinerías estaban en las afueras de las ciudades. Las regulaciones sobre el agua de desecho no eran tan exigentes.

10 Eliminación del lavado Perspectiva histórica Muchas plantas han sido rodeadas por la ciudad en el presente Regulaciones del agua mas exigentes Mejores sistemas de control en las centrífugas dan jabon en la primaria de ppm Las nuevas refinerias en el presente se construyen solo con la primaria sin centrífugas de lavado. Al menos 30% de las refinerias han hecho o estan en proceso de eliminar las centrífugas de lavado.

11 Eliminación del lavado Proceso de refinación cáustica con Silica Lavado Soda Cáustica Pre-tratamiento Primaria Secador ácido al Vacío Mezclador Tanque slurry Tierra de blanqueo Blanqueador al vacío Filtro prensa Select Soapstock Agua de desecho Tierra gastada

12 Eliminación del lavado Función de la sílica Remover jabones Remover P y metales, dejando para la tierra de blanqueo la remoción de clorofila, color y compuestos de oxidación Puede llevar a un menor uso de tierras de blanqueo El proceso con silicas naturales es económico y permite obtener la misma o mejor calidad que con el lavado con agua

13 Eliminación del lavado Condiciones típicas para la aplicación de Silica Jabón en el aceite neutro entre 100 & 500 ppm. Puede funcionar con jabones de hasta 1000ppm Dosificación típica es % por cada 100 ppm de jabón. La adición se hace después de la centrífuga primaria, pero puede trabajar también si se adiciona despues del secador al vacío La adición se hace de manera continua al aceite en base seca

14 Producción de Biodiesel Triglicéridos Aceites / Grasas Alcohol Alcohol / Catalizador Biodiesel:FAME Fatty Acid Methyl Esters Reactor Mezclador Separación Destilación Glicerina

15 Funcion de la Sílica natural Refinación cáustica Remover jabones Remover P y metales, dejando a la tierra de blanqueo la clorofila, los pigmentos y los compuestos de oxidación El eliminar el lavado y usar Silica natural puede llevar a un menor uso global de adsorbentes Purificación de Biodiesel Remover jabones Remover P and metales Remover glicerina, mono, di y tri glicéridos Sulfur reduction La sílica natural puede hacer todo el trabajo.

16 Refineria de aceite para Biodiesel Uso de sílica natural como único adsorbente Lavado Soda Cáustica Pre-tratamiento Primaria Secador ácido al Vacío Mezclador Tanque slurry Tierra de blanqueo Blanqueador al vacío Filtro prensa Select Soapstock Tierra gastada Agua de desecho

17 Refineria de aceite para Biodiesel Puntos clave para una operación efectiva Monitorear calidad del aceite crudo/degomado Controlar jabones < 500 ppm en la cent. primaria Humedad en el aceite 0.2%-0.3% Temperatura del aceite 160 o -180 o F (70 o -80 o C) Tiempo de contacto minutos Agitación adecuada

18 Refineria de aceite para Biodiesel Ventajas de la Silica Natural Select No se necesita tierra de blanqueo Se obtienen bajos niveles de P y AGL Ofrece algo de remoción de color Ofrece algo de remoción de clorofila Dosis 0.05% - 0.2% Depende de la calidad del aceite

19 Refineria de aceite para Biodiesel Datos de planta Condiciones 0.15% Select 30 minutos a 75 C 1% Tierra de blanqueo 20 minutos a 120 C Aceite neutro con 1200 ppm jabón y P <10ppm Color y estabilidad oxidativa equivalentes Resultados blanqueo Jabón ppm P ppm %AGL % H 2 0 Lavado <150 <0.5 < Select 350 < 80 < 0.5 <

20 Producción de Biodiesel Triglicéridos Aceites / Grasas Alcohol Alcohol / Catalizador Biodiesel:FAME Fatty Acid Methyl Esters Reactor Mezclador Separación Destilación Glicerina

21 Purificación de Biodiesel Sin lavado Biodiesel Sin purificar Torre de destilación NO LAVADO CON AGUA Tanque mezcla Filtro B100 BioDiesel Producto final SELECT

22 Proceso con lavado Costos de operación Electricidad Agua Merma (típicamente 0.025%) Mantenimiento (U$10,000/año) Costo operar el secador Tratamiento agua residual Energía de calentamiento

23 Objetivos del proceso: Remoción de contaminantes Para mejorar la reacción y el desempeño en el motor diesel Sólidos suspendidos Refinería Fósforo AGL Productos de oxidación Metales y jabones Para mejorar la estabilidad del biodiesel Metales, jabones y fósforo Biodiesel Producto final Sterol Glucosides; Ceras Productos de oxidación Agua. glicerina

24 Purificación de Biodiesel Uso de Select 350 en Laboratorio Condiciones: 1% dosis con 10% de DE 2.5L de Biodiesel de soya 80 ± 2 C 15 minutos Presión atmosférica Agitación de alta eficiencia

25 Desempeño del adsorbente Eliminación del lavado en purificación de Biodiesel

26 Silica Natural versus Hydrogels Comparación de laboratorio de nuestra Sílica natural versus los hydrogels mas comunes en América Silica natural con secado y sin secado Dos diferentes dosis. Tiempo contacto 20 minutos a 90C Secado 10 minutos a 105C

27 Silica Natural versus Hydrogels Sílica Dosis clorofila Rojo Amarillo Aceite inic Select 0.15% % Sin secado 0.15% % Hydrogel T 0.15% % Hydrogel S 0.15% %

28 Conclusiones Con el uso de Sílicas naturales se puede eliminar el uso de lavados con agua antes y despues de la reacción de transesterificación Select y su desempeño en ambos procesos ofrece la posibilidad de usar un solo adsorbente en el proceso global. Las sílicas naturales ofrecen ventajas en remoción de color y clorofila sobre los hydrogels.

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