BIODIESEL: GENERALIDADES Y PRODUCCIÓN A PEQUEÑA ESCALA
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- Andrea Carrasco Marín
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1 BIODIESEL: GENERALIDADES Y PRODUCCIÓN A PEQUEÑA ESCALA Andrés Dickson Taller de Diseño, Comunicación y Representación Gráfica Año 2011
2 Generalidades Definiciones: Ésteres Metílicos de ácidos grasos de cadena larga, derivados de aceites vegetales o grasas animales. UNIT 1100:2005 Combustible para motores diesel, obtenido a partir de la reacción química de transesterificación de aceites vegetales o grasas animales con un alcohol (generalmente metílico) Otras normas existentes: ASTM D CEM 14214
3 Generalidades Materias Primas Aceite Vegetal o Grasa Animal Cualquier Alcohol (Generalmente Metanol o Etanol) Catalizador Básico (Hidroxido de sodio o Hidroxido de potasio) Ácido (Generalmente sulfúrico) Enzimas (lipasas)
4 Generalidades - Proceso Batch con catalisis básica 1000 kgs 1000 kgs Aceite Vegetal o Grasa Animal 109 kgs Alcohol (Metanol o Etanol) Catalizador (NaOH o KOH) REACTOR T= 50 ºC Θ=1.5 hrs BIODIESEL 104 kgs GLICEROL % CALOR
5 Producción - Etapas 1. Formación del Metoxido Metanol+NaOH/KOH. Agregado lento con agitación 2. Transesterificación Reacción Química. T=50-60ºC, Agitación θ=1.5h 3. Separación Ester Met/Glicerol Decantación q=10-20 minutos 4. Neutralización Agregado de ácido Fosfórico 5. Lavado con Agua 6. Separación centrifuga 7. Secado
6 Producción - DF Metanol Catalizador Aceite CALOR 2 Formación de Metoxido TKE MEZCLA T=50ºC REACTOR 1 Glicerol contaminado 3 SEPARADOR Ester Metílico Ácido Neutralizacion y remoción de MetOH Tke de Neutralización Sepación MetOH/Agua Biodiesel Agua 4 5 Lavado con Agua Tke Lavado SECADOR SPRAY CENTRIFUGA Diagrama de flujo Producción de Biodiesel 7 6 Efluente Acuoso 1- TkeMezcla 2-Reactor agitado 3-Separador 4-Tke Neutral. 5-Tke Lavado 6-Centrifuga 7-Secador
7 Producción - Etapas Agregado lento del catalizador en el metanol con agitación energica. Reacción exotérmica Vapores tóxicos
8 Producción - Etapas Agregado lento del catalizador en el metanol con agitación energica. Reacción exotérmica Vapores tóxicos
9 Producción - Etapas KOH/NaOH Trans-esterificación - Alcoholisis
10 Producción Etapas TANQUE DE REACCIÓN BIODIESEL El glicerol es poco soluble en el biodiesel GLICERINA
11 Producción - Etapas El tratamiento con ácido elimina el catalizador y convierte los jabones en ácidos grasos libres El exceso de metanol se elimina por destilación a vacio (en plantas de pequeña producción no se realiza este paso)
12 Producción Etapas Elimina restos de glicerina, catalizador y alcohol Lavados eficientes o Glicerol libre < 0.02% oalcohol disuelto < 0.2%
13 Producción Etapas Separar el agua de lavado del biodiesel
14 Producción Etapas Elimina restos de agua y completa la remoción del alcohol Lavados eficientes o Humedad < 0.05% oalcohol disuelto < 0.2%
15 Producción Alternativas Aceite con contenido de ácidos libres mayor al 3 % Aumenta el consumo de catalizador Se genera más agua en el proceso y jabones Los jabones complican el proceso de separación. ALTERNATIVAS Catalisis ácida Pretratamiento
16 Producción Alternativas Generalmente se usa ácido sulfúrico (0.5-1%) Se debe usar un mayor exceso de alcohol (2-4 veces más) La reacción es más lenta Se formam mayor cantidad de productos indeseables (entre ellos agua) MAYOR COSTO DE PROCESO
17 Producción Alternativas Aceites con contenido de ácido libre mayor al 3%
18 Producción Alternativas
19 Producción Alternativas
20 Producción Alternativas VENTAJAS Se obtiene un biodiesel de alta pureza y de la glicerina como subproducto Se trabaja a menor temperatura Se mejoran la calidad de los efluentes Permite trabaja en continuo DESVENTAJAS Alto costo del catalizador Proceso más complejo desde el punto de vista tecnológico
21 Producción Alternativas CONDICIONES Temperatura superior a los 300ºC Presión superior a 40 atmosferas CH3OH CHO3- + H+ La ácidez aportada por el alcohol cataliza la reacción
22 Producción Alternativas VENTAJAS No se necesita emplear catalizador Se obtiene productos de alta pureza Poco importante efecto de la humedad presente Efluentes generados requieren menor tratamiento DESVENTAJAS Alto costo de equipamiento y consumo de energía Proceso más complejo desde el punto de vista tecnológico
23 Almacenamiento - MPs Consideraciones Aceite: Reacciones de Hidrolisis Ataque microbiologico Reacciones de Oxidación Metanol Producto Tóxico Volatil Inflamable Soda o Potasa Higroscópico
24 Almacenamiento - Producto Consideraciones Biodiesel: Ataque microbiologico Estabilidad oxidativa Glicerol Producto nocivo por estar contaminado Su incineración por debajo de 1100ºC produce acroleína, compuesto altamente nocivo para la salud.
25 Comentarios
26 Comentarios Año 2002 Ley Nº El Biodiesel se declara de interés nacional Año 2005 Aprobación de norma UNIT 1100 Año 2007 Ley de agrocombustibles Nº Año 2009 hasta Obligatorio mezcla 2% (B2) A partir de Obligatorio mezcla 5% (B5) REDUCCIÓN DE LA IMPORTACIÓN DE DIESEL
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