15/10/2013. Grupo bioenergía: grupo químico

Transcripción

1 Grupo bioenergía: grupo químico 1

2 PROCESO TRADICIONAL Transesterificación Catalizador Alcalino Triglicéridos Saponificación Ácidos grasos libres Catalizador Alcalino JJabón 2

3 PROCESO DE PRODUCCIÓN DE BIODIESEL TRADICIONAL Materias Primas Ácidos grasos > 0,5%: Provocan Consumo de catalizador Conversión de reacción baja Formación de jabones Dificultan la separación de la glicerina y hay que eliminarlos H 2 O: Provoca Hidrólisis de los triglicéridos con liberación de ácidos grasos y consumo de catalizador. Características de la reacción Estequiometrícamente: 3 moles de metanol/mol de aceite 3 moles de ésteres +1mol de glicerina Por tratarse de una reacción de equilibrio: 6:1 moles de metanol/mol de aceite 3

4 FLUIDO SUPERCRÍTICO 15/10/2013 Fluido supercrítico Aquí las densidades del gas y el líquido coinciden Las propiedades de los FSC son híbridas entre las de un líquido y las de un gas: capacidad para disolver solutos, miscibilidad con gases permanentes, alta difusividad y baja viscosidad 4

5 FLUIDO SUPERCRÍTICO Propiedades Gas FSC Líquidos Densidad, kg/m Difusividad,mm 2 /s ,01-0,1 0,001 Viscosidad, cp 0,01 0,05-0,1 0,5-1,0 Tensión superficial, dinas/cm Conduc. térmica,w/m K 0,01-0,025 K>> 0,1-0,2 5

6 1 15/10/2013 PUENTE DE HIDRÓGENO EN METANOL H H C H O-H O-H H C H H 6

7 EL METANOL H H C O-- H H 7

8 EFECTO DE H 2 O Y ÁC. GRASOS LIBRES Método supercrítico Método supercrítico 8

9 1 15/10/2013 PROCESO SUPERCRÍTICO recuperado Aceite/ Grasas 260 C-18 MPa Separación Glicerina 9

10 SIMULACIÓN DE LA PLANTA SUPERCRÍTICA Intercambiadores Tanques Bombas Reactor flasflash Decantador 10

11 BENEFICIOS DEL PROCESO SUPERCRÍTICO No necesita uso de catalizadores No se forman jabones No es necesario el lavado de las fases Ni para recuperar el catalizador Ni para eliminar los productos de la saponificación No se generan efluentes contaminantes La glicerina obtenida es de mejor calidad Proceso respetuoso con el medio ambiente Se obtienen elevados rendimientos de biodiesel> 95% Se tratan satisfactoriamente aceites o grasas con elevado contenido de H 2 O 11

12 DESVENTAJAS DE UN PROCESO SUPERCRÍTICO Trabaja con altas presiones Altas temperaturas involucra altos costos de calentamiento y enfriamiento. Altas relaciones de metanol/aceite(42:1) altos costos de evaporación del metanol. Aumento en los costos de bombeo y robustez de equipos 12

13 ALGUNAS OPINIONES 15/10/2013. Van Kastern y Nisworo A process model to estimate the cost of industrial sacle biodiesel production from waste cooking oil day supercritical esterification V pp Describen el proceso conceptual de producción en el cual el aceite de cocina usado es convertido por transesterificación supercrítica con metanol a metil ésteres, estudiaron 3 capacidades de plantas(125000, 80000,8000 ton de biodiesel/año) Para ello concluyendo que la transesterificación supercrítica puede escalarse para obtener metil ésteres de alta pureza (99,8%) y como co-producto glicerina casi pura (96,8%). El análisis económico de la planta de biodiesel muestra que el biodiesel puede venderse a US$ 0,17 para ton/año;us$0,24 para ton/año; US$ 0,52/año para 8000 ton/año. Los factores claves sensibles para la viabilidad económica de la planta son el precio de la materia prima, la capacidad de la planta, el costo de la glicerina y el costo de capital. La conclusión general es que el proceso supercrítico puede ser competitivo con los procesos con catalizador 13

14 Acronomia PROPUESTAS Fruto globoso, epicarpio verde amarillento y castaño al madurar, de 2,5-5 cm de diámetro, liso. El mesocarpio es carnoso, amarillento y abundante, muy rico en aceites. Prefiere suelos profundos y arenosos no anegables, con napas de agua no demasiado profundas. Tolera bien los suelos modificados algo arcillosos y suele vérselas creciendo en bosques espinosos compartiendo el hábitat con distintas especies de árboles Sirva como dato que Jatropha curcas que posee 30 % de aceite en semilla, solo puede rendir 4000 Kg/ha arrojando un total de 1240 litros de Biodiesel por Ha, en cambio, la palmera Acrocomia aculeata (Mbocaya), rinde Kg/ha lo que representa mas de 2800 litros de Biodiesel por ha. 14

15 PROPUESTAS Glicerina La glicerina es un subproducto de la obtención de biodiesel a partir de aceites (10%), la producción de biodiesel se ha incrementado a más de un 50% anual, lo que ha hecho incrementar de forma proporcional este subproducto saturando el mercado y convirtiéndose en un producto residual. Por esto se ha desarrollado una tecnología que permite convertir esta glicerina en biodiesel, lo que hace aumentar la rentabilidad global del proceso e introducimos un biodiesel de segunda generación de biodiesel que optimiza el uso de la materia prima agrícola y minimiza su impacto. 15

16 PROPUESTA CON MICROALGAS Microalgas Glicerina NUESTRO PROCESO 16

17 PROPUESTA PROCESO SAKA - DAGAN 15/10/2013 Agua Metanol recuperado Fase Aceite Metanol Aceites grasas Sub-C Agua 270 C/7MPa Fase : Acuosa SC Metanol 270 C/7MPa Residuos Glicerina Biodiesel Etapa 1: Hidrólisis Triglicéridos Etapa 2: Esterificación Ácidos grasos libres Ácidos grasos libres 17

18 Aceites grasas Triglicéridos Ácidos libres Transesterificación Hidrólisis Ácidos libres Esterificación Metil ésteres 18

19 PROPUESTA CON CO-SOLVENTES 280 C Propano Metanol Aceite Tiempo de residencia 10 min Propano / Metanol =0,05 Metanol /Aceite = C Biodiesel η=98% CO 2 Metanol Tiempo de residencia 10 min Biodiesel η=98,5% Aceite CO 2 / Metanol =0,1 Metanol /Aceite = 24 19

20 Ácidos libres % peso 15/10/2013 DIFERENTES PROCESOS EN RELACIÓN AL CONTENIDO DE AGUA Y ÁCIDOS LIBRES Aceite sin refinar Método enzimático Residuos aceites Supercrítico Metanol Aceite de palma Catálisis ácida Aceite de fritura Aceite Virgen Catálisis alcalina Agua % peso 20

21 MUCHAS GRACIAS 21