Literatura

Curso de Biodiesel. Maestría en Energía. Facultad de Ingeniería

Etapas del proceso convencional
Metanol Catalizador

(catálisis básica)

Tema 5 – 2° parte

Tecnología de la producción de biodiesel
Dr. Iván Jachmanián
ijachman@fq.edu.uy

Aceite 1-Reacción

Laboratorio de Grasas y Aceites Facultad de Química. Universidad de la República. Montevideo. Uruguay.

1.- Reacción
Cada100 Kg de aceite: 20Kg de metanol 1.0 a 1.5 Kg de NaOH Temp.= 50-60ºC Tiempo = 1 a 1.5 horas

Reacción global:
OOCR1 OOCR2 + OOCR3 Triglicérido Alcohol 3 R4OH OH OH OH Glicerol

+ + +

R1COOR4 R2COOR4 R3COOR4 Biodiesel

En determinadas condiciones se puede revertir

Etapas:
OOCR1 OOCR2 OOCR3 OH OOCR2 OOCR3 + R4OH + R4OH OH OOCR2 OOCR3 OH OH OOCR3 OH + R4OH OH OH + R2COOR4 + R1COOR4 +R1COOR4

Avance de la reacción
% 100 Biodiesel

Triglicérido

50 Triglicéridos DAG MAG 0 Tiempo de reacción Glicerol

Diglicérido
OH OH OOCR3

Monoglicérido

1

Etapa de reacción eficiente:

Factores determinantes:
1. Proporción entre reactivos

Triglicéridos < 0.2% Diglicéridos < 0.2% Monoglicéridos < 0.8%

2. Tiempo de reacción 3. Temperatura 4. Catalizador (tipo yconcentración) 5. Agitación
Velocidad o cinética de la reacción

1. Proporción alcohol/aceite
Moles alcohol =3 Moles aceite
Mínimo

Proporción alcohol/aceite:
ALTA: - asegura reacción completa. - mayor “dilución” del agua en el aceite (si hay).

Kg metanol ≅ 0 .1 Kg aceite
Comúnmente:

BAJA:

- mejor separación de glicerol. - menor costo de recuperación del alcohol.

Kg metanol ≅ 0.2 100%exceso Kg aceite

2. Tiempo de reacción
% 100 Biodiesel

Tiempo de reacción

ALTO: - asegura reacción completa BAJO: - mejora productividad

50 Triglicéridos DAG MAG 0 Tiempo de reacción Glicerol

- minimiza deterioro oxidativo

2

3. Temperatura

Temperaturas de ebullición de alcoholes
Alcohol
Metanol

ALTA: - acelera el proceso BAJA: - disminuye costo energético - minimizadeterioro oxidativo - minimiza pérdida de alcohol Temperatura máxima → Ebullición del alcohol

Teb, 1atm
64.7 78.4 97.2 118.0

Etanol 1-propanol 1-Butanol

4. Catalizador ALTO: - aumenta la velocidad - asegura compensación por pérdidas (agua, FFA)

5. Agitación POTENCIA ALTA: - asegura contacto entre fases POTENCIA BAJA:

BAJO: - mejora economía - facilita etapas de lavado - mejorapureza subproductos - minimiza deterioro oxidativo

- menor costo

Variantes:
Modalidad:

Reacción en 2 etapas:
Metanol/cat 20% 1º Separación 2º Separación

- Batch (500-10.000 Ton/año) - Continua (>30.000 Ton / año) Nº Etapas: - Una - Dos

Metanol/cat 80% Aceite 1º reacción 2º reacción Glicerol

Glicerol

• Mejora la conversión • Permite trabajar con menor exceso de alcohol • Todaslas etapas en mismo reactor

3

Etapas del proceso convencional
2-Separación Metanol Catalizador Aceite 1-Reacción Glicerol (~50%) Biodiesel

(catálisis básica)

2.- Separación
El glicerol es muy poco soluble en el biodiesel ⇒ - Decantación - Centrifugación - El alcohol aumenta la solubilidad del glicerol: - Eliminación previa? ⇒ No se recomienda ⇒ Es posible - Adición de agua ?

Etapasdel proceso convencional Etapa de separación eficiente:
Metanol Catalizador Aceite Biodiesel 2-Separación

(catálisis básica)

3-Neutralización Ácido y eliminación de metanol

Biodiesel

Mayor rendimiento Mejor calidad del glicerol

1-Reacción

Glicerol (~50%) Metanol Agua

3.- Neutralización y eliminación del alcohol
- Neutralización: elimina catalizador y convierte jabones enácidos: NaOH + HAc → H2O + NaAc R-COONa + HAc → R-COOH + NaAc Si cat = KOH y ácidos = PO43- , se genera K3PO4, útil para fertilizantes.

- Eliminación Alcohol: Destilación (vacío + temperatura) Flash (descompresión)

4

Neutralización y eliminación del alcohol eficiente:

Etapas del proceso convencional
2-Separación Metanol Catalizador Biodiesel

(catálisis básica)
Agua 4-Lavado Aguas...