Transcript biodiesel production by homogeneous catalysis - IQ

BIODIESEL PRODUCTION
BY HOMOGENEOUS
CATALYSIS
GRUPO A PAREJA 03:
ROBERTO DE ABIA SÁNCHEZ
JORGE E. MORANTE RODRÍGUEZ
BIODIESEL PRODUCTION BY
HOMOGENEOUS CATALYSIS
ÍNDICE:
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Introducción
Materiales y métodos: Catálisis Homogénea y Heterogénea
Aspectos económicos y ecológicos de la producción de
biodiesel mediante catálisis homogénea
Estudio de la caracterización de la producción de biodiesel
por catálisis homogénea: KOH
BIODIESEL PRODUCTION BY
HOMOGENEOUS CATALYSIS
ÍNDICE:
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Introducción
Materiales y métodos: Catálisis Homogénea y Heterogénea
Aspectos económicos y ecológicos de la producción de
biodiesel mediante catálisis homogénea
Estudio de la caracterización de la producción de biodiesel
por catálisis homogénea: KOH
BIODIESEL PRODUCTION BY
HOMOGENEOUS CATALYSIS
INTRODUCCIÓN:
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Biodiesel
 Constituye los ésteres etílicos de ácidos grasos de aceites vegetales o
grasas animales que se obtienen mediante un proceso de
transesterificación con metanol en presencia de un catalizador.
Ventajas:
 Constituyen una alternativa a los combustibles derivados del petróleo
 Utilización como combustibles renovables
 Balance energético favorable
 Reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero (Protocolo
de Kyoto)
 Disminución de las emisiones nocivas
 Su uso como combustible biodegradable y no tóxico
BIODIESEL PRODUCTION BY
HOMOGENEOUS CATALYSIS
ÍNDICE:
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Introducción
Materiales y métodos: Catálisis Homogénea y Heterogénea
Aspectos económicos y ecológicos de la producción de
biodiesel mediante catálisis homogénea
Estudio de la caracterización de la producción de biodiesel
por catálisis homogénea: KOH
BIODIESEL PRODUCTION BY
HOMOGENEOUS CATALYSIS
MATERIALES Y MÉTODOS: CATÁLISIS
HOMOGÉNEA Y HETEROGÉNEA
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Preparación de la catálisis
Reacción de transesterificación: catalizadores homogéneos
y heterogéneos
Materiales
Condiciones de reacción
Proceso experimental
Regeneración y recuperación de catalizadores
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HOMOGENEOUS CATALYSIS
PREPARACIÓN DE LA CATÁLISIS
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Tres reacciones consecutivas y reversibles
Los triglicéridos de la grasa con metanol dan lugar a los
ésteres y glicerina (transesterificación)

Estequiometría: 1 mol triglicéridos y 3 moles de metanol para dar
3 moles de ésteres y 1 mol de glicerol
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HOMOGENEOUS CATALYSIS
PREPARACIÓN DE LA CATÁLISIS
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La reacción puede ser catalizada por catalizadores
homogéneos o heterogéneos

Homogéneos:

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
Básicos: NaOH, CH3OONa, KOH
Ácidos: H2SO4 ó HCl
Heterogéneos: enzimas, titanio-silicatos o compuestos metálicos
alcalinotérreos
BIODIESEL PRODUCTION BY
HOMOGENEOUS CATALYSIS
Reacción de transesterificación: catalizadores
homogéneos y heterogéneos
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Catalizadores Homogéneos: Básicos
Velocidad de reacción elevada y condiciones de operación moderadas.
 Problema: formación de jabones por neutralización de ácidos grasos
libres
 Utilizar grasas de bajo contenido de ácidos grasos libres


Catalizadores Homogéneos: Ácidos
Velocidad de reacción baja, condiciones de operación elevadas
(Temperatura y presión extremas) y catalizador corrosivo
 Solución al problema de la catálisis básica: catalizan los ácidos grasos
libres
 Aumento rendimiento biodiesel
 Elevado coste de operación

BIODIESEL PRODUCTION BY
HOMOGENEOUS CATALYSIS
Reacción de transesterificación: catalizadores
homogéneos y heterogéneos
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Catalizadores Heterogéneos:





Simplifican y economizan el tratamiento de los productos
(separación del biodiesel del glicerol)
Respetuosos con el medio ambiente
Alta actividad y selectividad
Elevada estabilidad
Tolerancia al agua
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HOMOGENEOUS CATALYSIS
Materiales y condiciones de reacción
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Materiales:
Aceite vegetal
 Metanol con pureza elevada
 Catalizador

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Condiciones de reacción (homogéneo alcalino)
Temperaturas en torno a 65ºC
 Relación 3:1 molar de metanol con aceite
 Cantidad mínima de catalizador (1% en peso de
aceite vegetal aproximadamente)

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HOMOGENEOUS CATALYSIS
Proceso experimental: recuperación del catalizador
Cargar reactor con la cantidad deseada de aceite
a temperatura constante
 Se disuelve el catalizador en el metanol y se
introduce en el reactor
 Se deja completar la reacción
 Separación del catalizador

Centrifugación, decantación, filtración
 Lavado con etanol y agua

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HOMOGENEOUS CATALYSIS
Proceso experimental: recuperación del catalizador
BIODIESEL PRODUCTION BY
HOMOGENEOUS CATALYSIS
ÍNDICE:
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Introducción
Materiales y métodos: Catálisis Homogénea y Heterogénea
Aspectos económicos y ecológicos de la producción de
biodiesel mediante catálisis homogénea
Estudio de la caracterización de la producción de biodiesel
por catálisis homogénea: KOH
BIODIESEL PRODUCTION BY
HOMOGENEOUS CATALYSIS
Aspectos económicos y ecológicos de la producción
de biodiesel mediante catálisis homogénea.
Aspectos económicos:
 Estudio de los costes de conversión:
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Información de proveedores de tecnología y datos de una planta
existente.
El proceso de construcción, los sitios (almacenes, servicios
públicos), coste de preparación del sitio, lo costes iniciales,
contingencias e impuestos (estos costes se calculan en base al
consumo de la planta y mano de obra).
Consumo de energía eléctrica 12 KWh por cada
tonelada de biodiesel.
Productos químicos, catalizadores, materias primas.
El metanol constituye el 75% del coste de la
producción de biodiesel.
BIODIESEL PRODUCTION BY
HOMOGENEOUS CATALYSIS
Aspectos económicos y ecológicos de la producción
de biodiesel mediante catálisis homogénea.
BIODIESEL PRODUCTION BY
HOMOGENEOUS CATALYSIS
Aspectos económicos y ecológicos de la producción
de biodiesel mediante catálisis homogénea.
Aspectos ambientales:
 Catalizadores y productos químicos (pueden ser
contaminantes y difíciles de eliminar).
 Glicerina: producto originado en el proceso de
transesterificación que necesita un proceso de
refinado.
 Materiales peligrosos como el NaOH y HCl
(aguas residuales de lavado) y Na2PO4 (proceso
de neutralización cáustica).
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HOMOGENEOUS CATALYSIS
ÍNDICE:
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Introducción
Materiales y métodos: Catálisis Homogénea y Heterogénea
Aspectos económicos y ecológicos de la producción de
biodiesel mediante catálisis homogénea
Estudio de la caracterización de la producción de biodiesel
por catálisis homogénea: KOH
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HOMOGENEOUS CATALYSIS
Estudio de la caracterización de la producción de
biodiesel por catálisis homogénea: KOH.
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Utilizado para las materias primas baratas (aceite de
cocina).
Rendimiento máximo es del 96.5% en una relación
molar 9:1.
En términos de tiempo de reacción:
Rendimiento máximo = 15 minutos
 Rendimiento mínimo = 60 minutos

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El aumento de concentración origina un aumento de
rendimiento hasta el 98% disminuyendo un 1% debido
a la formación de jabón que impide separar las fases.
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HOMOGENEOUS CATALYSIS
Estudio de la caracterización de la producción de
biodiesel por catálisis homogénea: KOH.
BIODIESEL PRODUCTION BY
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Gracias por su atención