Uso de Sílicas para el tratamiento de grasas y aceites para la
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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 [email protected] [email protected] 800-233-9802 USA 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 Aplicación de Sílicas Remoción de principales contaminantes Carbón activado Sílicas Sílicas PAH PCB JABONES FOSFOLÍPIDOS METALES Tierra de blanqueo CLO – RED – VP - VA 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 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 Producción de Biodiesel Triglicéridos Aceites / Grasas Alcohol Alcohol / Catalizador Biodiesel:FAME Fatty Acid Methyl Esters Mezclador Separación Reactor Glicerina Destilación Refinación caústica tradicional Proceso con lavado Lavado Soda Cáustica Primaria Pre-tratamiento ácido Tanque slurry Secador al Vacío Blanqueador al vacío Tierra de blanqueo Filtro prensa Mezclador Soapstock Agua de desecho Tierra gastada 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 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 800 - 1000 ppm • La mayoría de las refinerías estaban en las afueras de las ciudades. • Las regulaciones sobre el agua de desecho no eran tan exigentes. 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 150 – 300 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. Eliminación del lavado Proceso de refinación cáustica con Silica Lavado Soda Cáustica Primaria Pre-tratamiento ácido Tanque slurry Secador al Vacío Blanqueador al vacío Tierra de blanqueo Filtro prensa Mezclador Select Soapstock Agua de desecho Tierra gastada 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 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 0.015 – 0.025% 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 Producción de Biodiesel Triglicéridos Aceites / Grasas Alcohol Alcohol / Catalizador Biodiesel:FAME Fatty Acid Methyl Esters Mezclador Separación Reactor Glicerina Destilación 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. Refineria de aceite para Biodiesel Uso de sílica natural como único adsorbente Lavado Soda Cáustica Primaria Pre-tratamiento ácido Tanque slurry Secador al Vacío Blanqueador al vacío Tierra de blanqueo Filtro prensa Mezclador Select Soapstock Agua de desecho Tierra gastada 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 160o-180oF (70o-80oC) Tiempo de contacto 20-30 minutos Agitación adecuada 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 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 % H20 Lavado <150 <0.5 < 0.04 0.035 Select 350 < 80 < 0.5 < 0.05 0.032 Producción de Biodiesel Triglicéridos Aceites / Grasas Alcohol Alcohol / Catalizador Biodiesel:FAME Fatty Acid Methyl Esters Mezclador Separación Reactor Glicerina Destilación Purificación de Biodiesel Sin lavado Biodiesel Sin purificar Torre de destilación B100 BioDiesel NO LAVADO CON AGUA Tanque mezcla SELECT Filtro Producto final 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 Objetivos del proceso: Remoción de contaminantes • Para mejorar la reacción y el desempeño en el motor diesel Sólidos suspendidos Fósforo Refinería 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 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 Desempeño del adsorbente Eliminación del lavado en purificación de Biodiesel 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 Silica Natural versus Hydrogels Sílica Dosis clorofila Rojo Amarillo Aceite inic. -------- 380 10 70 Select 0.15% 93 5.5 70 0.30% 53 7.9 70 0.15% 183 8.9 70 0.30% 79 7.3 70 0.15% 345 10.1 70 0.30% 345 10.4 70 0.15% 345 10.1 70 0.30% 341 10.5 70 Sin secado Hydrogel T Hydrogel S 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.
