Uso de Sílicas para el tratamiento de grasas y aceites...
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Uso de Sílicas para el tratamiento de grasas y aceites para la producción de Biodiesel
Roberto Berbesi y David BrooksOil-Dri Corporation of [email protected]@oildri.com800-233-9802 USA
OBJETIVOS
• Definir que son las sílicas• Describir la aplicación y beneficios de
sílicas selectivas naturales en Eliminacióndel 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 SílicasRemoción de principales contaminantes
CLO – RED – VP - VA
FOSFOLÍPIDOS
METALES
JABONES
PAH PCB
Tierra de blanqueo
Sílicas
Sílicas
Carbón activado
SílicasCategorias existentes
• Los adsorbentes usados en procesos de eliminación de lavados son conocidosnormalmente 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
SílicasQue 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
ReactorMezclador DestilaciónSeparación
Glicerina
TriglicéridosAceites / Grasas
Alcohol / Catalizador
Alcohol
Biodiesel:FAMEFatty Acid
Methyl Esters
Soda CáusticaPre-tratamiento
ácido
Mezclador
Soapstock
Agua de desecho
Primaria Tierra deblanqueo
Lavado Tanqueslurry
Blanqueadoral vacío
Filtroprensa
Tierra gastada
Secadoral Vacío
Refinación caústica tradicionalProceso con lavado
Refinación caústica tradicionalFunción 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 eseconómico y permite obtener la misma o mejor calidad que con el lavado con agua
Eliminación del lavadoPerspectiva histórica
• Antes de los 90 la mayoría de lasrefinerias cáusticas fueron construidascon 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 lavadoPerspectiva 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 centrífugasde lavado.
• Al menos 30% de las refinerias han hecho o estanen proceso de eliminar las centrífugas de lavado.
Soda CáusticaPre-tratamiento
ácido
Mezclador
Soapstock
Agua de desecho
Primaria Tierra deblanqueo
Lavado Tanqueslurry
Blanqueadoral vacío
Filtroprensa
Tierra gastada
Secadoral Vacío
Eliminación del lavadoProceso de refinación cáustica con Silica
Select
Eliminación del lavadoFunción 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 eseconómico y permite obtener la misma o mejor calidad que con el lavado con agua
Eliminación del lavadoCondiciones 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 aceiteen base seca
Producción de Biodiesel
ReactorMezclador DestilaciónSeparación
Glicerina
TriglicéridosAceites / Grasas
Alcohol / Catalizador
Alcohol
Biodiesel:FAMEFatty Acid
Methyl Esters
Funcion de la Sílica natural
• 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
• Remover jabones• Remover P and
metales• Remover glicerina,
mono, di y triglicéridos
• Sulfur reduction• La sílica natural puede
hacer todo el trabajo.
Refinación cáustica Purificación de Biodiesel
Soda CáusticaPre-tratamiento
ácido
Mezclador
Soapstock
Agua de desecho
Primaria Tierra deblanqueo
Lavado Tanqueslurry
Blanqueadoral vacío
Filtroprensa
Tierra gastada
Secadoral Vacío
Refineria de aceite para Biodiesel Uso de sílica natural como único adsorbente
Select
Refineria de aceite para Biodiesel Puntos clave para una operación efectiva
Monitorear calidad del aceite crudo/degomadoControlar jabones < 500 ppm en la cent. primariaHumedad en el aceite 0.2%-0.3%Temperatura del aceite 160o-180oF (70o-80oC)Tiempo de contacto 20-30 minutosAgitación 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
Select 350Lavado
Resultadosblanqueo
0.032< 0.05< 0.5< 800.035< 0.04<0.5<150
% H20%AGLPppm
Jabónppm
Producción de Biodiesel
ReactorMezclador DestilaciónSeparación
Glicerina
TriglicéridosAceites / Grasas
Alcohol / Catalizador
Alcohol
Biodiesel:FAMEFatty Acid
Methyl Esters
BiodieselSin purificar
Purificación de Biodiesel Sin lavado
B100 BioDiesel
Productofinal
Filtro
SELECT SELECT
Tanque mezcla
NO LAVADOCON AGUA
Torre de destilación
Proceso con lavadoCostos 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
Refinería
BiodieselProducto final
Sólidos suspendidos
Fósforo
AGL
Metales y jabones
Sterol Glucosides; Ceras
Metales, jabones y fósforo
Productos de oxidación
Productos de oxidación
• Para mejorar la reacción y el desempeño en el motor diesel
• Para mejorar la estabilidad del biodiesel
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 adsorbenteEliminación 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
707.3790.30%
7010.53410.30%7010.13450.15%Hydrogel S7010.43450.30%7010.13450.15%Hydrogel T
708.91830.15%Sin secado707.9530.30%705.5930.15%Select7010380--------Aceite inic.
AmarilloRojoclorofilaDosisSílica
Conclusiones
• Con el uso de Sílicas naturales se puedeeliminar el uso de lavados con agua antes y despues de la reacción de trans-esterificación
• 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.