Παραγωγή Βιοκαυσίµων µε Υδρογονοπεξεργασία Χρησιµοποιηµένων Τηγανελαίων ρ. Στέλλα Μπεζεργιάννη Χηµικός Μηχανικός Ερευνήτρια ΕΚΕΤΑ Εθνικό Κέντρο Έρευνας & Τεχνολογικής Ανάπτυξης (ΕΚΕΤΑ) Ινστιτούτο Τεχνικής Χηµικών ιεργασιών (ΙΤΧΗ ) Εργαστήριο Περιβαλλοντικών Καυσίµων & Υδρ/κων (ΕΠΚΥ) Η µελέτη αυτή είναι µέρος του έργου BIOFUELS-2G που χρηµατοδοτείται από το Ευρωπαϊκό Πρόγραµµα LIFE+ (LIFE08 ENV/GR/000569) 15 ο Εθνικό Συνέδριο Ενέργειας «Ενέργεια και Ανάπτυξη 2010»
Χρησιµοποιηµένο Τηγανέλαιο Προέρχεται από την χρήση σπορελαίων σε σηµεία εστίασης και οικίες Προβληµατική η απόρριψή του Αποχετευτικό δίκτυο, χωµατερές Στην Ελλάδα ένα µέρος συλλέγεται και χρησιµοποιείται για παραγωγή βιοντίζελ υνατότητα εκµετάλλευσης µικρού ποσοστού ιαθεσιµότητά του µπορεί να καλύψει ένα µέρος παραγωγής βιοκαυσίµων ~200.000ΜΤ σπορελαίων ετησίως που δίνουν ~100.000ΜΤ τηγανελαίου 2
Γενικά η Υδρογονοεπεξεργασία Καταλυτική διεργασία που απαιτεί περίσσεια υδρογόνου Επιτυγχάνει εξευγενισµό διαφόρων πετρελαϊκών κλασµάτων Αύξηση H/C Αποµάκρυνση ανεπιθύµητων συστατικών (O, N, S) Γιατί υδρογονοεπεξεργασία; Ευρέως διαδεδοµένη τεχνολογία µετατροπής για παραγωγή ντίζελ και βενζίνης Πολυάριθµες βιοµηχανικές µονάδες παγκοσµίως Υψηλοί βαθµοί απόδοσης Ευελιξία τροφοδοσίας Όχι παραπροϊόντα Εφαρµόζεται για παραγωγή βιοντίζελ από ακατέργαστα (φρέσκα) φυτικά έλαια 3
Γιατί Υδρογονοεπεξεργασία Τηγανελαίου; 700 Σηµείο Βρασµού ( ο C) 600 500 400 300 200 100 0 Τηγανέλαιο Προϊόν Series5 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Ανάκτηση προϊόντος (%) Ντίζελ Βενζίνη Υδρογονοεπεξεργασµένο τηγανέλαιο αποδίδει > 80% βιοντίζελ Μη επεξεργασµένο τηγανέλαιο αποδίδει < 5% βιοντίζελ 4
Στόχος: Τηγανέλαιο Βιοντίζελ + Η 2 καταλύτης Τηγανέλαιο Βιοντίζελ 2 ης Γενιάς 5
Μελέτη Τεχνολογίας Φάση πρώτη Oil Gas Product Αξιολόγηση καταλυτών υδρογονεπεξεργασίας H 2 RX HPLT Liquid Product Φάση δεύτερη ιερεύνηση βέλτιστων λειτουργικών παραµέτρων» Θερµοκρασία» Λόγος Η 2 /τηγανέλαιο» Χρόνος επαφής µε καταλύτη (LHSV)» Πίεση 6
Βαθµός Μετατροπής και Απόδοση σε Βενζίνη & Ντίζελ Βαθµός απόδοσης (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 Καταλύτης Α Καταλύτης Β Καταλύτης Γ 100 90 Η απόδοση του καταλύτη Α είναι µεγαλύτερη σε όλο το εύρος των θερµοκρασιών 20 10 0 Βενζίνη Ο καταλύτης Α δίνει την µεγαλύτερη απόδοση σε ντίζελ Ντίζελ Βαθµός Μετατροπής (%) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 330 340 350 360 370 380 390 Θερµοκρασία ( o C) Καταλύτης Α Καταλύτης Β Καταλύτης Γ 7
Θερµοκρασία & Απόδοση Βιοντίζελ % συνολικού υγρού προϊόντοςt 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 1.20 4.32 90.11 85.00 80.07 T-20 T T+20 Θερµοκρασία ( ο C) Βενζίνη Ντίζελ Κυρίως παράγεται ντίζελ Βέλτιστη απόδοση σε ντίζελ στους Τ-20 (ºC) Βέλτιστη εκλεκτικότητα σε ντίζελ στους Τ-20 (ºC) Σε υψηλότερες θερµοκρασίες ευνοούνται περισσότερο οι αντιδράσεις υδρογονοπυρόλυσης έναντι των αντιδράσεων υδρογονοεπεξεργασίας 8
Θερµοκρασία & Αποµάκρυνση S,N,O Αποµάκρυνση ετεροατόµων (%τηγανελαίου τηγανελαίου) 100 95 90 85 80 75 Θείο Άζωτο Οξυγόνο T-20 T T+20 Θερµοκρασία (οc) Η αποµάκρυνση αζώτου γίνεται στο υψηλότερο ποσοστό (100%) Η αποµάκρυνση θείου είναι επίσης σηµαντική (99.76%) Η αποµάκρυνση οξυγόνου είναι σε όλες τις περιπτώσεις > 78% Σε όλες τις περιπτώσεις η βέλτιστη αποµάκρυνση ετεροατόµων επιτυγχάνεται στη χαµηλότερη θερµοκρασία T-20 ( o C) 9
εν επηρεάζει την ποιότητα του παραγόµενου βιοντίζελ Λόγος Η 2 /τηγανελαίου & Απόδοση Βιοντίζελ Αποµάκρυνση ετεροατόµων (%τηγανελαίου) 100.0 80.0 60.0 40.0 20.0 0.0 99.5 100.0 94.1 99.4 100.0 93.6 99.2 100.0 102.0 Α-1000 Α Α+1000 Θείο Άζωτο Οξυγόνο Λόγος H 2 /τηγανέλαιο (scfb) 10
Το Βιοντίζελ-2G Βιοντίζελ-2G Πυκνότητα = 0,7904 gr/ml Θείο = 1.54 wppm είκτης κετανίου = 77.23 Σηµείο ανάφλεξης = 116ºC Ιξώδες (40ºC)=3.54 cst H 2 O = 0.0013% wt Οξύτητα (TAN) = 0 mg KOH/g Σταθερότητα οξείδωσης > 22hr CFPP = 20ºC Λευκό ντίζελ Σύσταση υδρ/κων Παραφίνες (C15 C18) Kύκλοπαραφίνες Ολεφίνες = 0%wt Αρωµατικά=0%wt 11
BIOFUELS-2G Συλλογή χρησιµοποιηµένου τηγανελαίου εστιατορίων από το ήµο Θεσ/κης Αειφόρος παραγωγή και ποιοτικός έλεγχος βιοντίζελ 2 ης γενιάς Χρήση βιοντίζελ από αποριµµατοφόρο του ήµου Θεσ/κης 12
ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΟΧΗ ΣΑΣ Για πληροφορίες σχετικά µε το έργο BIOFUELS-2G επισκεφτείτε την ιστοσελίδα www.biofuels2g.gr 15 ο Εθνικό Συνέδριο Ενέργειας «Ενέργεια και Ανάπτυξη 2010»