Τεχνολογία παραγωγής βιοντίζελ 2 ης γενιάς από τηγανέλαια Δρ. Στέλλα Μπεζεργιάννη Χημικός Μηχανικός - Ερευνήτρια ΕΚΕΤΑ Εθνικό Κέντρο Έρευνας & Τεχνολογικής Ανάπτυξης (ΕΚΕΤΑ) Ινστιτούτο Τεχνικής Χημικών Διεργασιών (ΙΤΧΗΔ) Εργαστήριο Περιβαλλοντικών Καυσίμων & Υδρ/κων (ΕΠΚΥ) Το έργο BIOFUELS-2G χρηματοδοτείται από το Ευρωπαϊκό Πρόγραμμα LIFE+ (LIFE08 ENV/GR/000569) Παραγωγή Βιοκαυσίμων»
BIOFUELS-2G Συλλογή χρησιμοποιημένου τηγανελαίου εστιατορίων από το Δήμο Θεσ/κης Αειφόρος παραγωγή και ποιοτικός έλεγχος βιοντίζελ 2 ης γενιάς Χρήση βιοντίζελ από αποριμματοφόρο του Δήμου Θεσ/κης 2
Υδρογονοεπεξεργασία Καταλυτική διεργασία Απαιτεί περίσσεια υδρογόνου Επιτυγχάνει εξευγενισμό διαφόρων πετρελαϊκών κλασμάτων Αύξηση H/C Απομάκρυνση ανεπιθύμητων συστατικών (O, N, S) Επιτρέπει μεταβολές στη σύσταση της τροφοδοσίας Oil H 2 RX HPLT Gas Product Liquid Product 3
Υδρογονοεπεξεργασία Τηγανελαίου 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 φυτικά έλαια Η προτεινόμενη τεχνολογία εφαρμόζεται για πρώτη φορά παγκοσμίως σε τηγανέλαιο για την παραγωγή βιοντίζελ 2 ης γενιάς 4
Γιατί Υδρογονοεπεξεργασία Τηγανελαίου; 700 Σημείο Βρασμού ( ο C) 600 500 400 300 200 100 0 Τηγανέλαιο Προϊόν S i 5 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 5
Στόχος: Τηγανέλαιο Βιοντίζελ + Η 2 καταλύτης Τηγανέλαιο Βιοντίζελ 2 ης Γενιάς 6
Μελέτη Τεχνολογίας Φάση πρώτη Αξιολόγηση καταλυτών υδρογονεπεξεργασίας Φάση δεύτερη Διερεύνηση βέλτιστων λειτουργικών παραμέτρων» Θερμοκρασία» Λόγος Η 2 /τηγανέλαιο» Χρόνος επαφής με καταλύτη (LHSV)» Πίεση 7
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 Ηαπόδοσητου 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 8
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 9
Θερμοκρασία & Απομάκρυνση S,N,O Απομάκρυνση ετεροατόμων (%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) 10
Λόγος Η 2 /τηγανελαίου & Απόδοση Βιοντίζελ 100.0 % συνολικού υγρού προϊόντος 90.0 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 3.2 4.2 4.3 71.0 68.1 67.0 Βενζίνη Ντίζελ Δεν επηρεάζει την απόδοση ούτε την ποιότητα του παραγόμενου βιοντίζελ 0.0 Α-1000 Α Α+1000 Λόγος H 2 /τηγανελαίου (scfb) 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) 11
Πιλοτική Εφαρμογή Τεχνολογίας @ ΕΚΕΤΑ Υδρογόνο (Η 2 ) Αέρια Ελαφριοί υδρ/κες (C5-C15) 0.77% κβ Τηγανέλαια Αντιδραστήρας Προϊόν Υδρ/σίας Βιοντίζελ (C16-C25) 86.9% κβ Διαχωριστής Υψηλής πίεσης Νερό 10% κβ Απόσταξη Υπόλειμμα (C25+) 7.16% κβ 12
Το Βιοντίζελ-2G Τηγανέλαιο Βιοντίζελ-2G Βιοντίζελ-2G Πυκνότητα = 0,7904 gr/ml Θείο = 1.54 wppm Δείκτης 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 Σύσταση υδρ/κων Παραφίνες (C15 C18) Kύκλοπαραφίνες Ολεφίνες = 0%wt Αρωματικά=0%wt 13
Επόμενα Βήματα Διερεύνηση σταθερότητας τηγανελαίου και βιοντίζελ 2 ης γενιάς σε εκτεταμένη αποθήκευση Παραγωγή βιοντίζελ 2 ης γενιάς για πιλοτικές δοκιμές σε κινητήρα και χρήση σε απορριμματοφόρο 14
Η επιτυχία του έργου στηρίζεται... Στο Ευρωπαϊκό Πρόγραμμα LIFE+ που υποστήριξε το έργο BIOFUELS-2G Στην ομάδα του ΙΤΧΗΔ Π. Βουτετάκης Α. Καλογιάννη Α. Δημητριάδης Ν. Δρακάκη Γ. Ντούρου Μ. Ουζουνίδου Ν. Γεωργίου Α. Μουδιώτης Κ. Γιαννακούδης Π. Ταμπαρέσκος Χ. Ζιώγου Α. Κακαμπέγκας Κ. Κουτρούλης Μ. Νικηφοράκης 15
ΕΥΧΑΡΙΣΤΟΥΜΕ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΟΧΗ ΣΑΣ Παραγωγή Βιοκαυσίμων»