Βιοµηχανική παραγωγή βιοντίζελ στην Θεσσαλία Κόκκαλης Ι. Αθανάσιος Χηµικός Μηχ/κός, MSc Υπεύθυνος παραγωγής
Ορισµοί 1. Βιοµάζα : το βιοαποικοδοµήσιµο κλάσµα προϊόντων, αποβλήτων και καταλοίπων που προέρχονται από τις γεωργικές, συµπεριλαµβανοµένων φυτικών και ζωικών ουσιών, τις δασοκοµικές και συναφείς βιοµηχανικές δραστηριότητες, καθώς και το βιοαποικοδοµήσιµο κλάσµα βιοµηχανικών αποβλήτων και αστικών λυµάτων και απορριµάτων. 2. Βιοκαύσιµα: τα υγρά ή αέρια καύσιµα που παράγονται από βιοµάζα. π.χ. βιοντίζελ, βιοαιθανόλη, βιοαέριο, βιοµεθανόλη κ.α. 3. Βιοντίζελ (πετρέλαιο βιολογικής προέλευσης): Οι µεθυλεστέρες λιπαρών οξέων (FAME) που παράγονται από φυτικά ή και ζωικά έλαια και λίπη και είναι ποιότητας πετρελαίου ντίζελ, για χρήση ως Βιοκαύσιµο. 4. Μονάδες παραγωγής βιοκαυσίµων: οι ειδικές εγκαταστάσεις εντός της Ελληνικής Επικράτειας, στις οποίες πραγµατοποιείται η παραγωγή αυτούσιων Βιοκαυσίµων ή Άλλων Ανανεώσιµων Καυσίµων, συµπεριλαµβανοµένων και των αναγκαίων αποθηκευτικών χώρων και συστηµάτων διακίνησης. 5. Ενεργειακή καλλιέργεια: η καλλιέργεια φυτικών ειδών εντός της Ελληνικής Επικράτειας, για την παραγωγή κυρίως προϊόντων που θεωρούνται Βιοκαύσιµα ή πρώτες ύλες για την παραγωγή Βιοκαυσίµων.
Πλεονεκτήµατα χρήσης βιοντίζελ 1. Καθαρό, µη τοξικό και βιοαποικοδοµήσιµο καύσιµο. 2. εν περιέχει αρωµατικές ενώσεις. 3. Χαµηλές εκποµπές σε οξείδια του θείου (σχεδόν µηδενική περικτικότητα του θείου στο βιοντίζελ). 4. Χαµηλές εκποµπές µονοξειδίου του άνθρακα, άκαυστων υδρογοναναθράκων και αιθάλης, λόγω περιεκτικότητας αρκετού οξυγόνου ( 10%κ.β.). 5. Ελάττωση εκποµπής διοξειδίου του άνθρακα. 6. Αύξηση λιπαντικής ικανότητας του ντίζελ.
Στόχοι ΕυρωπαϊκήςΈνωσης: σε ποσοστό τουλάχιστον 2% των καυσίµων για το έτος2005 (ενδιάµεσος στόχο) και % των καυσίµων το 2010 (στόχος οδηγίας 2003/30/EC) % Aυστρία Bέλγιο Κύπρος Τσεχική ηµοκρατία ανία Eσθονία Φινλανδία Γαλλία Γερµανία 2006 2,50 2,75 1,78 0,10 2007 4,30 3,50 1,63 2008 4,25 2,45 2009 5,00 2,71 2010 3,27 7,00 Ελλάδα 2,50 3,00 4,00 5,00 Ουγγαρία Iρλανδία 1,14 1,75 2,24 Ιταλία 3,00 4,00 5,00 Λετονία 2,75 3,50 4,25 5,00 Λιθουανία Λουξεµβούργο 2,75 Mάλτα Εθνικοί ενδεικτικοί στόχοι για το µερίδιο των βιοκαυσίµων, 2006-2010 Πηγή: εθνικές εκθέσεις στο πλαίσιο της οδηγίας για τα βιοκαύσιµα Κάτω Χώρες Πολωνία Πορτογαλία Σλοβακία Σλοβενία Ισπανία 1,50 2,50 1,20 2,30 3,00 3,20 [1] 4,00 3,00 [2] 4,90 4,00 5,00 Σουηδία
Τριγλυκερίδια: Φυτικά έλαια: τριεστέρες γλυκερόλης, δηλ. 1,2,3-προπανοτριόλης, µε λιπαρά οξέα(µονοκαρβουλικά οξέα µεγάλης ανθρακικής αλυσίδας ) και αποτελούν το κύριο συστατικό, σε ποσοστό µέχρι 98% των φυτικών ελαίων και ζωικών λιπών Πρώτες ύλες Σογιέλαιο, ηλιέλαιο, κραµβέλαιο, βαµβακέλαιο. Τηγανέλαια, έπειτα από προεπεξεργασία. Ζωικά λίπη, έπειτα από προεπεξεργασία. Αλκοόλη: συνήθως χρησιµοποιείται µεθανόλη λόγω χαµηλού κόστους και φυσικών και χηµικών πλεονεκτηµάτων που διαθέτει. Καταλύτης: Χρησιµοποιούνται ειδικοί καταλύτες που βοηθούν την αντίδραση να µετατοπιστεί προς τα δεξιά. Οι διεργασίες των περισσοτέρων µονάδων παραγωγής βιοντίζελ χρησιµοποιούν ισχυρές βάσεις (NaOH ή KOH), οι οποίες διαλύονται στην µεθανόλη. Σπάνια χρησιµοποιούνται ισχυρά οξέα (π.χ. θειικό οξύ). Συνηθίζεται η χρήση methylat, διαλύµατος 70% µεθανόλης & 30% NaOH.
Αποθηκευτικοί χώροι εγκατάστασης Oil Methanol Catalyst Σε αδρανή ατµόσφαιρα λόγω χαµηλού σηµείου ανάφλεξης Γραµµές παραγωγής Reactor/Separator/ Wash Biodiesel Glycerine
Εξέλιξη παραγωγής βιοντίζελ: Η παραγωγική διαδικασία αποτελείται από τα παρακάτω στάδια: 1. Πλήρωση του αντιδραστήρα µε λάδι και θέρµανση αυτού στην επιθυµητή θερµοκρασία. 2. Προσθήκη µεθανόλης ανάλογα µε την ποσότητα του λαδιού. 3. Προσθήκη καταλύτη, ανάλογα µε την ποσότητα του λαδιού. 4. Αντίδραση µετεστεροποίησης. 5. Απόθεση προϊόντος. 6. Αποµάκρυνση γλυκερίνης. 7. Προσθήκη νερού, για πλύση του βιοντίζελ. 8. Απόθεση προϊόντος. 9. Αποµάκρυνση αποβλήτων. 10. Απόσταξη προϊόντος. 11. Αποθήκευση τελικού προϊόντος.
ΕΝ 14214:2002
Ποιοτικός έλεγχος πρώτων υλών & τελικού προϊόντος (Βιοντίζελ) 1. Περιεκτικότητα νερού 2. Αριθµός Οξύτητας/ Οξύτητα 3. Αριθµός Ιωδίου 4. Οξειδωτική Σταθερότητα 5. Σηµείο Ανάφλεξης 1. Περιεκτικότητα µέθυλ-εστέρων 2. Περιεκτικότητα σε λινολενικό οξύ 3. Περιεκτικότητα σε µεθανόλη 4. Περιεκτικότητα σε µόνο-, δι- και τριγλυκερίδια 5. Ελεύθερη και συνολική γλυκερίνη.
1. ΕΛΛΗΝΙΚΑ ΠΕΤΡΕΛΑΙΑ Α.Ε. 2. ΜΟΤΟΡ ΟΪΛ (ΕΛΛΑΣ) 3. SHELL HELLAS A.E. 4. MAMIDOIL-JETOIL A.E. ιάθεση Biodiesel Ανάµειξη αυτούσιου βιοντίζελ σε ποσοστό 4% σε ντίζελ κίνησης στις εγκαταστάσεις των διυλιστηρίων. Έγκριση κατανοµής 2007 : 114.000 χιλιόλιτρα αυτούσιο biodiesel. Staff Colour Energy A.B.E.E. : 5000 χιλιόλιτρα. υναµικότητα µονάδας:15000 χιλιόλιτρα/έτος ιάθεση γλυκερίνης (παραπροϊόν) : ΤΙΤΑΝ (τσιµεντοβιοµηχανία) Βιοµηχανίες επεξεργασίας ακατέργαστης γλυκερίνης (crude glycerol) σε φαρµακευτική