Παραγωγή βιοντήζελ: πρώτες ύλες και παραπροϊόντα Νίκος Λιάπης ιευθυντής Εκµετάλλευσης ΕΛΙΝΟΙΛ Α.Ε. Θεσσαλονίκη Νοέµβριος 2006
Στόχοι παραγωγής: ΕΝ 14214 Βελτιστοποίηση οικονοµικών αποτελεσµάτων Ασφάλεια
Προβλήµατα στην παραγωγή Biodiesel Προβλήµατα Α υλών σε σχέση µε διαθέσιµη τεχνολογία. υσκολίες στην επίτευξη πρότυπου Biodiesel EN14214. Μη αξιοποίηση παραπροϊόντων. Υψηλή επικινδυνότητα Β υλών και παραγωγικής διαδικασίας. Προβλήµατα αποβλήτων.
ιαδικασία Μετεστεροποίησης
Α Ύλες Λάδια Κραµβέλαιο Σογιέλαιο Βαµβακέλαιο Ηλιέλαιο Φοινικέλαιο Ζωικά Λίπη
Παράµετροι αξιολόγησης πρώτων υλών Οξύτητα (ή FFA) Περιεκτικότητα σε νερό Προσµείξεις Αριθµός Ιωδίου Περιεκτικότητα σε Ρ
Χαρακτηριστικά ελαίων Τα φυτικά έλαια περιέχουν µέχρι 14 διαφορετικούς τύπους λιπαρών οξέων που µετασχηµατίζονται χηµικά στους µεθυλικούς εστέρες λιπαρών οξέων.
Καπρυλικό (Caprylic) C8:0 Καπρικό (Capric) C10:0 Λαουρικό (Lauric) C12:0 Μυριστικό (Myristic) C14:0 Παλµιτικό (Palmitic) C16:0 Παλµιτολεϊκό (Palmitoleic) C16:1 Στεαρικό (Stearic) C18:0 Oλεϊκό (Oleic) C18:1 Λινολεϊκό (Linoleic) C18:2 Λινολεϊνικό (Linolenic) C18:3 Aραχιδικό (Arachidic) C20:0 Εικοσιενικό (Ειcosenoic) C20:1 Mπεχενικό (Βehenic) C22:0 Ερουκικό (Erucic) C22:1
Επιπτώσεις Λιπαρών οξέων Κάθε τύπος λιπαρού οξέως εµφανίζεται µε διαφορετικό ποσοστό στις διάφορες πρώτες ύλες επηρεάζοντας εποµένως τις ιδιότητες του καυσίµου.
Προβλήµατα από την κατανοµή των Λιπαρών οξέων Υψηλά επίπεδα κορεσµένων αλυσίδων (C14:0, C16:0, C18:0) : -Αυξάνουν τον αριθµό κετανίου -Μειώνουν τα οξείδια του αζώτου (NOx) -Βελτιώνουν τη σταθερότητα Αλλά... -Ανυψώνουν το CFPP
Προβλήµατα από την κατανοµή των Λιπαρών οξέων Περισσότερα πολυακόρεστα (C18:2, C18:3) -Ταπεινώνουν το CFPP -Μειώνουν τον αριθµό κετανίου -Μειώνουν τη σταθερότητα -Αυξάνουν τα οξείδια του αζώτου (NOx)
Αριθµός Ιωδίου (Iodine number) Οαριθµός ιωδίου εκφράζει µια κρίσιµη ποιοτικήπαράµετρο για την σταθερότητα των ελαίων και των µεθυλεστέρων τους. Υψηλός αριθµός συνεπάγεται: Χαµηλή οξειδωτική σταθερότητα. Κίνδυνος πολυµερισµού. Χαµηλός αριθµός (κορεσµένα Λ.Ο.) συνεπάγεται: Υψηλό CFPP.
Προβλήµατα Σαπωνοποίησης RCOOH + KOH RCOOK + H2O
Προβλήµατα Σαπωνοποίησης 1. Όξινη εστεροποίηση (Pretreatment). 2. ιάσπαση σαπώνων και παραγωγή Λιπαρών οξέων(after treatment).
Περιεκτικότητα σε νερό Αυξηµένη περιεκτικότητα σε νερό : Ανασταλτικός παράγοντας της αντίδρασης Αυξηµένες πιθανότητες δηµιουργίας Σαπώνων. Προβλήµατα στην ποιότητα του βιοντήζελ.
EN 14214
Κρίσιµες ιδιότητες βιοντήζελ Περιεκτικότητα σε νερό Οξειδωτική σταθερότητα Αριθµός κετανίου CFPP Περιεκτικότητα σε Ρ Περιεκτικότητα σε µέταλλα (Κ,Να)
Σηµείο Ανάφλεξης Υψηλό σηµείο ανάφλεξης: ένδειξη επιµόλυνσης του καύσιµου από υπολείµµατα µεθανόλης
Προβλήµατα Αποθήκευσης Βιοντήζελ Οξείδωση Πολυµερισµός Μικροβιακή ανάπτυξη
Προβλήµατα Μειγµάτων Ντήζελ-Βιοντήζελ Γαλακτωµατοποίηση Ρεολογικά προβλήµατα Μικροβιακή ανάπτυξη
Χρήση προσθέτων Αύξηση οξειδωτικής σταθερότητας Ταπείνωση CFPP
Β Ύλες : Μεθανόλη Μεθανόλη CH 3 OH( ( 99,9% καθαρότητος) Φυσική κατάσταση: Υγρή (Μεταφορά µε Βυτιοφόρα οχήµατα) Ιδιαίτερα επικίνδυνη! Χηµικά
Β Ύλες : Μεθανόλη Τοξική και εύφλεκτη Πρέπει να ελέγχεται ως προς το ποσοστό υγρασίας Πρόβληµα διαθεσιµότητας Αντικατάσταση µε αιθανόλη (αιθυλεστέρες); Χηµικά
Β Ύλες :Καταλύτες Κύριοι καταλύτες: Καυστικό κάλιο ΚΟΗ ή Καυστικό Νάτριο ΝαΟΗ Φυσική κατάσταση: Στερεή ( Flakes σε Big Bags του 1ton) Εναλλακτικές µεθοδολογίες: Methylates Όξινη κατάλυση Ενζυµατική κατάλυση Χηµικά
Β Ύλες: Οξύ εξουδετέρωσης Θειικό οξύ (Η 2 SO 4 ) Φυσική κατάσταση: Υγρή (Μεταφορά µε Βυτιοφόρα οχήµατα) Ιδιαίτερα επικίνδυνο! Χηµικά
Πρόβληµα αποβλήτων Νερά πλύσεων Υδατική φάση γλυκερίνης Υψηλά φορτία ρύπων
Παραπροϊόντα παραγωγικής ιαδικασίας Θειικό Κάλιο. ιάθεση Πώληση σε Βιοµηχανίες τυποποίησης /παραγωγής λιπασµάτων προκειµένου να αξιοποιηθεί ως πρόσθετο για την βελτίωση της περιεκτικότητας των λιπασµάτων σε κάλιο.
Λιπαρά οξέα ιάθεση Πώληση σε βιοµηχανίες παραγωγής ζωοτροφών Καύσιµη ύλη
Γλυκερίνη:Ποιότητες Μπρούτη Τεχνική Φαρµακευτική Ειδική ποιότητα: κοσέρ
Γλυκερίνη: Σύσταση Μεθυλεστέρες: Μεθανόλη: Σάπωνες: Καυστικό κάλιο: Γλυκερίνη: Νερό: ιάφορες ξένες ύλες: 10 % κ.β. 25 % κ.β. 0,5 % κ.β. 8 % κ.β. 53 % κ.β. 2 % κ.β. 1,5 % κ.β.
Γλυκερίνη: Τιµές
Γλυκερίνη Πώληση σε Βιοµηχανίες καλλυντικών ιάθεση Πώληση για παραγωγή Βιοαερίου. Πώληση σε Βιοµηχανίες Φαρµάκων Απαιτείται εξευγενισµός της ώστε να επιτευχθεί καθαρότητα 99,9%
Γλυκερίνη: Λύσεις Κλειδί στην κερδοφορία των εργοστασίων βιοντήζελ Λύση: οι νέες χρήσεις Γλυκερίνη: ιδαίτερα ενδιαφέρον µόριο Η πτώση των τιµών ανοίγει νέες ευκαιρίες (π.χ. υποκατάσταση σορβιτόλης)
Συµπεράσµατα Η σύσταση και η ποιότητα των πρώτων υλών είναι καθοριστική για το παραγώµενο βιοντήζελ και την τεχνολογία που θα επιλεγεί. Η ποιότητα του βιοντήζελ είναι καθοριστική για την αποδοχή του από τις βιοµηχανίες πετερλαίου και αυτοκινήτου. Υπάρχουν σηµαντικά θέµατα ασφάλειας στην παραγωγή. Πρέπει να ενταθεί η έρευνα για νέες χρήσεις της γλυκερίνης.
Σας ευχαριστώ!