Παραγωγή βιοντήζελ: πρώτες ύλες και παραπροϊόντα Νίκος Λιάπης Διευθυντής 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. Δυσκολίες στην επίτευξη πρότυπου Biodiesel EN14214. Μη αξιοποίηση παραπροϊόντων. Υψηλή επικινδυνότητα Β υλών και παραγωγικής διαδικασίας. Προβλήματα αποβλήτων.
Διαδικασία Μετεστεροποίησης
EN 14214
Κρίσιμες ιδιότητες βιοντήζελ Περιεκτικότητα σε νερό Οξειδωτική σταθερότητα Αριθμός κετανίου CFPP Περιεκτικότητα σε Ρ Περιεκτικότητα σε μέταλλα (Κ,Να)
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 Καπρικό Λαουρικό Μυριστικό Παλμιτικό Παλμιτολεϊκό Στεαρικό Oλεϊκό Λινολεϊκό Λινολεϊνικό Aραχιδικό Εικοσιενικό Mπεχενικό Ερουκικό (Caprylic) (Capric) (Lauric) (Myristic) (Palmitic) (Palmitoleic) (Stearic) (Oleic) (Linoleic) (Linolenic) (Arachidic) (Ειcosenoic) (Βehenic) (Erucic) C8:0 C10:0 C12:0 C14:0 C16:0 C16:1 C18:0 C18:1 C18:2 C18:3 C20:0 C20:1 C22:0 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) Ο αριθμός ιωδίου εκφράζει μια κρίσιμη ποιοτική παράμετρο 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. Διάσπαση σαπώνων και παραγωγή Λιπαρών οξέων(after treatment).
Κινηματικό ιξώδες Βασικό χαρακτηριστικό της ποιότητας του βιοντήζελ. Υψηλές τιμές ιξώδους απαιτούν προθέρμανση στις δεξαμενές αποθήκευσης Λάδια με χαμηλό ιξώδες απαιτούν μικρότερη επεξεργασία.
Σημείο Ανάφλεξης Υψηλό σημείο ανάφλεξης: ένδειξη επιμόλυνσης του καύσιμου από υπολείμματα μεθανόλης
Περιεκτικότητα σε νερό Αυξημένη περιεκτικότητα σε νερό : Ανασταλτικός παράγοντας της αντίδρασης Αυξημένες πιθανότητες δημιουργίας Σαπώνων. Προβλήματα στην ποιότητα του βιοντήζελ.
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 Πρέπει να ελέγχεται ως προς το ποσοστό υγρασίας Πρόβλημα διαθεσιμότητας Τοξική και εύφλεκτη Τελωνειακό καθεστώς 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 Διαδικασίας Θειικό Κάλιο. Διάθεση Πώληση σε Βιομηχανίες τυποποίησης /παραγωγής λιπασμάτων προκειμένου να αξιοποιηθεί ως πρόσθετο για την βελτίωση της περιεκτικότητας των λιπασμάτων σε κάλιο.
Λιπαρά οξέα Διάθεση Πώληση σε βιομηχανίες παραγωγής ζωοτροφών Καύσιμη ύλη
Γλυκερίνη:Ποιότητες Μπρούτη Τεχνική Φαρμακευτική Ειδική ποιότητα: κοσέρ
Γλυκερίνη: Σύσταση Μεθυλεστέρες: Μεθανόλη: Σάπωνες: Καυστικό κάλιο: Γλυκερίνη: Νερό: Διάφορες 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 Διάθεση 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!