biodiesel 1

UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURESTI

PROCESE FIZICO-CHIMICE DE VALORIFICARE A DESEURILOR

NUME:ROBU ANDREEA GRUPA:2413 IM


PROCESE FIZICO-CHIMICE DE VALORIFICARE A DESEURILOR

Cele mai importante procese de conversie fizico-chimica sunt procesele de producere a uleiului vegetal si esterificarea acestui ulei in acid metil-ester ca un inlocuitor al combustibilului diesel.Uleiul vegetal din seminte de rapita si floarea soarelui poate fi folosit direct in motoarele cu ardere interna. Istoria utilizrii biocombustibilului obtinut din uleiuri vegetale se dateaz cu anul 1900 cnd Robert Diesel a demonstrat propria constructie a motorului cu ardere interna si care a fost demonstrat cu cea mai inalta destinatie la targul mondial de la Paris. Cu o jumatate de secol nainte de inventia lui Diesel, savantii E.Duffy i D.Patrick, n 1853 au reusit s realizeze reactia de transesterificare a uleiurilor vegetale si au obtinut esteri metilici ai acestor uleiuri sau biodiesel. Producerea industriala a biodieselului isi are nceputul doar din anul 1987, atunci cand fermierii austrieci au initiat un proiect pilot de construire a instalatiei de obtinere a biodieselului. Actualmente, multi oameni de stiin din peste 50 de tari ale lumii sunt preocupati de desfasurarea studiilor referitor la elaborarea tehnologiilor si constuirea instalatiilor pentru producerea biodieselului. Biodieselul este un combustibil simplu de utilizat, biodegradabil, netoxic, neutru din punct de vedere al carbonului coninut si liber de sulfuri si aromate. Acesta poate fi produs direct din uleiuri vegetale (in special din rapita si soia), grasimi animale si ulei uzat de la gatit. Cea mai des aplicat tehnologie de producere biodiesel este din uleiuri vegetale sau animale care conin uleiuri si grasimi de calitate. Aceasta inseamna acizi liberi n cantitate redusa (sub 2%). Se obtine metil-esterul brut si produsul secundar glicerina prin reactia de schimbare de ester prin adaugare de alcool metilic si catalizator pe baza de metoxid de sodiu. Biodieselul se obtine dup distilare iar glicerina urmeaza un proces de purificare prin distilare la vid. Produsul este de buna calitate, are un randament ridicat si este prietenos fata de mediu. Procesul de trans-esterificare este o reactie a trigliceridelor (grasime sau ulei) cu un alcool cum ar fi metanolul si o baz cum ar fi hidroxidul de sodiu sau potasiu (care formeaz metoxidul respectiv, ca si catalizator n proces), rezultnd un flux de ester (biodiesel) si unul de glicerina ca flux secundar.. Reactia decurge, de regula, intr-o unitate cu amestecare n doua trepte. Trans-esterificarea are loc n sectiunea de amestecare, n timp ce sectiunea de separare conduce la separarea metilesterilor, ca faza uoara, de glicerina apoasa, ca faza mai grea. Urmeaza o treapta de spalare n contracurent pentru recuperarea metil-esterilor din produsul secundar si apoi de uscare cu obtinere de biodiesel bun de utilizare. Surplusul de metanol continut n glicerina apoasa este recuperat intr-o coloana de rectificare si reutilizat n proces. Pentru purificarea ulterioara a glicerinei, se adopta optional mai multe faze de procesare incluzand tratare chimica,evaporare, distilare si decolorare, dup caz. n figura 1 se pot vedea fazele principale ale procesului, conform descrierii prezentate:


Fig.1.Fazele procesului de obtinere a biodieselului

Caracteristici:

UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURESTI Avantajele utilizrii biodieselului sunt urmtoarele: - poate fi utilizat n orice motor diesel convenional, nemodificat; - poate fi stocat n rezervoare identice cu cele pentru dieselul fosil; - reduce emisia de dioxid de carbon, cauza principal a efectului de ser, pn la 100%; - poate fi utilizat ca atare sau n amestec n orice proporie cu dieselul fosil; - are aciune de ungere mai bun dect dieselul, crescnd astfel viaa motorului; - nu conine practic sulfuri; - descrete considerabil emisiile de funingine; - este biodegradabil i netoxic, sigur la transport i nu e considerat material periculos. Utilizarea biodieselului are si cateva dezanvtaje: -o durata de pastrare mai redusa decat a motorinei; -putere mai mica a motoarelor alimentate cu biodiesel; -punct de inflamabilitate mai ridicat decat al motorinei; -o vascozitate mai mare decat a motorinei. Toate aceste probleme pot fi remediate prin diverse procedee tehnice si prin adaugarea de aditivi.De exemplu,pentru reducerea vascozitatii se realizeaza procesul de esterificare ce face ca biodieselul sa poata fi folosit in orice motor diesel. Utilizarea biodieselului la nivel national Romania acorda o importanta deosebita dezvoltarii problemelor dezvoltarii durabile,punand accent pe modificarea modelelor actuale de productie si consum,cresterea eficientei energetice si dezvoltarea in timp a surselor alternative de energie. Protocolul de la Kyoto la Convenia Cadru a Naiunilor Unite asupra schimbrilor climaterice adoptat la 11 decembrie 1997 i ratificat de Romnia prin legea nr. 3/2001 are drept int limitarea cantitativ i reducerea emisiei gazelor cu efect de ser n perioada obligatorie 2008-2012. O dat cu semnarea acordului de la Kyoto se acord o atenie redus problemelor legate de dezvoltarea componentei viznd dezvoltarea coerent a produciei i cercetrii n domeniul producerii de energie din resurse regenerabile, n general, i a bio-energiei n special. Romnia a preluat obligaiile ce revin din directivele europene, dar nu a stabilit un cadru naional care s stimuleze dezvoltarea iniiativei n acest domeniu. Se impune necesitatea elaborrii unei strategii pe termen mediu i lung care s stimuleze producia de biodiesel. Romania are avantajul ca are suficienta materie prima, precum si capacitate de productie destul de mare pentru a asigura necesarul intern, putand chiar exporta biodiesel. Astfel, din datele Ministerului Economiei rezulta ca in Romania sunt 22 de producatori de biodiesel care au pana la aceasta data autorizatii de antrepozit fiscal. Capacitatile de productie ale producatorilor de biodiesel pot asigura realizarea a 300.000 de tone de biodiesel/an. Avand in vedere ca in 2009 Romania a consumat 4,6 milioane de tone de motorina si faptul ca in Romania companiile petroliere au obligatia de a utiliza motorina cu 4% continut biodiesel, inseamna ca, pentru propria piata, tara noastra are nevoie de 184.000 de tone de biodiesel pe an. Romania are avantajul ca dispune de peste doua milioane de teren arabil care nu este cultivat si ar putea fi utilizat pentru culturi energetice. In acest fel, disputa

UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURESTI existenta la nivel european privind pericolul ca productia de biodiesel sa aiba repercusiuni asupra productiei de alimente nu are implicatii in Romania, pentru ca la noi exista foarte mult pamant ce poate fi utilizat. Astfel, in Romania, suprafetele care pot fi cultivate cu plante oleaginoase intr-un an agricol, respectandu-se tehnologiile performante si rotatia culturilor, sunt acum de circa 950.000 de hectare cu floareasoarelui, 460.000 de hectare cu rapita si de circa 150.000 de hectare cu soia. In ultimii 14 ani, suprafata cultivata cu rapita a crescut de 1.400 de ori, de la numai 300 de hectare in 1995 la peste 460.000 de hectare, iar productia totala de rapita a ajuns la peste 700.000 de tone. Pe plan mondial este nevoie de biocombustibil, iar rapita este cea mai eficienta si cea mai cautata. In acest fel se va ajunge ca tot mai mari suprafete de teren sa fie cultivate cu rapita. Utilizarea biodieselului la nivel mondial Biodieselul a fost produs la scara industriala in Uniunea Europeana inca din 1992.Astazi exista aproximativ 120 de plante care produc pana la aproximativ 6 milioane tone de biodiesel anual.Aceste plante se regasesc cu precadere in Germania,Austria,Franta si Suedia.Productia de biodiesel utilizeaza in jurul a 3 milioane de teren arabil din Uniunea Europeana. Productia de biodiesel in Europa in2010:


Productia de biodiesel in Europa in 2011:

Productia de biodiesel in Europa in 1998-2011:

UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURESTI Productia de biodiesel in Germania in 1998-2002:

Mai jos este prezentata evolutia biodieselului in S.U.A. pana in anul 2001.Se poate observa ca la nivelul anului 2001 in S.U.A. s-au parcurs peste 30 milioane mile cu combustibil biodiesel.


Procesoare utilizate: In 1996 firma Ageratec AB,Suedia,a inceput productia procesoarelor biodiesel destinate transformarii uleiului vegetal in biodiesel. Primul procesor de 400 L/zi a fost construit de compania Carry On a lui David Frykeras in 1997.In productia de serie au fost introduse P400 si P800,insa intrarea pe piata s-a realizat cu firma Ageratec AB Suedia. Procesorul P400 construit in garajul lui David Frykeras din Norrkoping,Suedia:

Din 1997 pana il prezent acest prototip a fost imbunatatit continuu,devenind unul dintre cele mai performante sisteme automate de pe piata. Procesorul P200 in prezent:


Germania-facilitate integrata de 5000 l/zi:

Procesoarele Ageratec functioneaza in regim constant Britanie,Olanda,Belgia,Romania,Lituania,Ucraina,Coasta Fildes,Camerun,Grecia,Portugalia. Productia a 1000 litri de biodiesel-consumuri: -20-55 kwh electricitate; -145-195 kg metanol; -14-35 kg metoxid de sodiu sau potasiu; -2-5 kg agent de putificare; -5 kg agent anti-oxidant; -5 kg aditiv de iarna. Materiale: Intrari: -1000 kg ulei; -145 kg metanol (99%); -15 kg metilast de sodiu; -2 kg agent de purificare;

in:Germania,Marea de

Iesiri : -1000 kg biodiesel; -166 kg glicerina.


Continut energetic -1 litru diesel=37.9 MJ; -1 litru biodiesel=35.6 MJ; -1 litru glicerol=17.0 MJ.

UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURESTI Bibliografie: 1.Biofuels in the European union-final report of Biodiesel Research Advisory Council. 2.Hoe Mun Lim-Bio-fuel production,European patent application. 3.Schuchardt,U.,Sercheli,R.,Vargas,M.,-Transesterification of Vegetable Oils. 4.www.ecomagazin.ro. 5.www.ageratec.com.

biodiesel 1

Documents