Proyecto Fin de Carrera Ingeniería...

Proyecto Fin de Carrera Ingeniería de procesos de planta de fabricación de etanol con una capacidad de

Proyecto Fin de Carrera

Ingeniería Química

Ingeniería de p

de biodiesel

Autora: Mª José García BernalTutor: Aurelio Azaña García

Dpto. Ingeniería de la

Escuela Técnica Supe

Ingeniería de procesos de planta de fabricación de etanol con una capacidad de

Proyecto Fin de Carrera

Ingeniería Química

Ingeniería de procesos de planta de fabricación

biodiesel con una capacidad de 20.000 tm/año

Mª José García Bernal Tutor: Aurelio Azaña García

Dpto. Ingeniería de la Construcción y Proyectos de I

Escuela Técnica Superior de Ingeniería

Universidad de Sevilla

Sevilla, 2018

Ingeniería de procesos de planta de fabricación de etanol con una capacidad de 20.000 tm/año

i

rocesos de planta de fabricación

con una capacidad de 20.000 tm/año

Construcción y Proyectos de Ingeniería

rior de Ingeniería

ii

Proyecto Fin de Carrera Ingeniería Química


de biodiesel con una capacidad de 20.000 tm/año

Autora:

Mª José García Bernal

Tutor:

Aurelio Azaña García

Dpto. Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería

Escuela Técnica Superior de Ingeniería


Sevilla, 2018

Ingeniería de procesos de planta de fabricación de biodiesel con una capacidad de 20.000 tm/año

Proyecto Fin de Carrera iii Mª José García Bernal

Índice

1. Objeto y alcance del proyecto Pag 7

2. Los procesos químicos y la ingeniería de procesos Pag 10

3. La energía tradicional y la bioenergía Pag 14

3.1 La energía tradicional

3.2 El biodiesel como combustible

3.3 Situación del biodiesel a nivel mundial

4. Parámetros de diseño de la planta Pag 33

4.1 Capacidad

4.2 Materia prima y ubicación

4.3 Situación biodiesel en España y Andalucía

4.3.1 Plantas de producción en Andalucía

4.3.2 Logística del biodiesel

4.3.3 Influencia económica de los biocarburantes al PIB español

5. Proceso de obtención de biodiesel a partir de aceite de girasol Pag 45

5.1 Diagrama de bloques

5.2 Detalle de las etapas del proceso. Balances de materia y energía

5.2.1 Recepción y almacenamiento del aceite de girasol reinado

5.2.2 Tanques de almacenamiento de aceite de girasol

5.2.3 Tanque pulmón de aceite de girasol

5.2.4 Tolva pesadora de NaOH

5.2.5Tanque de almacenamiento de metanol

5.2.6 Tanques mezcladores

5.2.7 Primera Serie de reactores

5.2.8 Centrifugadoras L-L


Proyecto Fin de Carrera iv Mª José García Bernal

5.2.9 Segunda serie de reactores

5.2.10 Centrifugador L-L

5.2.11 Columna de destilación

5.2.12 Columna de rectificación

5.2.13 Centrifugadora de lavado

5.2.14 Tanque almacenamiento de residuos

5.2.15 Tanque pulmón en corriente de biodiesel

5.2.16 Evaporador al vacío

5.2.17 Tanque de almacenamiento de biodiesel

5.2.18 Corriente de glicerina

5.2.18.1 Tanque almacenamiento de HCl

5.2.18.2 Tanque agitado de neutralización

5.2.18.3 Centrifugador L-L

5.2.18.4 Tanque de almacenamiento de ácidos grasos

5.2.18.5 Tanque agitado de 2ª neutralización

5.2.18.6 Evaporador al vacío

5.2.18.7 Tanque almacenamiento de glicerina

5.3 Equipos de impulsión de fluidos

5.4 Servicios auxiliares

5.4.1 Caldera de vapor a 30 bar y 235 ºC

5.4.2 Torre de refrigeración

5.5 Diagramas de flujo general, con balance de materia y energía

5.6 Instrumentación y control

5.7 Tuberías

5.8 Válvulas


Proyecto Fin de Carrera v Mª José García Bernal

5.9 Cubetos de seguridad para tanques de almacenamiento

6. Estimación de costes Pag 159

7. Bibliografía Pag 162


Proyecto Fin de Carrera vi Mª José García Bernal

ANEXOS

ANEXO I: Propiedades de las sustancias

ANEXO II: Diagrama de flujo general. Balances de materia y energía global

ANEXO III: Diagramas de instrumentación y control

ANEXO IV: Diagramas de tuberías. Especificaciones de tuberías

ANEXO V: Diagramas de válvulas

ANEXO VI: Hojas de especificaciones de los equipos


Proyecto Fin de Carrera Mª José García Bernal



7


Proyecto Fin de Carrera 8 Mª José García Bernal

1. Objeto y alcance del proyecto

El presente documento tiene por objeto desarrollar la llamada Ingeniería de Procesos de una

instalación industrial para la producción de biodiesel a partir de aceite refinado de girasol con

una capacidad neta de producción de 20.000 tm/año.

Hoy en día, y cada vez con mayor intensidad, la sociedad demanda el uso de energías limpias y

alternativas al uso de los tradicionales combustibles fósiles empleados en el sector de la auto-

moción como son la gasolina sin plomo (95 y 98 octanos) y los gasóleos de automoción (gasó-

leo A y nuevo gasóleo A).

Acorde con esta demanda de la sociedad, mentalizada cada vez más con la necesidad de buscar

alternativas energéticas a las tradicionalmente empleadas y al objeto de poder reducir o minimi-

zar el fenómeno denominado como “Cambio climático”, las Administraciones Públicas, tanto

europeas como españolas (Gobierno Central, Comunidades Autónomas y Ayuntamientos) están

incentivando diferentes alternativas a los combustibles tradicionales como son por un lado la

adicción a los combustibles tradicionales de sustitutivos menos contaminantes (etanol a las ga-

solinas y biodiesel al gasóleo) o el empleo de otras fuentes energéticas como puede ser el em-

pleo de motores híbridos (eléctrico más gasolina cuya incorporación al mercado se está viendo

incrementada en los últimos años) o bien el empleo de motores 100% eléctricos cuyo empleo

aún es limitado por la capacidad de las baterías y puntos de recarga disponibles en la actualidad.

A todo ello, se suman las ventajas fiscales establecidas por el Ministerio de Hacienda a la hora

de adquirir vehículos menos contaminantes o el sistema de clasificación de vehículos realizado

recientemente por la Dirección General de Tráfico mediante el sistema de etiquetas.

Por todo lo anterior, el presente documento desarrolla la Ingeniería de Procesos de una planta de

producción de biodiesel a partir de aceite de girasol refinado al objeto de satisfacer la demanda

de este biocombustible ya que la tendencia a nivel europeo es ir incrementado el porcentaje de

este biocombustible en la mezcla gasóleo-biodiesel que se suministra en las gasolineras como

combustible ya que cada vez los nuevos motores diesel disponen de una características que

permiten el empleo de un mayor porcentaje de biodiesel mezclado con el gasóleo tradicional.

Al objeto de que la instalación industrial cumpla con la normativa medioambiental vigente y

además contribuya a una reducción en la emisión de gases de efecto invernadero, como el CO2,

se propone la reutilización de todas aquellas corrientes de efluentes generadas en el proceso por

lo que no solo se reduce el consumo de agua fresca sino que además se reduce de manera consi-

derable la generación de residuos contaminantes, lo que supone desde un punto de vista econó-

mico una reducción de los costes de producción asociados al almacenamiento, transporte y tra-

tamientos de los residuos contaminantes generados por parte de un Gestor Autorizado de Resi-



duos tal y como establece la normativa en vigor. Además, el proceso de producción genera un

subproducto denominado glicerina (de alto valor económico y empleado principalmente por la

industria cosmética), la cual es tratada para la eliminación de aquellas impurezas que impiden su

uso directo.

Queda fuera del alcance de este proyecto el diseño y cálculo de las infraestructuras civiles (edi-

ficios, estructuras, cimientos, viales, cuadros eléctricos, sistemas de protección contra-

incendios, etc.) necesarias para el óptimo funcionamiento de la instalación industrial.



lanta de fabricación de biodiesel con una capacidad de 20.000 tm/año


10



2. Ingeniería de Procesos

Todo proceso industrial está compuesto por una serie de procesos de transformación denomin

dos “procesos químicos”, consistentes en la tr

un producto y una serie de subproductos mediante una serie de operaciones. De forma esquem

tica, podemos definir un proceso químico como la transformación de una o varias entradas en

una o varias salidas con el consumo o generación de energía.

En la siguiente figura podemos ver de forma esq

Figura 1: Esquema básico de un proceso

Todo proceso químico está compuesto por una serie de operaciones unitarias

ser físicas (decantación, filtración, etc

reacción química).

Por otra parte, es importante tener presente que los procesos químicos pueden ser

continuos, como por ejemplo

tema de filtración empleando

el proceso o bien puede tratarse de un proceso discontinuo o por etapas (denominado tipo

batch), en el que se realiza la carga de un recipiente en el

nentes y que requiere de un tiempo determinado para transformar esas entradas en las diferentes

salidas que se obtienen a través de

ceso, pero el flujo no es continuo ya que durante las transformaciones llevadas a cabo en el rea

tor los flujos de entrada y salida son nulos.

La Ingeniería de Procesos es aquella parte de la

previos de un proceso (diagramas de flujo, memoria descrip

la Ingeniería de Detalle la encargada del diseño de los equipos, las tuberías, etc. A

diseñarse el sistema de control de la planta (controladores d

namiento automático de válvulas, sistemas de seguridad, etc

diente presupuesto ajustado de ejecución en el que se ha

así como el parcial de cada par

Entradas


rocesos

Todo proceso industrial está compuesto por una serie de procesos de transformación denomin

dos “procesos químicos”, consistentes en la transformación de una serie de materias primas en

un producto y una serie de subproductos mediante una serie de operaciones. De forma esquem


el consumo o generación de energía.

En la siguiente figura podemos ver de forma esquemática la definición de proceso

Figura 1: Esquema básico de un proceso industrial

Todo proceso químico está compuesto por una serie de operaciones unitarias

físicas (decantación, filtración, etc.) o bien químicas (aquellas en la que interviene alguna

Por otra parte, es importante tener presente que los procesos químicos pueden ser

lo un proceso de depuración de agua contaminada mediante un si

empleando membranas, en el que el flujo de agua es constante durante todo


el que se realiza la carga de un recipiente en el cual se introducen las entradas pert

requiere de un tiempo determinado para transformar esas entradas en las diferentes

obtienen a través de las diversas operaciones unitarias que inter

, pero el flujo no es continuo ya que durante las transformaciones llevadas a cabo en el rea

tor los flujos de entrada y salida son nulos.

La Ingeniería de Procesos es aquella parte de la Ingeniería Química que engloba l

ramas de flujo, memoria descriptiva y operativa de la planta),

la encargada del diseño de los equipos, las tuberías, etc. A

diseñarse el sistema de control de la planta (controladores de nivel, presión, temperatura, acci

namiento automático de válvulas, sistemas de seguridad, etc.) y la elaboración del correspo

diente presupuesto ajustado de ejecución en el que se ha de detallar el coste global del proceso

así como el parcial de cada partida (equipos, tuberías, consumibles, materias primas, etc

Proceso químico

Salidas


11

Todo proceso industrial está compuesto por una serie de procesos de transformación denomina-

ansformación de una serie de materias primas en

un producto y una serie de subproductos mediante una serie de operaciones. De forma esquemá-


tica la definición de proceso industrial:

Todo proceso químico está compuesto por una serie de operaciones unitarias las cuales pueden

) o bien químicas (aquellas en la que interviene alguna

Por otra parte, es importante tener presente que los procesos químicos pueden ser clasificado en

un proceso de depuración de agua contaminada mediante un sis-

membranas, en el que el flujo de agua es constante durante todo


se introducen las entradas perti-

requiere de un tiempo determinado para transformar esas entradas en las diferentes

ue intervienen en el pro-

, pero el flujo no es continuo ya que durante las transformaciones llevadas a cabo en el reac-

Ingeniería Química que engloba los estudios

tiva y operativa de la planta), siendo

la encargada del diseño de los equipos, las tuberías, etc. Además de

e nivel, presión, temperatura, accio-

) y la elaboración del correspon-

detallar el coste global del proceso

tida (equipos, tuberías, consumibles, materias primas, etc.).

Salidas



A modo esquemático, se muestra la siguiente figura sobre la Ingeniería de Procesos:

Figura 2: Ingeniería de Procesos

La principal información que ha de aportar la Ingeniería de Procesos se puede definir en los

siguientes puntos:

- Características de las materias primas que se van a emplear en el proceso productivo así

como las características de los productos y subproductos que se van a obtener.

- El conjunto de operaciones unitarias requeridas, y el orden de éstas, necesarias para la

obtención de los productos y subproductos deseados a partir de las materias primas dis-

ponibles. Esto se ha de aportar en modo de diagrama de bloques del proceso.

- Balances de materia y energía

- Diagrama de flujo del proceso

- Instrumentación requerida para el desarrollo seguro y controlado del proceso productivo

- Tuberías

- Especificaciones de todos los equipos que se requieren para el desarrollo del proceso

- Presupuesto de valoración del proyecto

Toda esta información se ha de recopilar de forma ordenada en un documento, denominado

generalmente como “Memoria”, en la que se ha de redactar y explicar todas las hipótesis de

partida para el diseño del proceso, los cálculos realizados así como todas aquellas justificaciones

necesarias para poder entender dichos cálculos. Además, se aportaran todos aquellos planos que

sean necesarios.

En la figura siguiente se muestra, a modo aclaratorio, el conjunto de informaciones que ha de

aportar la Ingeniería de procesos:



Figura 3: Documentaci

Especificaciones de materias primas y productos

Diagrama de bloques

Balances de materia y energía

Diagrama de flujos

Instrumentación y control

Tuberias

Especificaciones de productos

Presupuesto


Figura 3: Documentación a aportar por la ingeniería de procesos.

Especificaciones de materias primas y productos

Balances de materia y energía

Especificaciones de productos


13





14



3. La energía tradicional y la bioenergía.

3.1 La energía tradicional.

Hoy en día, y cada vez con mayor intensidad, las fuentes tradicionales de energías empleadas en

los motores de los automóviles derivadas del petróleo (gasolina y gasoil) están conviviendo, y

siendo sustituidas, por fuentes de energía alternativas (biocombustibles, energías renovables,

energía eléctrica, etc.).

Tradicionalmente, los vehículos utilizaban motores de combustión los cuales presentaban un

mayor consumo de combustible frente a los motores diesel, pero sin embargo, lo motores de

gasolina presentan un mantenimiento más simple y económico que sus competidores de diesel.

En un primer momento, el parque móvil de vehículos era principalmente de motores de gasoli-

na, posteriormente, las Administraciones Públicas procedieron a fomentar la adquisición de

vehículos de motor diesel ya que se tenía la percepción de que dichos motores eran menos con-

taminantes que los de gasolina, cosa que quedó demostrada como incierta años después, ya que

se descubrió que los motores diesel emiten los denominados NOx altamente perjudiciales para

la salud y el medio ambiente.

Esto ha dado lugar a que las Administraciones Públicas, tanto a nivel europeo como estatal,

tomen las medidas pertinentes al objeto de desincentivar la adquisición de vehículos con motor

diesel, además de promover nuevos sistemas anticontaminación para este tipo de vehículos

(como los denominados FAC, filtros antipartículas que tienen como objeto la captación de aque-

llas partículas consideradas como nocivas, como los NOx, mediante el empleo de un catalizador

a través del cual circula la corriente de gases procedente del motor antes de ser emitidos a la

atmosfera mediante el tubo de escape) o el endurecimiento de las inspecciones técnicas de vehí-

culos (ITV).

Entre las medidas implementadas por las Administraciones Públicas, se encuentra la adicción de

biocombustibles a los combustibles diesel y gasolina tradicionales en un determinado porcenta-

je, de forma que, el combustible que es adquirido por los consumidores en las gasolineras no es

100% gasolina o 100% diesel, sino que la gasolina puesta a la venta posee un determinado por-

centaje de etanol siendo el resto gasolina tradicional mientras que el diesel puesto a la venta

presenta un cierto porcentaje de biodiesel siendo el resto diesel tradicional. En la actualidad, la

normativa vigente establece que las gasolinas y gasóleos han de incorporar los siguientes % v/v

a la hora de ser puestos a la venta al público general para su uso:

- Gasolinas: 15% volumen etanol y 85% volumen de gasolinas

- Gasóleos: 7% volumen biodiesel y 93% volumen de gasóleo



3.2 El biodiesel como combustible.

Como biocombustibles líquidos se entienden aquellos combustibles líquidos o gaseosos que se

obtienen a partir de la biomasa y que pueden ser utilizados para cualquier aplicación energética,

térmica, eléctrica o mecánica, para alimentar calderas y motores de combustión interna (Otto y

diesel).

Los términos comúnmente empleados para la definición de los biocombustibles líquidos son los

siguientes:

- Biocarburantes: biocombustible líquido o gaseoso empleado para el transporte.

- Biolíquidos: biocombustibles líquidos o gaseosos destinados a usos energéticos distin-

tos del transporte, incluidas la electricidad y la producción de calor y frio.

En la siguiente tabla se lleva a cabo una descripción y los principales usos y aplicaciones a los

que se destinan:

Tabla 1: Biocombustibles

Biocarburante Descripción Uso y aplicaciones

Bioetanol

Etanol producido a partir de biomasa

o de la fracción biodegradable de los

residuos, para su uso como biocarbu-

rantes.

Uso en motores de gasolina

convencionales, hasta el 15%

con gasolina.

Biodiesel

Éster metílico producido a partir de

aceite vegetal o animal de calidad

similar al gasóleo

Uso en motores diesel con-

vencionales en mezcla con

gasóleo convencional o al

100%

Biogás

Combustible gaseoso producido por

digestión anaerobia de la biomasa y/o

la fracción biodegradable de los resi-

duos

Purificado: hasta alcanzar la

calidad del gas natural: uso

en motores de gas como sus-

tituto o mezcla con gas natu-

ral

Biometanol

Metanol producido a partir de la

biomasa, para uso como biocarburan-

te

Similares aplicaciones que el

bioetanol

Biodimetileter

Dimetileter producido a partir de la

biomasa, pasa su uso como biocarbu-

rante

Indicado para la sustitución

del gasoil en los motores de

ciclo Diesel



Bio-ETBE (etil ter-

butil éter)

ETBE producido a partir del bioeta-

nol. La fracción volumétrica que

computa como biocarburante es del

47%

Puede ser usado en mezcla de

hasta el 15% en volumen con

gasolina

Bio-MTBE (metil

terbutil éter)

Combustible producido a partir del

biometanol. La fracción volumétrica

que computa como biocarburante es

del 36%

Puede ser usado en mezcla de

hasta el 15% en volumen en

gasolina

Biocarburantes

sintéticos

Hidrocarburos sintéticos o sus mez-

clas, producidos a partir de biomasa.

En función del hidrocarburo

sintético obtenido podrá em-

plearse en un motor diesel o

de ciclo Otto

Bio-hidrógeno

Hidrógeno producido a partir de la

biomasa y/o a partir de la fracción

biodegradable de los residuos para

uso como biocarburante

Uso en motores adaptados

Hidrobiodiesel

Producido por hidrogena-

ción/isomerización de aceite vegetal

o animal

Uso en motores diesel.

Aceites vegetales

puros

Aceites vegetales obtenidos por pro-

cesos físicos/químicos, sin modifica-

ción química.

Uso restringido a motores

diesel adaptados de tecnolog-

ía tipo Elsbett o en motores

compatibles.

Bioqueroseno

Fracción ligera procedente de la des-

tilación de biodiesel obtenido por

transesterificación.

Uso en mezclas con querose-

no hasta el 20% para uso en

motores de aviación

Otros biocarburan-

tes

Productos producidos por tratamiento

en refinería de biomasa, la biogasoli-

na y el bioLPG; y los carburantes de

biorefinería

Uso en motores diesel o Otto

en función de las característi-

cas del combustible.

Los biocarburantes se pueden clasificar a su vez en cuatro grandes familias:

- Biocarburantes de primera generación: el biodiesel procedenTE de la transesterifica-

ción, los aceites vegetales, el bioetanol obtenido a partir de cereales y los azúcares que

se encuentran en otros productos vegetales, el bio-etil-tercbutil éter (ETBE) y el biogás,



pertenecen a esta categoría. La producción y el

fase de aplicación avanzada.

- Biocarburantes de segunda generación: el bioetanol producido a partir de materias pr

mas lignocelulósicas, el bio

butanol o el diesel sintético obtenido, a través de la reacción de Fischer

cen a esta categoría. Su producción no se desarrolla aun a escala industrial y se lim

plantas experimentales, i

- Biocombustibles de tercera ge

zan métodos de producción similares a los de segunda generación, pero empleando c

mo materia prima cultivos bioenergéticos especí

- Biocombustibles de cuarta generación:

la tercera generación un paso más

carbono (CAC), tanto

El biodiesel se obtiene a partir de un

acerca las propiedades del aceite vegetal a las del combustible fósil. El proceso de transesterif

cación consiste en la reacción entre un triglicérido contenido en el

alcohol ligero, obteniéndose como productos glicerina y esteres derivados del ácido graso de

partida. En general se suele utilizar metanol como alcohol de sustitución, en cuyo caso, el bi

diesel obtenido se compone de

En la siguiente imagen se describe de

transesterificación:

Como se puede apreciar en la

en el caso particular que se trata

te refinado de girasol en este Proyecto) obteniéndose como productos una corriente de biodiesel


pertenecen a esta categoría. La producción y el uso de estos biocarburantes están ya en

fase de aplicación avanzada.

Biocarburantes de segunda generación: el bioetanol producido a partir de materias pr

mas lignocelulósicas, el bio-hidrogeno, el syngas, los bioaceites, el biometanol, el bi

diesel sintético obtenido, a través de la reacción de Fischer

cen a esta categoría. Su producción no se desarrolla aun a escala industrial y se lim

plantas experimentales, innovadoras y de pequeña capacidad.

de tercera generación: los biocombustibles de tercera generación util

zan métodos de producción similares a los de segunda generación, pero empleando c

mo materia prima cultivos bioenergéticos específicamente diseñados o adaptados.

Biocombustibles de cuarta generación: los biocombustibles de cuarta generación llevan

la tercera generación un paso más allá. La clave es la captación y almacenamiento de

tanto a nivel de la materia prima como de la tecnología de proceso.

El biodiesel se obtiene a partir de un proceso químico denominado “transesterificación”, el cual

acerca las propiedades del aceite vegetal a las del combustible fósil. El proceso de transesterif

cación consiste en la reacción entre un triglicérido contenido en el aceite o grasa animal y un

hol ligero, obteniéndose como productos glicerina y esteres derivados del ácido graso de

partida. En general se suele utilizar metanol como alcohol de sustitución, en cuyo caso, el bi

diesel obtenido se compone de esteres metílicos.

se describe de forma general el denominado como proceso químico de

Figura 4: Proceso de transesterificación

apreciar en la figura 4, el proceso consiste en la adicción de un alcohol (metanol

trata en este Proyecto) al aceite empleado como materia prima (ace



18

uso de estos biocarburantes están ya en

Biocarburantes de segunda generación: el bioetanol producido a partir de materias pri-

hidrogeno, el syngas, los bioaceites, el biometanol, el bio-

diesel sintético obtenido, a través de la reacción de Fischer-Tropsh pertene-

cen a esta categoría. Su producción no se desarrolla aun a escala industrial y se limita a

neración: los biocombustibles de tercera generación utili-

zan métodos de producción similares a los de segunda generación, pero empleando co-

ficamente diseñados o adaptados.

los biocombustibles de cuarta generación llevan

allá. La clave es la captación y almacenamiento de

prima como de la tecnología de proceso.

proceso químico denominado “transesterificación”, el cual

acerca las propiedades del aceite vegetal a las del combustible fósil. El proceso de transesterifi-

aceite o grasa animal y un

hol ligero, obteniéndose como productos glicerina y esteres derivados del ácido graso de

partida. En general se suele utilizar metanol como alcohol de sustitución, en cuyo caso, el bio-

proceso químico de

, el proceso consiste en la adicción de un alcohol (metanol

en este Proyecto) al aceite empleado como materia prima (acei-




(compuesto por esteres metílicos derivados producto deseado) y una corriente secundaria de

glicerina (subproducto de alto valor económico) que será purificada para su posterior venta.

Para la obtención de biodiesel es posible el empleo de multitud de materias primas, y la elección

de ésta se basa principalmente en razones económicas y a la posibilidad de empleo de dicha

materia prima en función de la ubicación de la planta de producción en función de la disponibi-

lidad de una u otra materia prima. En función de esa materia prima, el biodiesel puede definirse

de una u otra manera, por lo que es imposible llevar a cabo una definición genérica de éste.

La American Standards for Testing and Materials define dicho combustible según su proceso de

obtención y su posterior utilización como “esteres mono alquílicos de ácidos grasos de cadena

larga derivados de lípidos renovables tales como aceites vegetales y que se emplea en los moto-

res de ignición de compresión (motores diesel) o en calderas de calefacción”.

Por todo lo anterior, la única definición genérica que puede realizarse del biodiesel como com-

bustible es acudir a sus especificaciones técnicas para definir su comportamiento como éster y

como combustible, para lo que tenemos que hacer uso de la EN-14214.

Tabla 2: Especificaciones del biodiesel como combustible

Propiedad Unidad Especificaciones Método

Densidad a 15ºC g/cm3 0,86-0,90 ENISO3675/ENISO12185

Viscosidad cinemática mm2/s 3,5-5,0 EN ISO 3104

Punto de inflamación ºC >101 ISO/CD 3679

Punto de obstrucción del filtro

frio (POOFF)

ºC verano

ºC invierno

máx.0

máx. <-15 DIN EN 116

Azufre mg/kg máx. 10

Residuo carbonoso

Conradson

(10%residuo destilación)

%p/p máx.0,30 EN ISO 10370

Índice de cetano - mín. 50 EN ISO 5165

Contenido en cenizas %p/p máx. 0,02 ISO 3987

Contenido en agua mg/kg máx.500 EN ISO 12937

Partículas sólidas g/m3 máx.20 DIN 51419

Corrosión al cobre (3h/50ºC) - máx.1 EN ISO 2160

Estabilidad a la oxidación

(110 ºC) horas 6 pr EN 14112



Tabla 3: Especificaciones del biodiesel como éster.

Propiedad Unidad Especificación Método

Índice de acidez mg KOH/g máx. 0,5 pr EN 14104

Contenido en metanol % p/p máx. 0,2 pr EN 14110

Contenido en monoglicéridos % p/p máx. 0,8 pr EN 14105

Contenido en diglicéridos % p/p máx. 0,2 pr EN 14105

Contenido en triglicéridos % p/p máx. 0,2 pr EN 14105

Glicerina ligada % p/p máx. 0,2 Cálculo

Glicerina libre % p/p máx. 0,02 pr EN 14105/pr EN 14106

Glicerina total % p/p máx. 0,25 pr EN 14105

Índice de yodo - máx. 120 pr EN 14111

Metales alcalinos (Na+K) mg/kg máx. 5 pr EN 14108/pr EN 14109

Fósforo mg/kg máx. 10 pr EN 14107

En función de la ubicación de la planta de producción de biodiesel, se empleará una u otra mate-

ria prima atendiendo a factores económicos así como a la viabilidad de empleo de un determi-

nado conjunto.

La planta de producción, como se analiza más adelante, deberá de ubicarse en una zona en la

que además de encontrarse en una situación de déficit de producción de biodiesel con respecto a

la demanda existente y futura de la zona, disponga de buenas conexiones tanto terrestres como

marítimas para poder adquirir la materia prima a buenos precios y sin problemas logísticos rele-

vantes pero a su vez cercana al punto de producción de esa materia prima que va a ser emplea-

da como pieza angular del proceso, de forma que, de una manera u otra, la planta pueda dispo-

ner de materia prima local y en caso de escasez de ésta poder importar de forma rápida, segura y

barata materia prima de otros países o de localidades cercanas.

Son múltiples las materias primas de las que se puede hacer uso. De manera mayoritaria, la pro-

ducción de biodiesel se realiza principalmente de aceites vegetales (aunque también existe la

posibilidad de producirse a partir de grasas animales). Para la elección de la correcta materia

prima y del tipo de cultivo requerido para la obtención de dicha materia prima, se han de consi-

derar una serie de factores que comentamos a continuación:

- Factores medioambientales:

o Pluviometría

o Temperatura

o Calidad del suelo



o Horas de luz

o Tipo de conducción del cultivo

- La productividad del cultivo en el área donde se vaya a implantar, entendida como ren-

dimiento en aceite y medido en l/ha (kg/ha de la parte de la cosecha con un contenido

conocido de aceite, en base a la especie cultivada).

o Costes asociados al cultivo y manejo hasta la planta procesadora

o Calidad del aceite obtenido

o Valor agregado y la cantidad y calidad del subproducto obtenido en el proceso

de producción del aceite

o Sostenibilidad del cultivo: aceptación del cultivo por parte de los agricultores,

disponibilidad de medios, recursos naturales e industriales, etc.

A continuación, mostramos una tabla en la que se indican las principales fuentes de obtención

de aceite que posteriormente se va a emplear para la obtención de biodiesel.

Tabla 4: Fuentes de materias primas para la obtención de biodiesel

Esp

ecie

Cli

ma

May

or p

rod

uct

or

Ext

racc

ión

del

ace

ite

Pro

por

ción

de

acei

te

Tip

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s

kg

mat

eria

pri

ma/

kg

acei

te

Pro

du

cció

n m

un

dia

l

(100

0 tn

) Colza Templado

China

Alemania

India

Semilla 36% Erúcico 2,77 14.141.936

Girasol Templado

Rusia

Argentina

Ucrania

Semilla 44% Oleico y

linoleico 2,27 10.195.091

Cardo Templado Países

mediterráneos Semilla 25% Palmítico 4 Sin datos

Soja Templado

EE.UU

Brasil

China

Argentina

Semilla

20 %

a

22 %

Linoleico y

oleico 5 – 4,5 33.297.013

Palma

africana Tropical

Malasia

Indonesia

Fruto y

semilla

43 %

a

51%

Palmítico y

oleico

2,3 –

1,9 34.311.446



Ricino Tropical

Indonesia

China

Brasil

Semilla

40%

a

50 %

Ricinoléico 2,5 – 2 1.383.353

Jatropha Tropical India Semilla

25 %

a

30%

Oleico

Linoleico 4 – 3,3 Sin datos

A la hora de emplear el biodiesel como combustible, la legislación actual del Ministerio de In-

dustria y Comercio, dependiente del Gobierno de España, establece que:

- Todo biodiesel que se ponga a la venta para su uso como biocombustible debe de cum-

plir las especificaciones establecidas en la norma EN 14214.

- El biodiesel se puede emplear como combustible, bien puro o bien mezclado en diferen-

tes proporciones:

o Gasóleo A: puede llegar a contener hasta un 7% v/v de biodiesel (EN 590)

o B10: mezcla de hasta el 10% v/v de biodiesel (pr EN 16734)

o B30: mezcla de hasta el 30% v/v de biodiesel (pr EN 16709)

o B100: biodiesel puro (EN 14214)

Hay que tener las siguientes aclaraciones:

- Todos los vehículos que disponen de motor diesel puede emplear mezclas de hasta un 7

% v/v de biodiesel sin ningún tipo de problema ni reajuste.

- Las mezclas B10 y B30 tienen sus especificaciones técnicas aún en desarrollo. En el ca-

so de Francia, los grandes fabricantes de automóviles Peugeot, Citröen y Renault garan-

tizan que sus vehículos equipan motores compatibles con esta mezcla en Francia, cosa

que no ocurre en España. A la hora de su puesta a la venta, requieren de un etiquetado

específico en el que se indique el lema “B10” o “B30”, según corresponda, para que el

consumidor sepa en todo momento que está adquiriendo esa mezcla de biodiesel y gasó-

leo y no otro combustible.

- El biodiesel puro, B100, puede llegar a requerir ajustes en juntas y otras partes del mo-

tor. Los principales fabricantes de camiones y autobuses como IVECO, Mercedes-Benz,

Renault, Scania o Volvo garantizan que el motor que equipan sus camiones y autobuses

está perfectamente adaptado para el uso de B100 sin ningún tipo de modificación o con-

tratiempo. A la hora de su puesta a la venta, requieren de un etiquetado específico en el

que se indique el lema “B100”, para que el consumidor sepa en todo momento que está

adquiriendo biodiesel 100 % v/v y no otro combustible.



Figura 5: Ejemplo de etiquetado diferenciado de otros combustibles para B100

Como se ha mencionado, el propio Gasóleo A que se puede adquirir en nuestra gasolinera de

confianza contiene un cierto porcentaje de biodiesel (un 7 % v/v máximo) y como es de esperar

cada vez más los vehículos de nueva fabricación disponen de motores diesel adaptados a mayo-

res porcentajes de biodiesel pudiéndose llegar a usar combustibles como el B10 o el B30.

Además, cada vez más, los vehículos de transporte público de pasajeros están incrementando el

uso de este biocombustible como es el caso de la Empresa Pública de Transporte Urbano de

Sevilla, TUSSAM, la cual emplea biodiesel en lugar de diesel en todos los vehículos de motor

diesel de que dispone en su flota (vehículos articulados y de chasis rígido de 12 m).

Figura 6: Vehículo articulado de TUSSAM con motor de biodiesel (B100)

Como es lógico, cada vez se requieren de más puntos de suministro de este tipo de combustibles

(sobre todo de B100 para las flotas de camiones y de vehículos de transporte de pasajeros). Ac-



tualmente, existen los siguientes puntos de venta al público de biodiesel en sus diferentes pre-

sentaciones (B10, B30 y B100).

Figura 7: Plano de España en la que se indica los puntos de venta de B100

Indicar que actualmente, el precio de B100 ronda los 1,089 €/l en función del punto de suminis-

tro, un precio bastante inferior al del gasóleo A tradicional que se encuentra actualmente a un

precio que ronda los 1,244 €/l, lo que supone un ahorro considerable en el caso de ser empleado

en camiones o autobuses.

El empleo de biodiesel B100 presenta numerosas ventajas de índole medioambiental, económi-

cas y sociales así como técnicas y logísticas que pasamos a enumerar:

- Ventajas medioambientales:

o Reducción de las emisiones de CO2, los biocarburantes como el biodiesel con-

tribuyen a una reducción de los gases de efecto invernadero (GEI). El consumo

de biocarburantes en la Unión Europea suponen un ahorro de hasta el 35% en

gases de efecto invernadero en relación a los emitidos por los combustibles

fósiles (se espera que esta reducción de emisiones se incremente hasta un 50 o

60% desde el año pasado).

o Mejora de la calidad del aire, el biodiesel reduce las emisiones de contaminan-

tes por el tubo de escape como se puede apreciar en la siguiente figura en la que

se comparan las reducciones que se obtienen en la emisión de contaminantes en

función del tipo de mezcla empleada (B7, B30 o B100).



Figura 8: Gráfico de reducción de emisiones de diferentes mezclas de biodiesel

o Aprovechamiento de los residuos generados en su producción

o Incremento de la protección de los ecosistemas

- Ventajas económicas y sociales

o Reducción de la dependencia energética de fuentes derivadas del petróleo (bási-

camente de fuel importado del exterior, ya que el transporte por carretera es to-

talmente dependiente del petróleo, siendo este sector el destinatario del 40 % de

la energía final consumida en España).

o Diversificación de las fuentes de suministro.

o Contribución al incremento de la seguridad alimentaria. La producción a nivel

europeo de biocarburantes aporta proteínas para la alimentación animal equiva-

lente al 10% de las importaciones de la UE.

o Impulso al sector agrícola con el aumento de LA demanda de las materias pri-

mas requeridas para la producción de biodiesel, lo que da lugar a su vez a un

incremento de los puestos de trabajo dependientes y/o relacionados con el culti-

vo. En el siguiente gráfico se puede observar la clara relación existente entre el

incremento del consumo de biocombustibles y las oscilaciones de los precios

agrícolas.



Figura 9: Relación entre el incremento del consumo de biocarburantes y los precios agrícolas

Gracias al aumento de la productividad, la producción mundial de materias primas agrícolas ha

aumentado un 50 % en las últimas décadas sin que se haya producido un incremento en la su-

perficie cultivada.

Figura 10: Incremento de la producción agrícola por hectárea cultivada

- Ventajas técnicas y logísticas

o Uso del mismo equipamiento logístico que los combustibles de origen fósil.

o Compatibles con los motores estándar en mezclas de bajas concentraciones.

3.3 Situación del biodiesel a nivel mundial

La producción mundial de biodiesel a nivel mundial se encuentra en un continuo crecimiento

desde hace más de 10 años. En 2013, la producción de este biocombustible ascendió a 27,06

millones de toneladas, mientras que en 2014 la producción mundial se incremento hasta superar

los 29 millones de toneladas.

Tomando como referencia el 2008, en el año 2014 la producción mundial de biodiesel se ha

visto incrementada en un 65 %.



En el siguiente grafico se observa

nivel mundial:

Figura 11: Producción mundial de biodiesel en el periodo 2008

Por países, el principal productor a nivel mundial es Estados Unidos, cuya producción ascendió

en 2013 a 4,53 millones de toneladas. Seguidamente,

yor producción son Indonesia, Brasil, Alemania y Argentina.

A nivel europeo, también se sigue la tendencia al alza en cuanto a millones de toneladas prod

cidas. La normativa europea se ha adaptado

de fuentes energéticas que respeten al medio ambiente y que

del denominado “cambio climático”, siendo una alternativa real y factible la sustitución progr

siva de los combustibles fósiles por los denominados como biocombustibles, entre otras pos

bles alternativas.

Como consecuencia de estas nuevas políticas de ince

combustibles, bioetanol y biodiesel, han sido nu

se han ido construyendo y poniendo en funcionamiento en diferentes ubicaciones de la geogra

ía europea. Además, la Unión Euro

das en contra de la importación de biodiesel de terceros países tales como Argentina e Indonesia

ya que dichas importaciones estaban afectando de manera negativa y significativa a la capacidad

productiva de la Unión Europea de manera que las modernas y recientes instalaciones industri

les que se habían creado y puesto en

Tras estas medidas, denominadas como antidumping, estados como España proc

0

5

10

15

20

25

30

2008 2009


se observa la tendencia al alza de la cantidad de biodiesel producida a

: Producción mundial de biodiesel en el periodo 2008 – 2014 en millones de toneladas

principal productor a nivel mundial es Estados Unidos, cuya producción ascendió

en 2013 a 4,53 millones de toneladas. Seguidamente, se encuentran que los países con una m

yor producción son Indonesia, Brasil, Alemania y Argentina.

se sigue la tendencia al alza en cuanto a millones de toneladas prod

cidas. La normativa europea se ha adaptado a las nuevas demandas de la sociedad que requiere

de fuentes energéticas que respeten al medio ambiente y que combatan los devastadores efectos

del denominado “cambio climático”, siendo una alternativa real y factible la sustitución progr

siva de los combustibles fósiles por los denominados como biocombustibles, entre otras pos

de estas nuevas políticas de incentivo del consumo y producción de bi

biodiesel, han sido numerosas las plantas de nueva construcción que

se han ido construyendo y poniendo en funcionamiento en diferentes ubicaciones de la geogra

ía europea. Además, la Unión Europea ha tenido que llevar a cabo la toma de una serie



ductiva de la Unión Europea de manera que las modernas y recientes instalaciones industri

les que se habían creado y puesto en funcionamiento recientemente veían peligrar su futuro.

Tras estas medidas, denominadas como antidumping, estados como España proc

2010 2011 2012 2013


27

la tendencia al alza de la cantidad de biodiesel producida a

en millones de toneladas

principal productor a nivel mundial es Estados Unidos, cuya producción ascendió

que los países con una ma-

se sigue la tendencia al alza en cuanto a millones de toneladas produ-

a las nuevas demandas de la sociedad que requiere

los devastadores efectos

del denominado “cambio climático”, siendo una alternativa real y factible la sustitución progre-

siva de los combustibles fósiles por los denominados como biocombustibles, entre otras posi-

ntivo del consumo y producción de bio-

las plantas de nueva construcción que

se han ido construyendo y poniendo en funcionamiento en diferentes ubicaciones de la geograf-

evar a cabo la toma de una serie de medi-



ductiva de la Unión Europea de manera que las modernas y recientes instalaciones industria-

ían peligrar su futuro.

Tras estas medidas, denominadas como antidumping, estados como España procedió a través de

2014



una orden ministerial a la asig

cumplimiento de la obligación de consumo.

Desde año 2004, la capacidad instalada en Europa para la

incrementada año tras año, si bien el crecimient

(se pasa de una capacidad instalada de 2.418

19.916 millones de toneladas en 2009, lo que supone un incremento de la

superior al 900 %), dicho incremento es menor en el periodo 2009

alza se sigue manteniendo (se pasa de una capacidad instalada en 2009 de 19.916 millones de

toneladas, a una capacidad de 22.983 millones de

mento porcentual alrededor del 15 %). En la siguiente figura podemos apreciar el incremento de

la capacidad instalada en la Unión Europea en el periodo comprendido entre 2008 y el 2014.

Figura 12: Incremento de la

Dentro de la Unión Europea, España es el país miembro que posee una mayor capacidad de

producción instalada, que no significa que sea el país que más biodiesel produce.

En lo referente a la capacidad instalada, España dispone de una capacidad de 4,9 millones de

toneladas en 2013 frente a los 4,2 mill

un incremento cercano al 17 %. Los siguientes países con mayor capacidad instalada, por det

de España, son Alemania, Francia, Italia y Holanda. En lo refere

el 70% de la capacidad instalada se corresponde con la capacidad instalada de España, Alem

nia, Francia, Italia y Holanda.

0

5000

10000

15000

20000

25000

2004 2005 2006


gnación de cantidades para regular los requisitos del producto para

cumplimiento de la obligación de consumo.

idad instalada en Europa para la producción de biodiesel se ha visto

, si bien el crecimiento es bastante notable en el periodo 2004

(se pasa de una capacidad instalada de 2.418 millones de toneladas en 2004 a una capacidad de

19.916 millones de toneladas en 2009, lo que supone un incremento de la capacidad instalada

, dicho incremento es menor en el periodo 2009-2013, si bien la tendencia al

niendo (se pasa de una capacidad instalada en 2009 de 19.916 millones de

toneladas, a una capacidad de 22.983 millones de toneladas en 2013, lo que supone un incr



Incremento de la capacidad instalada en la Unión Europea en miles de toneladas

n Europea, España es el país miembro que posee una mayor capacidad de


acidad instalada, España dispone de una capacidad de 4,9 millones de

toneladas en 2013 frente a los 4,2 millones de toneladas de que disponía en 2012

un incremento cercano al 17 %. Los siguientes países con mayor capacidad instalada, por det

de España, son Alemania, Francia, Italia y Holanda. En lo referente a la Unión de los 28 países

el 70% de la capacidad instalada se corresponde con la capacidad instalada de España, Alem

nia, Francia, Italia y Holanda.

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012


28

nación de cantidades para regular los requisitos del producto para

producción de biodiesel se ha visto

o es bastante notable en el periodo 2004 – 2009

millones de toneladas en 2004 a una capacidad de

capacidad instalada

2013, si bien la tendencia al

niendo (se pasa de una capacidad instalada en 2009 de 19.916 millones de

toneladas en 2013, lo que supone un incre-



en miles de toneladas

n Europea, España es el país miembro que posee una mayor capacidad de


acidad instalada, España dispone de una capacidad de 4,9 millones de

ía en 2012, lo que supone

un incremento cercano al 17 %. Los siguientes países con mayor capacidad instalada, por detrás

nte a la Unión de los 28 países,

el 70% de la capacidad instalada se corresponde con la capacidad instalada de España, Alema-

2012 2013



En el siguiente gráfico se muest

de los principales países productores de biodiesel de la Unión Europea.

Figura 13: Capacidad instaladas en el año 2013 de los principales países productores de la Unión Europea en miles d

En lo referente a la cantidad de biodiesel producido en la Unión Eur

desde el año 2003, si bien se aprecia un repunte considerable entre los años 2003 a 2010, ya que

se pasa de una producción de 1.183 miles de tonel

observa en el siguiente gráfico, la producción de biodiesel se ve mermada en el año 2011, p

sando de los 8.934 miles de toneladas de 2010 a solo 8.4

riormente, la producción de bio

2013.

0 1000

España

Alemania

Francia

Italia

Holanda


En el siguiente gráfico se muestra la capacidad instalada, en miles de toneladas, en el año 2013,

de los principales países productores de biodiesel de la Unión Europea.

: Capacidad instaladas en el año 2013 de los principales países productores de la Unión Europea en miles d

En lo referente a la cantidad de biodiesel producido en la Unión Europea, la tendencia es al alza


se pasa de una producción de 1.183 miles de toneladas a 8.934 miles de toneladas. Como

en el siguiente gráfico, la producción de biodiesel se ve mermada en el año 2011, p

sando de los 8.934 miles de toneladas de 2010 a solo 8.494 miles de toneladas en 2011. P

riormente, la producción de biodiesel vuelve a recuperar su tendencia al alza en los años 2012 y

1000 2000 3000 4000


29

ra la capacidad instalada, en miles de toneladas, en el año 2013,

: Capacidad instaladas en el año 2013 de los principales países productores de la Unión Europea en miles de toneladas

pea, la tendencia es al alza


adas a 8.934 miles de toneladas. Como se

en el siguiente gráfico, la producción de biodiesel se ve mermada en el año 2011, pa-

94 miles de toneladas en 2011. Poste-

diesel vuelve a recuperar su tendencia al alza en los años 2012 y

5000



Figura 14: Producción de biodiesel en la Unión Europea en el periodo 2003

En lo referente a los países con mayor producción de biodiesel en la Unión Euro

resaltar que España, a pesar de ser el país con una mayor capacidad instal

mentó anteriormente, es sin embargo, el 4º país productor de la Unión Europea.

A nivel europeo, el principal país producto

miles de toneladas, seguida de Francia con u

toneladas y Holanda en tercer lugar con una producción de 1.215 miles de toneladas. En cuarto

lugar se encuentra España con una producción e

toneladas.

En el siguiente gráfico podemos comparar la evolución en la producción de biodiesel de Alem

nia, Francia, Holanda y España en el periodo comprendido entre 2011 y 2013

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

2003 2004 2005


: Producción de biodiesel en la Unión Europea en el periodo 2003 – 2013 en miles de toneladas

En lo referente a los países con mayor producción de biodiesel en la Unión Euro

resaltar que España, a pesar de ser el país con una mayor capacidad instalada tal y como

anteriormente, es sin embargo, el 4º país productor de la Unión Europea.

A nivel europeo, el principal país productor es Alemania con una producción en 2013 de 2.668

miles de toneladas, seguida de Francia con una producción en ese mismo año de 1.926 miles de


lugar se encuentra España con una producción en 2013 que solamente asciende a 580 miles de

En el siguiente gráfico podemos comparar la evolución en la producción de biodiesel de Alem

nia, Francia, Holanda y España en el periodo comprendido entre 2011 y 2013.

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012


30

2013 en miles de toneladas

En lo referente a los países con mayor producción de biodiesel en la Unión Europea, hay que

da tal y como se co-

anteriormente, es sin embargo, el 4º país productor de la Unión Europea.

cción en 2013 de 2.668

a producción en ese mismo año de 1.926 miles de


n 2013 que solamente asciende a 580 miles de

En el siguiente gráfico podemos comparar la evolución en la producción de biodiesel de Alema-

2012 2013



Figura 15

En lo referente al consumo, en líneas generales, el consumo de biocombustibles en gasóleo en

los países miembros de la Unión Europea fue de 10.7 millones de toneladas en el año 2013, lo

cual supuso una reducción en tor

En lo que respecta al consumo por países, Francia, Alemania e Italia son los tres primeros países

en consumo de biocombustibles en gasóleos a nivel europeo. España ocupa el cuarto lugar con

un consumo de 816.461 toneladas en 2013, lo que supuso una reducción en e

de 1.000.000 toneladas, ya que en el 2012 España consumió 1.899.294 toneladas de biodiesel.

En 2014 el crecimiento en el consumo en España sufrió un leve incremento llegando

entorno a las 890.000 toneladas.

En el siguiente gráfico podemos apreciar las variaciones en el consumo entre los años 2012 y

2013 de los principales países consumidores de biodiesel

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

Alemania


Figura 15: Comparativa producción de biodiesel en miles de toneladas



cual supuso una reducción en torno al 8 % con respecto al consumo experimentado en 2012.



o de 816.461 toneladas en 2013, lo que supuso una reducción en el consumo en cerca

toneladas, ya que en el 2012 España consumió 1.899.294 toneladas de biodiesel.

En 2014 el crecimiento en el consumo en España sufrió un leve incremento llegando

entorno a las 890.000 toneladas.


2013 de los principales países consumidores de biodiesel de la Unión Europea.

Francia Holanda España


31



no al 8 % con respecto al consumo experimentado en 2012.



l consumo en cerca

toneladas, ya que en el 2012 España consumió 1.899.294 toneladas de biodiesel.

En 2014 el crecimiento en el consumo en España sufrió un leve incremento llegando a ser del


de la Unión Europea.

2011

2012

2013



Figura 16: Variaciones de consumo en lo

0

500000

1000000

1500000

2000000

2500000

Francia Alemania


: Variaciones de consumo en los principales países de la Unión Europea en toneladas

Alemania Italia España Reino Unido


32

en toneladas

Reino Unido

2012

2013





33



4. Parámetros de diseño de la planta

A continuación, se detallan los parámetros e hipótesis tomadas como punto de partida para el

desarrollo de los cálculos de diseño de la instalación industrial.

4.1 Capacidad

La planta de producción de biodiesel dispone de una capacidad neta de producción de 20.000

toneladas al año, generándose como subproducto una corriente de glicerina, de alto valor

económico. La planta operara 330 días al año, en tres turnos de 8 h, las 24 horas al año.

4.2 Materia prima y ubicación

La planta de producción de biodiesel va a tomar como materia prima aceite de girasol refinado,

de forma que el aceite ya viene totalmente preparado desde origen, lo que supone que en la

planta industrial de biodiesel solo se requieren de las instalaciones de almacenamiento adecua-

das hasta su uso final en el proceso.

El aceite de girasol empleado, puede proceder bien de almazaras locales o bien tratarse de un

producto de importación, lo que requiere que la planta se ubique lo más próxima posible a un

puerto, al objeto de abaratar los costes asociados a la logística de materias primas como a la

exportación de productos (biodiesel y glicerina principalmente).

Como se ve en la imagen siguiente, las principales zonas de cultivo de girasol se encuentran en

la provincia de Huelva, Córdoba, Granada y Almería.

Figura 17: Principales áreas de cultivos de girasol en Andalucía



Para la selección del aceite refinado de girasol como materia prima se han tenido en cuenta los

datos proporcionados en la siguiente tabla:

Tabla 5: Principales fuentes de materia prima para la obtención de biodiesel en Andalucía

Cultivos

energéticos

oleaginosos

Producción

de semilla

(tm/ha)

Contenido en

materia grasa

(% p/p)

Rendimiento medio del

biodiesel

(tm/ha)

Coste del

cultivo

(€/ha)

Colza 1,5 – 2,1 41-50 0.9 500

Girasol 2,0 – 3,2 40-51 0,5-1,2 600

Soja 2,9 – 3,6 18-21 0,6 800

Brassica 2,9 – 3,5 30-39 1 400

En la tabla anterior se aprecia que el cultivo de girasol proporciona un mayor contenido en peso

de grasa en la semilla, obteniéndose rendimientos en producción de biodiesel muy superiores a

los del resto de posibles fuentes, lo que compensa que sea el segundo cultivo con un mayor cos-

te de producción, lo que lo hace idóneo como fuente de materia prima para el presente proyecto.

Indicar que como alternativa al empleo de aceites refinados, existe la posibilidad de emplear

aceites industriales usados recogidos en las ciudades después de su uso doméstico u hostelero,

lo que contribuye no solo a un ahorro importante en lo que se refiere al coste del tratamiento de

estos residuos, sino que supone una importantísima contribución a la mejora medioambiental.

En la siguiente tabla, se recoge, clasificado por ciudades, los datos recopilados por la Agencia

Andaluza de la Energía como el Potencial de Biomasa de aceites para su uso en la producción

de biodiesel.

Tabla 6: Potencial de Biomasa para la producción de biodiesel en Andalucía

Ciudad Toneladas aceite vegetal usado Ktep aceite vegetal usado

Almería 4.775,02 4,30

Cádiz 8.660,91 7,79

Córdoba 5.642,51 5,08

Granada 6.149,13 5,53

Huelva 3.561,59 3,21

Jaén 4.401,02 3,96

Málaga 11.431,37 10,29

Sevilla 13.294,29 11,96

Total 57.915,85 52,12



Por lo tanto, y teniendo en cuenta las principales áreas de cultivo de girasol, y la necesidad de

ubicar la planta en una zona bien comunicada tanto por vía marítima como terrestre, se analizan

cuatro posibles ubicaciones:

- Puerto de Huelva: Huelva es la principal área de cultivo de girasol, lo cual es una venta-

ja importante a la hora de llevar a cabo ahorros logísticos asociados a la adquisición del

aceite de girasol como materia prima, además de disponer de buen acceso marítimo a

través de las terminales marítimas de líquidos ubicadas en la zona de servicio del Puer-

to.

Figura 18: Zona industrial y área de servicio del Puerto de Huelva

Sin embargo, en las proximidades del puerto, se encuentran ya instaladas dos plantas de

producción de biodiesel que abastecen a la zona, por lo que se determina que la deman-

da de la zona se encuentra cubierta y que la instalación en dicha ubicación de la planta

no sería demasiado óptima desde el punto de vista de la competencia, ya que tendría que

competir de forma directa con instalaciones ya existentes, lo que disminuirían los bene-

ficios obtenidos del proceso.

- Puerto de Sevilla: el de Sevilla es el único puerto marítimo de interior de España, lo

cual implica importantes ventajas en lo que a la logística del transporte de mercancías

por vía marítima se refiere, tanto desde un punto de vista económico como medio am-

biental. La zona de servicio del puerto es la segunda mayor de España, contando con

amplias zonas de reciente urbanización apropiadas para la instalación, además de contar

con buenas conexiones tanto terrestres como ferroviarias, siendo el principal puerto an-

daluz en lo que al tráfico ferroviario se refiere. Todo ello lo hace idóneo para la ubica-

ción de la planta, ya que no se encuentra a más de 2 horas por carretera de los principa-



les puntos de producción de girasol, además de disponer de dos terminales especializa-

das en la carga y descarga de buques de graneles líquidos.

Figura 19: Zona de servicio y área industrial de Puerto de Sevilla

Sin embargo, en la zona de servicio del Puerto de Sevilla ya se encuentra ubicada una

planta de producción de biodiesel, lo que, al igual de lo que ocurría en el Puerto de

Huelva, no es aconsejable la instalación de la planta en la zona de servicio del puerto al

objeto de evitar una feroz competencia con la planta ya ubicada, lo que daría lugar a una

reducción de beneficios.

- Puerto de la Bahía de Cádiz: en la actualidad, la zona de servicio del Puerto de Cádiz

parece una buena ubicación para la instalación de la planta. En el Puerto de Cádiz se

disponen de instalaciones apropiadas para la carga y descarga de buques de graneles

líquidos además de disponer de amplias zonas desocupadas. Por otro lado, las conexio-

nes por carretera son buenas y las conexiones ferroviarias se encuentran en fase de dise-

ño y desarrollo, lo que es de prever que la zona se encuentre perfectamente comunicada

con la red general ferroviaria en el año 2020. Además, en la zona no hay ninguna planta

de producción de biodiesel, lo que hace que el lugar sea idóneo para la instalación de la

planta, ya que daría suministro a toda la provincia de Cádiz. Las instalaciones de pro-

ducción de biodiesel más próximas a la zona propuesta para la ubicación de la planta

serían las de una planta de producción ubicada en San Roque y la planta de producción

ubicada en el Puerto de Sevilla.

En la siguiente figura se muestra una imagen satélite de la zona de servicio del Puerto

de Cádiz



Figura 20: Zona de servicio del Puerto de la Bahía de Cádiz

Analizando diferentes ubicaciones para la planta, se determina que la mejor zona es la zona

industrial en desarrollo ubicada en las proximidades del muelle de la Cabezuela, que es la zona

más alejada del núcleo urbano de la ciudad de Cádiz, lo que disminuiría de forma considerable

el posible rechazo social al proyecto, disminuyendo las posibles molestias a la población como

consecuencia de la actividad. En la siguiente figura se indica la parcela seleccionada:

Figura 21: Propuesta de ubicación de la planta

En rojo se indica la posible ubicación de la planta. En verde se ha señalizado las instalaciones

ferroviarias existentes. En amarillo la línea de atraque para buques de carga y descarga de mer-

cancías y en azul las instalaciones existentes para el almacenamiento de mercancía a granel

líquida disponibles en el Puerto.



4.3 Situación del biodiesel en España y Andalucía

Como se comentó anteriormente, España es el país de la Unión Europea con una mayor capaci-

dad instalada, lo que no quiere decir que sea el país de la Unión Europea con mayor producción,

de hecho, España ocupa el cuarto puesto en lo que a producción de biodiesel se refiere.

Actualmente, las principales plantas de producción de biodiesel se encuentran ubicadas fuera de

Andalucía, si bien, la Comunidad Autónoma Andaluza cuenta con 13 plantas en funcionamien-

to y 3 plantas en proyecto.

La capacidad instalada en Andalucía asciende a 1.215.300 toneladas, siendo la capacidad en

proyecto de 390.000 toneladas. Estas plantas abastecen a toda la región andaluza, si bien, parte

de la demanda de la Comunidad Autónoma se satisface mediante la importación de biodiesel

producido en terceros países como consecuencia de sus baratos costes asociados.

En Andalucía, como en el resto de España, se produjo un descenso significativo en el consumo

de biodiesel como consecuencia de la rebaja de objetivos decretadas por el Gobierno Central,

que redujo el objetivo global de biocombustibles en gasóleos del 7 % v/v al 4,1 % v/v.

En base a los datos publicados por la Asociación de Empresas de Energías Renovables (APPA),

el objetivo global actualmente vigente en España es entre un 45 % y un 35 % inferior a los vi-

gentes a los dos principales mercados de biocombustibles en gasóleos de la Unión Europea,

Francia y Alemania. Al tiempo, queda un 20 % por debajo de la media comunitaria. Al objeto

de satisfacer los objetivos comunitarios en lo que al consumo de energías renovables se refiere

para el año 2020, es decir, que el 20 % de la energía final consumida en España proceda de

energía renovables, el consumo de biocombustibles se tiene que ver multiplicado por tres.

Todo este descenso del consumo de biocombustibles ha tenido consecuencias dramáticas para

las plantas de producción existentes, de hecho, 15 de las 53 plantas de producción de biodiesel

que estaban funcionando en España han cerrado sus puertas en 2013, al tiempo que cerca del 85

% de las que aun continúan operando lo hacen con grandes paradas o funcionando a ralentí.

4.3.1 Plantas de producción en Andalucía

A continuación mostramos una tabla con las plantas de producción en funcionamiento de bio-

diesel en Andalucía.



Tablas 7: Plantas de producción de biodiesel en Andalucía

Nombre Localidad Provincia Producción

(tm)

Albadio Níjar Almería 6.000

Biocarburantes del Almanzora Cuevas del Almanzora Almería 6.000

Biodiesel Andalucía 2004 Fuentes de Andalucía Sevilla 36.000

Entaban biocombustibles del

Guadalquivir Sevilla Sevilla 50.000

Linares Biodiesel Technologies Linares Jaén 100.000

Seneca Green Catalyst Córdoba Córdoba 1.300

UTE Isolux Infinita Renovables Fuentes de Andalucía Sevilla 150.000

BioOils Energy “La Rábida” Palos de la Frontera Huelva 200.000

Biocombustibles Andaluces Arahal Sevilla 60.000

Biodiex biocarburantes El Carpio Córdoba 6.000

Biono Sur Palos de la Frontera Huelva 200.000

Cepsa y Abengoa Bioenergía San Roque Cádiz 200.000

COANSASOS Cuétara Andújar Jaén 200.000

A continuación, en la siguiente tabla mostramos las plantas de producción de biodiesel en pro-

yecto y construcción:

Tabla 8: Plantas de producción de biodiesel en proyecto

Nombre Localidad Provincia Producción

(tm)

Biodiesel Dosbio 2010 Jédula Cádiz 200.000

Green Fuel Andalucía Los barrios Cádiz 110.000

Sevenia Bioenergética S.A Motril Granada 80.000

Como podemos apreciar por la información facilitada en las tablas anteriores, Andalucía cuenta

con 13 plantas de producción en funcionamiento y 3 en proyecto.

4.3.2 Logística del biodiesel

El uso de los biocombustibles presenta demás otra ventaja, y es que pueden emplear los mismos

medios de transporte y almacenamiento que los combustibles fósiles, es decir, puede ser trans-

portado por carretera en camiones cisternas convencionales.



Figura 22: Camión cisterna para el transporte de biocombustibles

Por vía ferroviaria, su transporte se realiza en vagones cisternas homologados para el transporte

de combustibles fósiles.

Figura 23: Vagón ferroviario homologado para el transporte de biocombustibles líquidos

Por último, su transporte por vía marítima se puede realizar sin problemas en buques petroleros

o para el transporte de graneles líquidos, buques cisternas.

Figura 24: Buque cisterna para el transporte de biocombustibles




El aporte económico de los biocarburantes (biodiesel y bioetanol) al PIB (Producto Interior

Bruto) ascendió a 487,2 millones de euros en 2015, de los cuales, 361,3 millones de euros fu

ron aportados de forma directa y 125,9 millones de euros fueron de forma indirecta.

Esta cifra supone un incremento en la aportación con respecto el ejercicio anterior de un 17,2 %,

continuando con la tendencia al alza iniciada en 2014.

En la siguiente figura podemos comparar la serie histórica de aportaciones al PIB del sector de

los biocarburantes en el periodo entre 2008 y 2015.

Figura 25: Contribución de los biocarburantes al PIB en millones de euros

De forma porcentual, la variación de aportación al PIB s

el año 2009, con una variación superior al 132 %, mientras que en años posteriores dicha apo

tación se redujo en torno al 20 % cada año para posteriormente volver a incrementarse desde el

año 2014. En la siguiente gráf

0

100

200

300

400

500

600

2008 2009 2010




Bruto) ascendió a 487,2 millones de euros en 2015, de los cuales, 361,3 millones de euros fu

portados de forma directa y 125,9 millones de euros fueron de forma indirecta.


continuando con la tendencia al alza iniciada en 2014.

odemos comparar la serie histórica de aportaciones al PIB del sector de

los biocarburantes en el periodo entre 2008 y 2015.

: Contribución de los biocarburantes al PIB en millones de euros

De forma porcentual, la variación de aportación al PIB sufrió un importantísimo incremento en

el año 2009, con una variación superior al 132 %, mientras que en años posteriores dicha apo


año 2014. En la siguiente gráfica podemos ver esta variación:

2011 2012 2013 2014 2015

Contribución directa

Contribución indirecta

Contribución total


42


Bruto) ascendió a 487,2 millones de euros en 2015, de los cuales, 361,3 millones de euros fue-

portados de forma directa y 125,9 millones de euros fueron de forma indirecta.


odemos comparar la serie histórica de aportaciones al PIB del sector de

ufrió un importantísimo incremento en

el año 2009, con una variación superior al 132 %, mientras que en años posteriores dicha apor-


Contribución directa

Contribución indirecta

Contribución total



Figura 26: Variación porcentual de la aportación al PIB de los biocombustibles

Por biocombustible, podemos apreciar en el gráfico siguiente como la aportación económica al

PIB del biodiesel es siempre superior a la aportac

cual se debe en gran parte a que el consumo de biodiesel es superior al del bioetanol ya que la

mayor parte de la flota de turismos en España posee motor diesel, además de que los vehículos

para el transporte de mercancía y de pasajeros también tienen motores diesel.

Figura 27

2008 2009

-0,90% 132,40%

-40,00%

-20,00%

0,00%

20,00%

40,00%

60,00%

80,00%

100,00%

120,00%

140,00%

0

50

100

150

200

250

300

350

400

2009 2010


: Variación porcentual de la aportación al PIB de los biocombustibles


PIB del biodiesel es siempre superior a la aportación económica realizada por



mercancía y de pasajeros también tienen motores diesel.

Figura 27: Aportación al PIB del biodiesel y del bioetanol

2009 2010 2011 2012 2013 2014

132,40% 38,60% -16,40% -17,70% -18,10% 40,10%

2011 2012 2013 2014 2015


43


ión económica realizada por el bioetanol, lo



2014 2015

40,10% 17,20%

Biodiesel

Bioetanol



Como podemos apreciar, desde el 2014 la tendencia de aportación al PIB del biodiesel es al

alza, mientras que durante los años de la crisi

aporte económico ha sido siempre negativa por el menor consumo d

lado, la aportación al PIB del bioetanol ha sido casi siempre constante. Por último, podemos

apreciar como la aportación del biodiesel al PIB en 2015 ha sido la mayor de toda la serie hist

rica con un total de 351,8 millones de euros.

En lo referente a la contribución de los biocarburantes a la generación de empleo, el empleo

total generado por el sector en 2008 ascendía a

mermándose con el paso de los años, siendo en 2015 de 4.516 empleos totales generados. De

forma diferenciada, a excepción del año 2008, los empleos directos siempre han sido superiores

a los empleos indirectos, lo cual se debe en parte a que en 2008 la mayor parte de las plantas

existentes actualmente se encontraban en fase de diseño o construcción, de ahí que el empleo

indirecto generado por el sector superase al directo. En la siguiente figura podemos observar l

variación de los puestos de trabajo (directo, indirecto y total

burantes en el periodo 2008 –

Figura 28: Número de empleos generados por el sector de los biocombustibles.

Obviamente la disminución del consumo de

mica sufrida por el país así como la disminución de los incentivos por la producción de bioco

bustibles, ha dado lugar a una importante caída en el número de empleos generados por el se

tor, si bien desde 2013 para que la tendencia

trabajo.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

2008 2009 2010



alza, mientras que durante los años de la crisis económica, entre 2010 y 2013 la tendencia del

aporte económico ha sido siempre negativa por el menor consumo de combustibles. Por otro

aportación al PIB del bioetanol ha sido casi siempre constante. Por último, podemos

n del biodiesel al PIB en 2015 ha sido la mayor de toda la serie hist

8 millones de euros.


total generado por el sector en 2008 ascendía a 7.283 puestos de trabajo, cifra que ha ido



o cual se debe en parte a que en 2008 la mayor parte de las plantas


indirecto generado por el sector superase al directo. En la siguiente figura podemos observar l

trabajo (directo, indirecto y total) sufrida en el sector de los bioca

– 2015.

: Número de empleos generados por el sector de los biocombustibles.

Obviamente la disminución del consumo de biocombustibles, debido en parte a la crisis econ

mica sufrida por el país así como la disminución de los incentivos por la producción de bioco

bustibles, ha dado lugar a una importante caída en el número de empleos generados por el se

2013 para que la tendencia sea al alza con la generación de nuevos puestos de

2010 2011 2012 2013 2014 2015


44


s económica, entre 2010 y 2013 la tendencia del

e combustibles. Por otro

aportación al PIB del bioetanol ha sido casi siempre constante. Por último, podemos

n del biodiesel al PIB en 2015 ha sido la mayor de toda la serie histó-


7.283 puestos de trabajo, cifra que ha ido



o cual se debe en parte a que en 2008 la mayor parte de las plantas


indirecto generado por el sector superase al directo. En la siguiente figura podemos observar la

) sufrida en el sector de los biocar-

biocombustibles, debido en parte a la crisis econó-

mica sufrida por el país así como la disminución de los incentivos por la producción de biocom-

bustibles, ha dado lugar a una importante caída en el número de empleos generados por el sec-

al alza con la generación de nuevos puestos de

Emplo directo

Empleo indirecto

Total





45



5. Proceso de obtención de biodiesel a partir de aceite de girasol

5.1 Diagrama de bloques

El proceso comienza con la recepción en las instalaciones del aceite de girasol, el cual se alma-

cena en unos depósitos alojados en el interior de unos cubetos, como se verá posteriormente. El

girasol puede llegar a las instalaciones por vía terrestre (en camiones cisternas o por ferrocarril

en vagones cisternas) o bien por vía marítima (en buques para el transporte de graneles líquidos,

siendo la descarga de estos buques directamente a los depósitos de la instalación industrial me-

diante el empleo de un sistema de bombeo y tuberías apropiado).

El aceite es descargado, en el caso de llegar en camiones, en una estación de carga y descarga de

camiones que se encuentra en las instalaciones de la empresa en las inmediaciones de la zona de

tanques de almacenamiento. En el caso de llegar por ferrocarril, los vagones cisterna son des-

cargados directamente a los tanques de almacenamiento mediante el apropiado sistema de bom-

beo y canalizaciones. En el supuesto de llegar por vía marítima en un buque, el aceite de girasol

es descargado en el muelle público del Puerto de Cádiz mediante un sistema apropiado de bom-

beo y canalizaciones directamente a los tanques de almacenamiento.

Indicar que, en el caso de este Proyecto, se parte de que el aceite que llega a las instalaciones

para ser empleado en el proceso de producción es un aceite de girasol refinado y listo para su

empleo en el proceso productivo, es decir, no hay que llevar a cabo ningún tratamiento previo al

aceite para poder ser usado en el proceso.

Desde los tanques de almacenamiento, el aceite de girasol es impulsado a un tanque pulmón,

desde el que se suministra la cantidad requerida en cada uno de los reactores. Dicho tanque

pulmón, está dotado de un serpentín interior con el que se calienta el aceite hasta llegar a la

temperatura requerida para llevar a cabo el proceso.

Una vez en los reactores, al aceite se le adicionada una mezcla compuesta por metanol y NaOH

previamente preparada en un mezclador. La mezcla compuesta por el aceite de girasol, el meta-

nol y el NaOH se deja reaccionar el tiempo indicado en la bibliografía consultada, aproximada-

mente unos 30 minutos. Transcurrido el tiempo requerido, la mezcla se conduce desde los reac-

tores hasta un equipo centrífugo que hace las veces de separador líquido-líquido. De la centrifu-

gadora líquido-líquido salen dos corrientes, una que posteriormente será tratada para la obten-

ción de glicerina y otra que contiene el biodiesel y trazas de triglicéridos, la cual volverá a ser

introducida en un segundo reactor.

La corriente de biodiesel es introducida en el segundo reactor, en el cual, tras un tiempo de re-

acción, la corriente resultante es de nuevo introducida en un centrifugador líquido-líquido, del



que nuevamente se obtiene una corriente con glicerina (que se une a la corriente obtenida a la

salida del anterior centrifugador líquido-líquido) y una corriente con biodiesel y metanol.

La corriente que contiene biodiesel y metanol se introduce en una columna de destilación flash,

de la que por cabeza se obtiene el metanol que había mezclado con el biodiesel y se introduce

en la columna de rectificación de metanol en la que sale purificado hacia el tanque de metanol

para su posterior aprovechamiento en el proceso, y la corriente de biodiesel libre de metanol se

conduce hasta una serie de centrifugadores de lavado (Método de westfalia), en los cuales se

introduce agua en contracorriente, y de la que se obtiene una corriente de biodiesel lavado y otra

de agua residual que es bombeada a la planta de tratamiento de aguas residuales.

La corriente de biodiesel lavado se introduce en un evaporador a vacío al objeto de eliminar el

contenido de agua que pueda contener el biodiesel tras pasar por las centrifugadoras. Del evapo-

rador se obtiene una corriente de agua con impurezas que es conducida a una planta de trata-

miento de aguas residuales y una corriente de biodiesel listo para su almacenamiento y posterior

distribución.

En lo relativo a la corriente de glicerina que se obtenía de los centrifugadores líquido-líquido a

la salida de los primeros y segundos reactores en serie, la corriente sufre un proceso de neutra-

lización, para lo que se le adiciona HCl en exceso para garantizar la eliminación de las trazas de

catalizador y jabón presentes en la corriente. Tras la adicción de HCl, la mezcla se introduce en

un centrifugador líquido-líquido, del que sale una corriente a la cual se le realiza una segunda

neutralización con NaOH para eliminar el exceso de ácido añadido anteriormente. La corriente

de ácidos grasos obtenida se almacena en un tanque para su posterior retirada de las instalacio-

nes por un gestor autorizado de residuos tal y como indica la normativa vigente.

La corriente neutralizada con NaOH, se introduce en un evaporador a vacío en el que se separa

la corriente de glicerina de la corriente de metanol mediante la evaporación de éste. El metanol

evaporado se conduce a la columna de rectificación de metanol, a la salida de la cual el metanol

purificado se conduce hasta el tanque de almacenamiento de metanol para su aprovechamiento

en el proceso, mientras que la corriente de glicerina es dirigida hasta el tanque de almacena-

miento de glicerina a la espera de ser distribuida.

En la siguiente figura, y a modo de resumen, se muestra el diagrama de bloques del proceso de

forma detallada y a modo de resumen de todo lo anteriormente explicado.



Figura 29: Diagrama de bloques del proceso de obtención de etanol a partir de aceite de girasol

En el diagrama de bloques mostrado en la figura anterior se pueden diferenciar cuatro secciones,

que son:

- 1º Sección: tanques pulmón en los que se mantiene a una temperatura adecuada el aceite

para ser introducido al reactor, tanque de mezclado de metanol y NaOH. Además, se

encuentran los reactores en los que se lleva a cabo la reacción de transesterificación así

como los centrifugadores L-L en los que se obtienen dos corrientes, corriente biodiesel

y corriente de glicerina que posteriormente serán tratadas.

Aceite girasol

Reacción

Tratamiento

corriente

biodiesel

Centrifugación

Almacenamiento

Tanque pulmón

Tratamiento

corriente

glicerina

Agua residual Biodiesel Glicerina

Ac. Grasos

Agua residual

PTAR

Caldera



Figura 30: Sección 1º del proceso productivo

Aceite girasol

Reacción

Tratamiento

corriente

biodiesel

Centrifugación

Almacenamiento

Tanque pulmón

Tratamiento

corriente

glicerina


Ac. Grasos

Agua residual

PTAR

Caldera



- 2º Sección: columna de destilación y columna de rectificación de la corriente de meta-

nol.

Figura 31: Sección 2 del proceso productivo

Aceite girasol

Reacción

Tratamiento

corriente

biodiesel

Centrifugación

Almacenamiento

Tanque pulmón

Tratamiento

corriente

glicerina


Ac. Grasos

Agua residual

PTAR

Caldera



- 3º Sección: centrifugadoras de líquido, método de Westfalia, y equipo de evaporación.

Además se incluye el almacenamiento final del biodiesel en un depósito diseñado y

acondicionado para mantener el biodiesel producido en condiciones óptimas hasta su

distribución.


Aceite girasol

Reacción

Tratamiento

corriente

biodiesel

Centrifugación

Almacenamiento

Tanque pulmón

Tratamiento

corriente

glicerina


Ac. Grasos

Agua residual

PTAR

Caldera



- 4º Sección: abarca la corriente de glicerina, en la que se encuentran la primera neutrali-

zación y centrifugación L-L, además de la segunda neutralización y la evaporación de

metanol.


Aceite girasol

Reacción

Tratamiento

corriente

biodiesel

Centrifugación

Almacenamiento

Tanque pulmón

Tratamiento

corriente

glicerina


Ac. Grasos

Agua residual

PTAR

Caldera



- 5º sección. Incluye los equipos auxiliares empleados en el proceso, como por ejemplo el

sistema de calefacción mediante una caldera, la torre de refrigeración, etc.

Sección 34: Equipos auxiliares

5.2 Detalle de las etapas del proceso. Balances de materia y energía

5.2.1 Recepción y almacenamiento del aceite de girasol refinado

El aceite de girasol refinado puede ser recibido en camiones o trenes por vía terrestre o bien en

buques cisterna a través de las instalaciones de descarga de graneles líquidos de la que consta

las instalaciones aledañas en el Puerto de Cádiz.

En el caso de recibirse por vía terrestre en camiones, se dispone de un juego de dos básculas

para camiones en los cuales el vehículo será pesado a la llegada y tarado a la salida al objeto de

Aceite girasol

Reacción

Tratamiento

corriente

biodiesel

Centrifugación

Almacenamiento

Tanque pulmón

Tratamiento

corriente

glicerina


Ac. Grasos

Agua residual

PTAR

Caldera



llevar un control preciso de la cantidad de aceite de girasol recepcionado en la planta. Por otro

lado, el departamento de control de calidad procederá a la toma de las muestras oportunas al

objeto de poder realizar las analíticas que estime oportunas para determinar si el aceite de gira-

sol recibido cumple con las especificaciones requeridas para el correcto desarrollo del proceso

de producción.

En la figura siguiente se muestra una imagen de una báscula para camiones como la selecciona-

da:

Figura 35: Báscula para camiones

Por otro lado, si el aceite de girasol es recepcionado por tren, los vagones son pesados en báscu-

las para vagones y de igual forma el departamento de control de calidad de la planta tomará las

muestras pertinentes de cada uno de los vagones para determinar la idoneidad o no de la mer-

cancía recibida.

En la figura siguiente se muestra una imagen de un brazo de descarga tipo empleado para la

carga y descarga de vagones cisterna y camiones

Figura 36: Brazo de carga/descarga de vagones

Si el aceite es recibido por vía marítima, la descarga se realiza desde el muelle de atraque del

buque a las instalaciones mediante un sistema de bombeo especialmente diseñado para tal fin.

De igual manera, el departamento de control de calidad de la planta procederá a la toma de

muestras para la determinación de la idoneidad de la carga.



En la figura siguiente, a modo de esquema, se muestra la imagen de unas instalaciones tipo de

carga/descarga de buques cisterna.

Figura 37: Sistema de descarga de buques cisterna

Una vez que el departamento de control de calidad ha verificado la idoneidad de la mercancía

recibida, se procede a la descarga de la misma. En el caso de los camiones se dispone de una

estación de carga y descarga como la mostrada a modo de ejemplo en la figura siguiente:

Figura 38: Estación de carga/descarga de camiones



5.2.2 Tanque de almacenamiento de aceite de girasol

El aceite de girasol recepcionado es conducido mediante un sistema de tuberías a los tanques de

almacenamiento de aceite de girasol disponibles en el parque de almacenamiento de la planta.

Se dispone de dos tanques iguales con capacidad cada uno de ellos equivalente al aceite necesa-

rio para operar en la planta durante una semana.

La cantidad requerida por etapa de aceite de girasol asciende a 6.793,85 kg/etapa, lo que equi-

vale a una cantidad diaria que asciende a 61.144,65 kg/día, equivalente a 64,7 m3 al día.

En base a la ficha técnica consultada de diversos proveedores de aceite de girasol, se determina

que la densidad media de este producto está en torno a 945 kg/m3.

Teniendo presente el consumo diario de aceite de girasol así como los datos relativos a la densi-

dad de éste, se estima que el volumen del tanque de almacenamiento tiene que disponer de vo-

lumen suficiente como para almacenar el aceite requerido para una semana de operación, consi-

derando que opera los 7 días, se determina que el volumen mínimo que tiene que tener el tanque

de almacenamiento es de 452,91 m3. Como volumen de diseño para el tanque de almacenamien-

to se toma un margen de seguridad sobre el volumen determinado anteriormente de un 10 %,

por lo que el volumen de diseño del tanque es de 500,3 m3.

Tras la determinación del volumen de diseño del tanque, se procede a determinar las dimensio-

nes básicas del tanque de almacenamiento. Como diámetro interior del tanque se toma un valor

de 7 m. Teniendo presente el valor seleccionado de diámetro, se determina mediante la siguiente

expresión el valor de la altura del tanque, cuyo valor calculado es de 13 m.

��ñ� =�‧��

4‧ℎ

Determinados tanto el diámetro de diseño del tanque de almacenamiento como la altura de dise-

ño, se procede a calcular el volumen real que se puede almacenar en el tanque con las dimensio-

nes calculadas, siendo este valor de 500,3 m3. Teniendo presente que el volumen mínimo reque-

rido es de 452,91 m3 y que el volumen real disponible en el tanque de almacenamiento es de

500,3 m3, se determina que el tanque estará lleno como máximo al 90,5 % respecto de su capa-

cidad máxima de almacenamiento.

Una vez determinadas las dimensiones básicas del tanque de almacenamiento, se procede a la

selección del material de construcción del tanque. En base a la información proporcionada por

la ficha técnica del proveedor de aceite de girasol, se determina que el tanque de almacenamien-

to se va a construir en acero inoxidable.



Para la determinación del espesor de la pared del tanque, se hace uso de la normativa API 650,

siendo el espesor de pared requerido de 5 mm.

En lo referente a la estación de descarga del aceite desde camiones hasta el tanque correspon-

diente, se ha de disponer de un sistema de recogida de posibles vertidos de aceite con una red

independiente de la recogida de agua pluviales así como de la recogida de cualquier otra sustan-

cia, teniendo el suelo de la estación de descarga de vehículos pesados una inclinación del 1%

hacia el sumidero de recogida.

En la tabla siguiente, se muestra a modo de resumen las principales características del tanque

de almacenamiento de aceite de girasol, TA-1 y TA-2, diseñado en el presente apartado:

Tabla 9: Características principales del tanque de almacenamiento de aceite de girasol

Equipo Tanque almacenamiento

Ubicación Área de almacenamiento

Código TA-* Material construcción Acero inoxidable

Tipo Atmosférico

Instalación Base plana

Interior cubeto

Intemperie/Cubierto Intemperie

Producto almacenado Aceite de girasol

Concentración producto Puro

Características producto Grasa vegetal

Capacidad mínima almacenamiento 5,27 m3

Dimensiones calculadas Altura: 13 m Diámetro: 7 m

Capacidad real 500,3 m3

Porcentaje llenado 90,50 % Requiere cubeto Sí

Número de tanques 2

5.2.3 Tanque pulmón de aceite de girasol

Este aceite, es conducido con la ayuda de un equipo de bombas y unas canalizaciones hasta un

tanque pulmón, con capacidad para alojar el volumen de aceite requerido para una etapa del

proceso en el que se acondicionara a la temperatura requerida para ser introducido en la primera

serie de reactores junto a una solución compuesta por metanol y NaOH.

Para el diseño del tanque pulmón se toman las mismas directrices que las seguidas para el dise-

ño de los tanques de almacenamiento de aceite de girasol.

La cantidad requerida por etapa de aceite de girasol asciende a 7,19 m3/etapa.



En base a la ficha técnica consultada de diversos proveedores de aceite de girasol, se determina

que la densidad media de este producto está en torno a 945 kg/m3.

Por lo tanto, se requiere de un depósito cuya capacidad de almacenamiento sea de 7,19 m3.

Además, se considera un porcentaje de seguridad para el diseño del depósito sobre el volumen

teórico de un 10%, por lo que el volumen de diseño es de 7,91 m3. Tras la determinación del

volumen de diseño del tanque, se procede a determinar las dimensiones básicas del tanque de

almacenamiento. Como diámetro interior del tanque se toma un valor de 2 m. Teniendo presente

el valor seleccionado de diámetro, se determina mediante la siguiente expresión el valor de la

altura del tanque, cuyo valor calculado es de 3 m.

Determinados tanto el diámetro de diseño del tanque pulmón de aceite como la altura de diseño,

se procede a calcular el volumen real que se puede almacenar en el tanque con las dimensiones

calculadas, siendo este valor de 9,42 m3. Teniendo presente que el volumen mínimo requerido

es de 7,19 m3 y que el volumen real disponible en el tanque pulmón es de 9,42 m3, se determina

que el tanque estará lleno como máximo al 76,30 % respecto de su capacidad máxima de alma-

cenamiento.

Una vez determinadas las dimensiones básicas del tanque pulmón de girasol, se procede a la


la ficha técnica del proveedor de aceite de girasol, se determina que el tanque pulmón, al igual

que los tanques de almacenamiento de aceite de girasol son construidos en acero inoxidable.



Una vez realizado el diseño del tanque pulmón, se ha de tener presente que el aceite requiere ser

calentado en estos tanques mediante un sistema de serpentines en los que se introduce vapor

generado en la caldera. Para la determinación del calor a aportar, se ha de tener presente que la

masa de aceite a calentar es de 6.793,85 Kg/etapa y está tiene que pasar de 20 ºC, temperatura

ambiente media, a una temperatura de 60 ºC. Por todo ello, y teniendo presente que el Cp del

aceite de girasol es 1,746 kJ/(kg·K), se procede a calcular la cantidad de calor requerida:

Q= m·Cp·ΔT

siendo la cantidad de calor a aportar de 263,60 kW , teniendo presente que el tiempo estimado

para el calentamiento del aceite es de 30 minutos.

Para determinar la cantidad de vapor requerida para proporcionar la cantidad de calor necesaria

para calentar el aceite alojado en el tanque pulmón, se ha de tener presente que la caldera dispo-



nible en la planta proporciona vapor a 30 bar y una temperatura de 235 ºC, siendo el calor laten-

te del vapor generado de 1.797,4 kJ/kg por lo que como:

� = �� · �

se tiene que la masa de vapor requerida es de 0,14 kg/s de vapor a 30 bar y 235 ºC.

Tabla 10: Características principales del tanque pulmón de aceite de girasol

Equipo Tanque pulmón


Código TP-*

Material construcción Acero inoxidable

Tipo Atmosférico


Interior cubeto Intemperie/Cubierto Cubierto



Características producto Alcohol

Capacidad mínima almacenamiento 7.19 m3



Porcentaje llenado 76,60 %

Requiere cubeto Sí

Número de tanques 2 Sistema calentamiento Serpentines

Método calentamiento Inyección vapor a 30 bar y 235 ºC

5.2.4 Tolva pesadora de NaOH

El aceite de girasol, una vez acondicionado en el tanque pulmón, es bombeado al interior de la

primera serie de reactores, en los que se le adicionará una mezcla de metanol e hidróxido sódico

previamente preparada en unos mezcladores.

El NaOH se introduce en pastillas de forma sólida, siendo la cantidad requerida de 77,9

kg/etapa, por lo que se ha de diseñar una tolva dosificadora con capacidad para alojar esa canti-

dad de NaOH, para lo cual se siguen los siguientes pasos.

La tolva pesadora está totalmente cerrada por su parte superior mediante una tapa plana en la

que se encuentra practicado un orificio de sección adecuada para permitir la entrada de las pati-

llas de NaOH.

La tolva diseñada en el presente apartado se encuentra construida en acero galvanizado S350GD

con recubrimiento Z-600. Dispone de una inclinación en las paredes interiores de 20° para faci-



litar el flujo en masa del material así como de una válvula de guillotina en el conducto de des-

carga de la tolva para cortar el caudal de NaOH en caso de ser requerido.

El procedimiento empleado para el diseño de la tolva pesadora del presente apartado es el si-

guiente:

�audal másico de NaOH = 77,9kg

etapade NaOH

ρ��

= 2100kg

m�

V�� = m��

ρ��

= 0,037 m�

Además, se toma un porcentaje de seguridad sobre el volumen teórico que ha de tener la tolva

pesadora, estimando este porcentaje en torno al 20% del volumen anteriormente determinado,

de forma que el volumen que se ha de considerar para el dimensionamiento de la tolva pesadora

es 0,037 m3 · (1 + 0,2 )= 0,045 m3.

Una vez conocido el volumen que tiene que tener la tolva, se tiene el siguiente sistema de ecua-

ciones formado por tres ecuaciones con tres incógnitas cuya resolución nos proporciona las

dimensiones de todas las partes de la tolva. Se tiene que:

�� =�·ℎ�

��· (��

� + �� + �� · ��)= �� · % �� (1)

�� = 2 · �� (2)

La ecuación (3) se obtiene tomando el siguiente trapecio, se obtiene la siguiente expresión ma-

temática:



Figura 39: Tolva pesadora

tan 20� = ��

��

(3)

Por lo que se tiene que:

0,181 · (�� − ��)= ℎ�

�� = 2 · ��

�� =� · ℎ�

12· (��

� + �� + �� · ��)

Por lo que tras la resolución del sistema de ecuaciones se llega a que:

�� = 0,52 � ≈ 0,6 �

�� = 1,2 �

ℎ� = 0,109 � ≈ 0,2 �

En base a la referencia bibliografía empleada (1), se impone que:

ℎ� = 1

6· ℎ� = 0,033 � ≈ 0,04�

ℎ� = 1

2· ℎ� = 0,1 �



Tabla 11: Características principales de la tolva pesadora de NaOH

Equipo Tolva pesadora

Ubicación Sistema alimentación a etapa de molienda

Código T-*

Material pesado NaOH

Material construcción Acero galvanizado S350GD

Cubierta Plana

Recubrimiento Z-600

Angulo inclinación pared interna 20°

Volumen teórico 0,037 m3

Porcentaje de seguridad 20 %

Volumen de diseño 0,045 m3

Tipo de sección Circular

Diámetro mayor, D2 1,2 m

Diámetro menor, D1 0,6 m

Altura h1 0,04 m

Altura h2 0,2 m

Altura h3 0,15 m

Altura cuerpo 0,39 m

Sección válvula Circular

Diámetro válvula 1,6 m

Material válvula guillotina Acero al carbono

AISI 304 / 316

Tipo de descarga Por gravedad

Elemento auxiliar de descarga No

5.2.5 Tanque de almacenamiento de metanol

A continuación, se procede al diseño del tanque de almacenamiento de metanol, de los que se

disponen dos unidades iguales.

La cantidad requerida por etapa de metanol es de 1.696,04 kg/etapas, lo que equivale a una can-

tidad diaria que asciende a 15264,32 kg/día, equivalente a 19,28 m3 al día.

En base a la ficha técnica consultada de diversos proveedores de metanol, se determina que la

densidad media de este producto está en torno a 791,8 kg/m3.

Teniendo presente el consumo diario de metanol así como los datos relativos a la densidad de

éste, y que se estima que el volumen del tanque de almacenamiento tiene que disponer de volu-

men suficiente como para almacenar el metanol requerido para una semana de operación, consi-

derando que opera los 7 días, se determina que el volumen mínimo que tiene que tener el tanque

de almacenamiento es de 134,96 m3. Como volumen de diseño para el tanque de almacenamien-



to se toma un margen de seguridad sobre el volumen determinado anteriormente de un 10 %,

por lo que el volumen de diseño del tanque es de 148,46 m3.





� =�‧��

4‧ℎ



nes calculadas, siendo este valor de 157,07 m3. Teniendo presente que el volumen mínimo re-

querido es de 134,95 m3 y que el volumen real disponible en el silo de almacenamiento es de

157,07 m3, se determina que el tanque estará lleno como máximo al 85,92 % respecto de su

capacidad máxima de almacenamiento.



la ficha técnica del proveedor de metanol, se determina que el tanque de almacenamiento se va a

construir en acero inoxidable.



En lo referente al suministro de metanol desde camiones hasta el tanque correspondiente, se ha

de disponer de un sistema de recogida de posibles vertidos de metanol con una red independien-

te de la recogida de agua pluviales así como de la recogida de cualquier otra sustancia, teniendo

el suelo de la estación de descarga de vehículos pesados una inclinación del 1% hacia el sumide-

ro de recogida.

Tabla 12: Características principales del tanque de almacenamiento de metanol



Código TM-*


Tipo Atmosférico


Interior cubeto Intemperie/Cubierto Intemperie

Producto almacenado Metanol




Características producto Alcohol






5.2.6 Tanque mezclador

Como se comentó anteriormente, el NaOH sólido y el metanol se introducen en un mezclador al

objeto de crear una solución denominada metóxido. El mezclador no es más que un tanque con

agitador y camisa de refrigeración, ya que el proceso que tiene lugar en su interior es exotérmi-

co, por lo que se necesita llevar a cabo una extracción del calor generado en exceso, para lo que

se emplea una camisa por la circulará agua fría proveniente de la torre de refrigeración.

En base a lo anterior, y consultada la bibliografía disponible (Perry, Manual del Ingeniero Quí-

mico, Volumen III) se determina que el volumen del mezclador, es de 0,93m3/etapa, dicho tan-

que será sobredimensionado un 10 % con respecto al volumen que se debe de alojar en el inter-

ior del mismo, siendo el volumen de diseño de 1,1 m3/etapa.

Se dota a la planta de producción de 3 tanques de mezclado con agitación. Para llevar a cabo la

determinación de las dimensiones del mezclador, se procede a tomar como diámetro del tanque

agitado un valor de 1 m. De la bibliografía consultada, se extrae que la relación entre la altura de

la pared del mezclador y el diámetro de éste tiene que encontrarse entre el 0,75 y un 1,50 para

cada paleta de agitación. En el caso que nos ocupa, se considera la instalación de una única pala,

siendo por lo tanto la altura del mezclador de 1,5 m.

Para la determinación de las dimensiones de los diferentes elementos interiores que contiene el

mezclador, se siguen las recomendaciones indicadas en el Manual del Ingeniero Químico, Vo-

lumen III.

La altura del líquido en el interior del tanque agitado viene dada por la diferencia entre la altura

de la pared del mezclador y el producto entre el porcentaje de sobredimensionamiento y la altu-

ra de la pared del tanque agitado, por lo tanto:

hliq = ht · (1 - 0,1) = 1,5 m · 0,9 = 1,13 m

El espacio entre el deflector y la pared viene impuesto por la siguiente relación:

e1 = dt/24 = 1 m /24 = 0,042 m



La anchura radial del deflector viene dado por el siguiente cociente:

e2 = dt/12 = 1 m /12 = 0,083 m

El diámetro de la turbina del agitador viene dado por:

dt/2 = 1 m /2 = 0,5 m

Una vez determinadas las dimensiones exteriores e interiores del tanque mezclador, se procede a

consultar varios catálogos comerciales, en los que se determina que la velocidad de giro del

motor del agitador suele ser de entre 80 a 500 rpm. El tipo de hélice que se emplea para la mez-

cla de las pastillas de NaOH con el metanol es de hélice marina y también se encuentra cons-

truida en acero inoxidable (figura 40). El motor eléctrico del agitador requiere una potencia

máxima de 3,5 kW.

En la figura siguiente se muestra un esquema del tipo de turbina propuesto para agitar la mezcla

del interior del agitador.

Figura 40: Turbina tipo hélice marina

En la figura siguiente se muestra un corte de la sección del mezclador diseñado en este apartado:

Figura 41: Esquema básico de un agitador con refrigeración.

Además de la determinación de las dimensiones de los mezcladores así como de la selección del

tipo de agitador que se va a emplear, se requiere llevar a cabo el diseño de la camisa de refrige-



ración que requiere el equipo para evitar que el proceso de mezclado se descontrole por eleva-

das temperaturas.

Por ello, se tiene que la cantidad de calor a extraer del proceso de mezclado se determina me-

diante la aplicación de la siguiente expresión:

Q = m·cp·ΔT

en la que Q es el calor a extraer en kW, m es la masa de metanol y NaOH que es necesario en-

friar, Cp es el calor específico de la mezcla y el ΔT es la diferencia térmica que se ha de conse-

guir. Teniendo presente que m = 778,78 kg/etapa, Cp =2,55 (KJ/Kg·K) y que ΔT son 20 K,

teniendo presente que la extracción de calor se ha de llevar a cabo en 30 minutos, se tiene que el

calor a extraer del equipo de mezclado es de 44,13 kW.

Por lo tanto, el caudal de agua requerido se determina mediante:

Q = magua·Cpagua·ΔT

Por lo que se requiere determinar la temperatura de salida del agua de refrigeración de la cami-

sa, para lo que se plantea el siguiente balance de energía:

Q = Fagua·Cpagua·(Tagua,out - Tagua,int) = Fm·Cpm·(Tm,out - Tm,int) = U·A·(Tagua,out - Tagua,int)

De cuya resolución se extraen las siguientes expresiones:

�� ,�� =

�1

� · � + 1

�� · ��· �� ,�� +

1�� · ��

· �� ,��

1�� · ��,��

+ 1

�� · ��,�+

1��

�� ,�� =

1�� · ��,�

· �� ,�� + �1

� · � + 1

�� · ��,�� · �� ,��

1�� · ��,��

+ 1

�� · ��,�+

1��

Tomando un caudal de 6.000 kg/h de agua en condiciones ambientales, es decir, 1 atm y 20 °C,

equivalente a 1,67 kg/s, con un calor específico de 4,18 kJ/Kg·K, y teniendo presente que la

masa de mezcla a enfriar es de 778,78 kg/etapa, con un calor específico tomado de valor idénti-

co al metanol debido a la falta de datos experimentales disponibles y teniendo presente que el

principal componente de la mezcla es el metanol, cuya temperatura durante el proceso no puede

sobrepasar los 60 °C y cuya temperatura a la salida una vez enfriada es de 40 °C. Además, se ha

de tener presente que el tiempo disponible para llevar a cabo la reducción de la temperatura es

de 30 minutos, por lo que se ha de llevar a cabo la extracción de calor requerida en el tiempo

disponible para ello.



Teniendo presente todos los datos anteriormente indicados, y mediante la resolución de las

ecuaciones anteriormente presentadas, se determina que el factor 1/U·A tiene un valor de 4,54;

siendo la temperatura de salida del agua tras el intercambio de calor de 49,41 ºC.

A continuación y a modo de resumen, se muestran en la siguiente tabla las principales carac-

terísticas de los mezcladores:

Tabla 13: Propiedades principales de los mezcladores

Equipo Mezclador

Ubicación Nave proceso de producción

Código M-*

Intemperie/Cubierto Cubierto

Material almacenado Mezcla de metanol y NaOH

Volumen de líquido, Vliq 0,93 m3

Volumen de diseño 1,18 m3 Porcentaje de seguridad 10 %

Diámetro tanque, d1 1 m

Espesor pared según ASME 5 mm

Altura tanque, ht 1,5 m

Altura líquido en el tanque, hliq 1,13 m

Diámetro palas agitador, d2 0,5 m

Tipo de descarga Inferior, mediante equipo de bombeo

Material de construcción Acero inoxidable Normativa DIN 28131

Número de palas 1

Tipo palas del agitador Hélice marina

Motor agitador Motor reductor

rpm agitador 250 - 1000 rpm

Requerimiento de potencia 3,5 kW

Material palas agitador Acero inoxidable, AISI 304

Sistema calentamiento Inyección directa de vapor

Sistema refrigeración Camisa

Condiciones agua refrigeración P = 1 atm T = 20 °C

Caudal agua refrigeración 6.000 kg/h

Elementos auxiliares

Apoyos laterales para mantener la verti-calidad del equipo.

Conexiones requeridas para la carga y descarga del equipo

Indicador de nivel tipo ultrasónico Indicador de temperatura en el interior

del tanque Agitador con motor eléctrico y variador

de frecuencia para la regulación de la ve-locidad de giro del agitador

Conexión para toma de muestras



5.2.7 Primera serie de reactores

La mezcla de metanol y NaOH se conduce, con la ayuda de una pareja de bombas hasta la pri-

mera serie de reactores, R-1 a R-4, en los que se lleva a cabo la primera reacción de transesteri-

ficación. A estos reactores, se adiciona además, el aceite previamente calentado en el tanque

pulmón así como metanol en exceso al objeto de facilitar la reacción.

El proceso de transesterificación se va a llevar a cabo en dos reactores discontinuos en serie,

cuyas condiciones de operación serían de un rendimiento total de la reacción de transesterifica-

ción del 99%, donde el primer reactor tendría un rendimiento del 85% y el segundo reactor un

rendimiento del 14%, con un tiempo de residencia total en los reactores aproximadamente de

2,5 horas, a 60ºC y 1 atm. Además, el aceite de girasol empleado presenta una composición del

99% de triglicéridos y 1% de ácidos grasos libres.

Una vez especificado las condiciones de operación, se calcula el número de etapas que se reali-

zan al día, teniendo en cuenta el tiempo de residencia y los tiempos de carga y descarga de los

equipos empleados en el proceso, se obtienen 9 etapas al día, además se ha tenido en cuenta el

tiempo de limpieza de los reactores que sería entorno a una hora y media divida en las diferentes

etapas.

Para realizar los cálculos pertinentes, se considera la reacción principal de obtención de biodie-

sel que se da en el proceso de transesterificación, la cual es la siguiente:

TG + 3M 3B + G (Ec.1)

donde:

TG: Triglicéridos contenidos en el aceite.

M: Metanol

B: Biodiesel

G: Glicerina

Además de la reacción principal, también se dan reacciones secundarias no deseadas, éstas son

la de saponificación de parte de los triglicéridos no reaccionados en la reacción principal y la de

neutralización de los ácidos grasos presentes en el aceite. Dichas reacciones se muestran a con-

tinuación:

TG +NaOH 3J + G (Ec.2)

AG + NaOH J + H2O (Ec.3)



donde:

J: Jabón

AG: Ácidos grasos

G: Glicerina

TG: Triglicéridos contenidos en el aceite

Por lo tanto, conociendo la cantidad de biodiesel que se va a producir en un día 60,61 tn/día, y

empleando los datos de las distintas propiedades físicas de cada compuesto, las cuales se adjun-

tan en el ANEXO I, se realizan los siguientes cálculos:

Cantidad de biodiesel y volumen producido en una etapa:

n�� = 60,61�

��·

� ��

� ��·

�·��

� �·

�

��= 22.787

��

��biodiesel

V�� = 60,61t

dia·

1 dia

9 etapas·

1000 kg

1 t·

1

ρ��= 7,63

m�

etapa biodiesel

La cantidad de aceite a añadir se obtiene mediante la reacción Ec.1, debido a que los

triglicéridos presentes en el aceite son los que dan lugar a la formación del biodiesel. Es

por ello, que se determina previamente los moles necesarios de triglicéridos para luego

obtener la cantidad necesaria de aceite.

En primer lugar, se utiliza la estequiometria de la reacción Ec.1 para calcular los moles

de triglicéridos:

n��´ =�

�· n�� = 7.596,2

��

�� Triglicéridos estequiométricos

A continuación, se tendrá en cuenta el rendimiento del proceso que es del 99% para in-

troducir una cantidad de triglicéridos superior al estequiométrico, obteniendo:

n�� = n��´ ·��

��= 7.672,3

��

�� Triglicéridos

M �� = n�� · PM �� ·� ��

�� = 6.772

��


Además, el aceite utilizado en el proceso se compone de un 99% molar en triglicéridos

y 1% de ácidos grasos, por lo que utilizando dichos porcentajes molares se obtiene la

cantidad necesaria de aceite, siendo:



n�� = n�� ·��

�� = 7.749,8

��

�� Aceite

M �� = n�� · PM �� ·� ��

�� = 6.793,85

��

�� Aceite

n�� = n�� ·�

��=77,48

��

�� AGL

M �� = n�� · PM �� ·� ��

�� = 21,82

��

�� AGL

El volumen de aceite por etapa es el siguiente:

V�� = n�� · PM �� ·� ��

�� ·

�

��= 7,19

� �

��

Por lo tanto, se emplea 6.793,85 kg/etapa Aceite.

Se procede a calcular la cantidad de sosa caústica a añadir y el metanol empleado en el

proceso de transesterificación.

En el primer reactor, R1, la cantidad de sosa adicionada equivale al 1% en peso del con-

tenido de triglicéridos en el aceite, según la bibliografía consultada, obteniendo:

n�� = n�� · PM �� ·� ��

�� é��·

�

��= 1.692,98

��

��NaOH

M �� = n�� · PM �� ·� ��

�� =67,72

��

��NaOH

Otra forma de calcularlo sería: M �� = 0,01 · M �� = 67,72 ��

�� NaOH

El cálculo de la cantidad de metanol necesario en el primer reactor, R1, se obtiene te-

niendo en cuenta que el metanol se emplea en exceso para favorecer a la formación de

ésteres (Ec.1), así pues, habría que añadir el doble de la cantidad necesaria de metanol

ya que el ratio molar empleado es del 6:1 (metanol-triglicéridos), obteniendo:

n�� = 3 · n�� =23.016,9��

��Metanol estequiométrico

n�� = 2 · n�� = 46.034 ��

�� Metanol-R1

M �� = n�� · PM �� ·� ��

�� = 1.474,93

��

�� Metanol-R1

V�� =��

��= 1,86

� �

�� Metanol-R1



Por lo tanto, la cantidad total de metanol necesario en el primer reactor es de1.474,93

kg/etapa. Parte del metanol procede del tanque de metóxido mezclado en una propor-

ción del 90% metanol por el 10% sosa, por ello:

M �� =��

��· M �� =609,48

��

�� Metanol- tanq

V�� =��

��=0,77

� �

�� Metanol-tanq

Luego del tanque de metóxido provienen 609,48 kg/etapa metanol y el resto los 865,45

kg/etapa, provienen del tanque de almacenamiento de metanol, que se añadirán al reac-

tor directamente de dicho tanque de almacenamiento mediante un cuerpo de bombas.

Para calcular la corriente de salida del primer reactor, se considera que el rendimiento

de conversación en dicho reactor es del 85%, y utilizando las reacciones de transesteri-

ficación se obtiene los siguientes caudales:

- El caudal de triglicéridos sería:

M �� = M �� _�� − M �� _��

donde:

M ��= 0,85 · M ��

por lo tanto:

M �� = M �� _�� − 0,85 · M ��= 1.015,80

��


- Para el caudal de biodiesel se tiene en cuenta la primera reacción de transesterifica-

ción, EC.1, obteniendo por estequiometria lo siguiente:

M �� = 0,85 · M ��·

�

��·

� ��

��· PM �� =5.781,72

��

��Biod.

- El caudal de glicerina se determina por estequiometria de la reacción de transesteri-

ficación, siendo:

M �� = M �� ·�

��·

��

� ��· PM �� =599,98

��

�� Glicerina

- El caudal de jabón que generado es el siguiente:

M ��ó� = n�� · ��ó�

��· PM ��ó� ·

� ��

�� = 23,52

��

�� Jabón



- Para obtener el caudal de NaOH a la salida, se tiente:

M �� = M ��_�� − M ��_��

donde:

M ��_�� = 67,72 ��

�� NaOH

M ��_��=n�� · ��

��· PM �� ·

� ��

�� = 2,48· 10��

�� NaOH, dicha canti-

dad se puede despreciar y considerar que el caudal de salida es el mismo que el de en-

trada.

M ��= 67,72 kg/etapa

- El caudal de metanol a la salida sería:

M ��_�� = M ��_�� − M ��_��

donde:

M ��_��= 1.474,93��

��

M ��_�� = 0,85 · M ��·

�

��·

� ��

��· PM �� = 626,85

��

��

por lo tanto;

M ��_��= 848,1 ��

��

- El caudal de agua que se genera en el procesa sería:

M ��= n�� ·��

��· PM �� ·

� ��

�� = 1,39

��

��

En la siguiente tabla 14, se resumen tanto el caudal de la corriente de entrada como de salida del

primer conjunto de reactores.

Tabla 14: Balance global del primer conjunto de reactores

1ª serie de reactores

Componentes Corriente Entrada Corriente Salida

Kg/etapa Kg/h m3/etapa m3/h Kg/etapa Kg/h m3/etapa m3/h

Aceite (TG+AGL)

6.793,85 2.547,69 7,19 2,69 1.015,8 380,93 1,07 0,402

Metanol 1.474,93 553,10 1,86 0,70 848,1 318,03 1,07 0,401



NaOH 67,72 25,40 3,2·10-2 1,21·10-2 67,72 25,40 3,2·10-2 1,21·10-2

Biodiesel - - - - 5.781,72 2.168,15 6,54 2,46

Glicerina - - - - 599,98 224,99 0,47 0,18

Agua - - - - 1,39 0,52 1,4·10-3 5,21·10-4

Jabón - - - - 23,52 8,82 2,24·10-2 8,33·10-3

TOTAL 8.336,5 3.126,19 9,082 3,40 8.336,5 3.126,84 9,082 3,41

En base a lo anterior, y consultada la bibliografía disponible (Perry, Manual del Ingeniero Quí-

mico, Volumen III) se determina que el volumen del reactor será sobredimensionado un 10 %

con respecto al volumen que se debe de alojar en el interior del mismo.

Se dota a la planta de producción de 4 reactores con agitación, 3 de ellos en funcionamiento y 1

de reserva. En la siguiente tabla se indica los caudales de entrada y salida para cada uno de los

reactores.

Tabla 15: Balance global del primer conjunto de reactores

Reactor


Kg/reactor Kg/h m3/reactor m3/h Kg/reactor Kg/h m3/reactor m3/h

Aceite (TG+AGL)

2.264,62 849,23 2,40 0,90 338,60 126,98 0,36 0,134

Metanol 491,64 184,37 0,62 0,700,23 282,70 318,03 0,36 0,134

NaOH 22,57 8,47 1,07·10-2 4,03·10-2 22,57 106,01 1,07·10-2 4,03·10-3

Biodiesel - - - - 1.927,24 722,72 2,18 0,82

Glicerina - - - - 199,99 74,99 0,16 0,06

Agua - - - - 0,463 0,17 4,67·10-4 1,74·10-4

Jabón - - - - 7,84 2,84 7,47·10-3 2,78·10-3

TOTAL 2778,83 1042,06 3,03 1,13 2.778,83 1.042,28 3,03 1,13

Para llevar a cabo la determinación de las dimensiones del reactor, se procede a tomar como

diámetro del tanque agitado un valor de 1,5 m. De la bibliografía consultada, se extrae que la

relación entre la altura de la pared del mezclador y el diámetro de éste tiene que encontrarse

entre el 0,75 y un 1,50 para cada paleta de agitación. En el caso que nos ocupa, se considera la

instalación de una única pala, siendo por lo tanto la altura del mezclador de 2 m.


reactor, se siguen las recomendaciones indicadas en el Manual del Ingeniero Químico, Volumen

III.


de la pared del reactor y el producto entre el porcentaje de sobredimensionamiento y la altura de

la pared del tanque agitado, por lo tanto:



hliq = ht · (1 - 0,1) = 2 m · 0,9 = 1,8 m


e1 = dt/24 = 1,5 m /24 = 0,0625 m


e2 = dt/12 = 1,5 m /12 = 0,125 m


dt/2 = 1,5 m /2 = 0,75 m

Una vez determinadas las dimensiones exteriores e interiores del reactor, se procede a consultar

varios catálogos comerciales, en los que se determina que la velocidad de giro del motor del

agitador suele ser de entre 80 a 500 rpm. La turbina radial que se emplea para la mezcla de me-

tanol, metóxido y aceite de girasol es de hélice marina y también se encuentra construida en

acero inoxidable (figura 42). El motor eléctrico del agitador requiere una potencia máxima de 4

kW.




En la figura siguiente se muestra un corte de la sección del reactor diseñado en este apartado:




Además de la determinación de las dimensiones de los reactores así como de la selección del



das temperaturas.

Por ello, se tiene que la cantidad de calor a extraer de la reacción se determina mediante la apli-

cación de la siguiente expresión:

Q = m·cp·ΔT

En la que Q es el calor a extraer en kW, m es la masa de metanol, metóxido y aceite de girasol

introducidos en el reactor que es necesario enfriar, Cp es el calor específico de la mezcla y el ΔT

es la diferencia térmica que se ha de conseguir. Teniendo presente que m = 1.042,28 kg/h , Cp =

1,63(kJ/kg·K) y que ΔT son 20 K, teniendo presente que la extracción de calor se ha de llevar a

cabo en 2 horas y 30 minutos, se tiene que el calor a extraer del equipo de reacción es de 8,66

kW

Por lo tanto, el caudal de agua requerido se determina como


La expresión del balance de materia en el tanque es la siguiente:

Q = - Fagua·Cpagua·(Tagua,out - Tagua,int) = Fm·Cpm·(Tm,out - Tm,int) = U·A·(Tagua,out - Tagua,int)


T��,�� =

�1

U · A + 1

F� · C�� · T��,�� +

1F�� · C� ��

· T� ,��

1F�� · C�,��

+ 1

F� · C�,�+

1UA



T� ,�� =

1F� · C�,�

· T��,�� + �1

U · A+

1F�� · C�,��

�· T� ,��

1F�� · C�,��

+ 1

F� · C�,�+

1UA


equivalente a 2,78 kg/s, con un calor específico de 4,18 kJ/Kg·K, y teniendo presente que la

masa de mezcla a enfriar es de 1.042,28 kg/h, con un calor específico de 1,63 KJ/Kg‧K, cuyo

valor corresponde al del componente mayoritario de la mezcla que es el biodiesel, cuya tempe-

ratura generada en la reacción es de 60 °C y la temperatura a la salida una vez enfriada es de 40

°C. Además, se ha de tener presente que el tiempo disponible para llevar a cabo la reducción de

la temperatura es de 2 horas y 30 minutos, por lo que se ha de llevar a cabo la extracción de

calor requerida en el tiempo disponible para ello.


ecuaciones anteriormente presentadas, se determina que el factor 1/U·A tiene un valor de 1,803,

siendo la temperatura de salida del agua tras el intercambio de calor de 56,08 ºC.

A continuación y a modo de resumen, se muestras en la siguiente tabla las principales carac-

terísticas de los reactores:

Tabla 16: Propiedades principales de los reactores

Equipo Reactor

Ubicación Nave proceso de producción Código R-*


Material almacenado Aceite de girasol, metanol y metóxido

Volumen de líquido, Vliq 3,03 m3 Volumen de diseño 3,5 m3


Diámetro tanque, d1 1,5 m

Espesor pared según ASME 5 mm Altura tanque, ht 2 m



Tipo de descarga Inferior, mediante equipo de bombeo Material de construcción Acero inoxidable

Normativa DIN 28131

Número de palas 1

Tipo palas del agitador Hélice marina Motor agitador Motor reductor


Requerimiento de potencia 4 kW



Condiciones agua refrigeración P = 1 atm



T = 20 °C










A continuación, del primer reactor se encuentra el primer centrifugador líquido-líquido, el cual

permite separar básicamente la glicerina del éster y triglicéridos. El flujo pesado contendrá toda

la glicerina, el 60% de metanol, casi todo el NaOH y agua, y el 10% de los jabones. El resto de

los componentes saldrá por el flujo liviano, por lo tanto, aplicando los diferentes porcentajes de

cada componente en la corriente de entrada se podrán obtener las corrientes de salida del centri-

fugador líquido-líquido. En la siguiente tabla 17 se muestran las corrientes de salida del centri-

fugador.

Tabla 17: Balance de materia en centrifugadoras

1º CENTRIFUGADOR L-L

Componentes Corriente Salida Biodiesel Corriente Salida Glicerina


Aceite (TG+AGL)

1.015,8 380,93 1,07 0,403 - - - -

Metanol 339,23 127,21 0,43 0,16 508,85 190,82 0,64 0,24

NaOH 0,32 0,12 1,54·10-4 5,75·10-5 67,4 25,28 3,2·10-2 1,21·10-2

Biodiesel 5.781,72 2.168,15 6,54 2,46 - - - -

Glicerina 2,99 1,12 2,38·10-3 8,92·10-4 596,98 223,87 0,47 0,18

Agua - - - - 1,39 0,52 1,4·10-3 5,21·10-4

Jabón 21,17 7,94 2,02·10-3 7,54·10-3 2,35 0,88 7,75·10-3 2,90·10-3

TOTAL 7.161,23 2.685,47 8,045 3,031 1.176,97 441,37 1,15 0,44

Se selecciona de catálogo una centrifugadora apropiada para la separación de los diferentes

compuestos generados durante la reacción llevada a cabo en el conjunto de reactores, siendo el

caudal a tratar de 3,41 m3/h. Se disponen de cinco centrifugadoras, estando cuatro de ellas en

funcionamiento mientras que la otra se encuentra en operaciones de mantenimiento ya que el

tiempo de residencia en el equipo asciende a una media de 5 horas.



Figura 44: Ejemplo de centrifugadora

A modo de esquema se muestra la siguiente figura:

Figura 45: Esquema de funcionamiento de una centrifugadora

Como se puede apreciar en la figura anterior, la mezcla del reactor se introduce en la centrifu-

gadora, en la cual, la corriente pesada de glicerina sale por fondos mientras que la corriente de

biodiesel sale por otra salida lateral y vuelve a ser introducida en un segundo juego de reactores

al objeto de forzar la conversión de los triglicéridos que no han reaccionado en la primera serie

de reactores.

Tomando como referencia diversos catálogos comerciales, se selecciona una centrifugadora con

una capacidad de tratamiento de 8 m3/h, un peso total del equipo de 1.750 kg, un consumo total

de 18,5 kW. En la tabla siguiente se muestras a modo de resumen las principales características:



Tabla 18: Principales características centrifugadoras

Equipo Centrifugadora

Ubicación Nave proceso de producción Código C-*


Material almacenado Biodiesel, glicerina, metanol y triglicéridos

Material de construcción Acero inoxidable

Caudal máximo 8 m3/h

Peso del equipo 1.750 kg

Dimensiones del equipo 1.500x1.000x1.800 mm

Consumo energético total 18,5 kW

5.2.9 Segunda serie de reactores

De las centrifugadoras se obtienen dos corrientes, una de ellas contiene el biodiesel y los ácidos

grasos que no han reaccionado en el primer reactor y son conducidos a la segunda serie de reac-

tores mientras que la corriente pesada contiene la glicerina que será posteriormente tratada para

eliminar el exceso de metanol que contiene la corriente.

Una vez realizada la primera centrifugación del proceso, la corriente de salida de biodiesel se

dirige a la segunda serie de reactores cuyo rendimiento es del 14%. En este equipo va a reaccio-

nar el resto de triglicéridos con el metanol y en presencia de NaOH, el cual se agrega el 1% en

masa de triglicéridos para así obtener biodiesel. A continuación, se calcula la cantidad necesaria

de NaOH y metanol procedente del tanque de metóxido.

- La cantidad de NaOH equivale al 1% p/p de triglicéridos que contiene la corriente

de biodiesel que entra al segundo reactor.

M ��_�� = 0,01 · M �� = 10,16��

��NaOH

- El metanol procedente del tanque de metóxido se encuentra en una solución del

90%, siendo su cantidad:

M �� =��

��· M �� =91,44

��

�� Metanol- tanq

La cantidad total de metanol necesaria en el segundo reactor, R2, se obtiene empleando

la reacción principal de transesterificación (Ec.1), en la cual el ratio molar empleado es

del 6:1 (metanol-triglicéridos) con ello se favorece la formación de ésteres.

TG + 3M 3B + G (Ec.1)

n�� = 3 · n�� =3452,55��

��Metanol estequiométrico



n�� = 2 · n�� = 6905,11��

�� Metanol-R2

M �� = n�� · PM �� ·� ��

�� =221,24

��

�� Metanol-R2

V�� =��

��=0,28

� �

�� Metanol-R2

Por lo tanto, la cantidad total de metanol necesaria en el segundo reactor es de 221,24

kg/etapa metanol, donde del tanque de metóxido proviene 91,44 kg/etapa y el resto unos

130 kg/etapa proviene del tanque de almacenamiento de metanol.

A continuación, la corriente de salida del segundo reactor:

- Para obtener el caudal de salida de los triglicéridos se tiene en cuenta la conversión

global del proceso que es del 99%, teniendo:

� ��_�� = (1 − 0,99)· � ��= 67,72

��


- Para el caudal de biodiesel en la salida del segundo reactor, se tiene en cuenta la

cantidad de triglicéridos que han reaccionado y empleado en la reacción principal

de transesterificación, por lo cual se obtendrá el caudal de biodiesel producido en

este reactor y habrá que sumarle la cantidad de biodiesel procedente de la corriente

de entrada del decantador.

M �� _�� = M �� º �� − M �� = 1.015,80 – 67,72= 948,08

��

�� Trigl.

M ��_�� = M ��_��·

�

��·

� ��

� ��· PM �� =952,3

��

�� Biod.

M ��_�� = M ��_�� + M �� º ��

= 5781,72 + 952,3= 6.734 ��

�� Biodiesel

- El caudal de salida de glicerina sería el siguiente:

M ��_�� = M ��_��·

�

��·

� ��

� ��· PM �� =98,82

��

�� Glicerina

M ��_�� = M ��_�� + M ��_�� º ��

= 2,99+ 98,82= 101,81 ��

�� Glicerina

- El caudal de metanol a la salida será:

M �� = M ��_�� + M ��_�� − M ��_��_��



donde:

M ��_��= 339,24 ��

�� Metanol

M ��_�� = 221,24 ��

�� Metanol

M ��_��_�� = M ��_��·

�

��·

� ��

� ��· PM �� =103,24

��

�� Metanol

M ��_�� = 339,24 + 221,24 − 103,24 = 457,23��

�� Metanol

- El caudal de salida de NaOH, sería la siguiente:

M �� = M ��_�� + M ��_��

M �� = 0,323 + 10,16 = 10,48 ��

�� NaOH

En la siguiente tabla 19, se resumen tanto el caudal de la corriente de entrada como de salida de

la segunda serie de reactores.

Tabla 19: Balance global segunda serie de reactores

2ª Serie de reactores



Aceite (TG+AGL)

1.015,8 380,93 1,07 0,403 67,72 25,39 0,072 2,71·10-2

Metanol 560,48 210,18 0,71 0,26 457,23 171,46 0,58 0,22

NaOH 10,48 3,93 4,99·10-3 1,87·10-3 10,48 3,93 5·10-3 1,87·10-4

Biodiesel 5.781,72 2.168,15 6,54 2,46 6.734 2.525,25 7,63 2,86

Glicerina 2,99 1,12 2,38·10-3 8,92·10-4 4,07 1,53 3,23·10-3 1,21·10-3

Agua - - - - - - - -

Jabón 21,17 7,94 2,02·10-3 7,54·10-3 21,17 7,94 2,02·10-3 7,54·10-3

TOTAL 7.392,64 2.772,24 8,33 3,12 7.392,64 2772,24 8,33 3,12

Al igual que en la primera serie de reactores, se dispone de 4 equipos, 3 de ellos en funciona-

miento y uno en operaciones de mantenimiento. A esta segunda serie de reactores se adiciona

metanol en exceso al objeto de favorecer la conversión de los triglicéridos no reaccionados

además de adicionar un cierto caudal de metóxido.

Por lo tanto, el balance de materia en cada reactor será el mostrado en la siguiente tabla:



Tabla 20: Balance de materia en cada reactor

2ª Serie de reactores


kg/reactor Kg/h m3/reactor m3/h kg/reactor Kg/h m3/reactor m3/h

Aceite (TG+AGL)

338,60 126,98 0,36 0,13 22,57 8,46 0,024 9,03·10-3

Metanol 186,83 70,06 0,24 0,087 152,41 57,15 0,19 0,07

NaOH 3,49 0,16 1,66·10-3 6,23·10-4 3,49 1,31 1,67·10-3 6,23·10-5

Biodiesel 1.927,24 722,72 2,18 0,82 2.244,67 841,75 2,54 0,95

Glicerina 0,99 0,37 7,93·10-4 2,97·10-4 1,36 0,51 1,08·10-3 4,03·10-4

Agua - - - - - - - -

Jabón 7,06 2,65 6,73·10-4 2,51·10-3 7,06 2,65 6,73·10-4 2,51·10-3

TOTAL 2.464,21 924,08 2,77 1,04 2.464,21 924,08 2,77 1,04

Para llevar a cabo la determinación de las dimensiones del reactor, se procede a tomar como




instalación de una única pala, siendo por lo tanto la altura del mezclador de 1,8 m.


reactor, se siguen las recomendaciones indicadas en el Manual del Ingeniero Químico, Volumen

III.




hliq = ht · (1 - 0,1) = 1,8 m · 0,9 = 1,62 m


e1 = dt/24 = 1,5 m /24 = 0,063 m


e2 = dt/12 = 1,5 m /12 = 0,125 m


dt/2 = 3 m /2 = 1,5 m

Una vez determinadas las dimensiones exteriores e interiores del reactor, se procede a consultar

varios catálogos comerciales, en los que se determina que la velocidad de giro del motor del



agitador suele ser de entre 80 a 500 rpm. La turbina radial que se emplea para la mezcla de me-

tanol, metóxido y aceite de girasol es de hélice marina y también se encuentra construida en

acero inoxidable (figura 46). El motor eléctrico del agitador requiere una potencia máxima de 4

kW.




En la figura siguiente se muestra un corte de la sección del tanque de pre-mezcla diseñado en

este apartado:


Además de la determinación de las dimensiones de los reactores así como de la selección del



das temperaturas.

Por ello, se tiene que la cantidad de calor a extraer de la reacción se determina mediante la apli-

cación de la siguiente expresión:

Q = m·cp·ΔT



en la que Q es el calor a extraer en kW, m es la masa biodiesel, metanol, triglicéridos y glicerina

introducidos en el reactor que es necesario enfriar, Cp es el calor específico de la mezcla e ΔT

es la diferencia térmica que se ha de conseguir. Teniendo presente que m = 924,08 kg/h , Cp =

1,63 (kJ/kg·K) y que ΔT son 20 K, teniendo presente que la extracción de calor se ha de llevar a

cabo en 2 horas y 30 minutos, se tiene que el calor a extraer del equipo de reacción es de 18,99

kW.

Por lo tanto, el caudal de agua requerido se determina como


Por lo que se requiere determinar la temperatura de salida del agua de refrigeración de la cami-

sa, para lo que se plantea el siguiente balance de energía:

Q = - Fagua·Cpagua·(Tagua,out - Tagua,int) = Fm·Cpm·(Tm,out - Tm,int) = U·A·(Tagua,out - Tagua,int)


T��,�� =

�1

U · A + 1

F� · C�� · T��,�� +

1F�� · C� ��

· T� ,��

1F�� · C�,��

+ 1

F� · C�,�+

1UA

T� ,�� =

1F� · C�,�

· T��,�� + �1

U · A + 1

F�� · C�,��· T� ,��

1F�� · C�,��

+ 1

F� · C�,�+

1UA


equivalente a 2.78 kg/s, con un calor específico de 4,18 kJ/Kg·K, y teniendo presente que la

masa de mezcla a enfriar es de 2.464,21 kg/h, con un calor específico tomado de valor idéntico

al del biodiesel debido a la falta de datos experimentales disponibles y teniendo presente que el

principal componente de la mezcla es el biodiesel, cuya temperatura de entrada es de 60 °C y

cuya temperatura a la salida una vez enfriada es de 40 °C. Además, se ha de tener presente que

el tiempo disponible para llevar a cabo la reducción de la temperatura es de 2 horas y 30 minu-

tos, por lo que se ha de llevar a cabo la extracción de calor requerida en el tiempo disponible

para ello.


ecuaciones anteriormente presentadas, se determina que el factor 1/U·A tiene un valor de 2,081,

siendo la temperatura de salida del agua tras el intercambio de calor de 43 ºC.



A continuación y a modo de resumen, se muestras en la siguiente tabla las principales carac-

terísticas de los reactores:

Tabla 21: Propiedades principales de los reactores

Equipo Reactor


Código R-*

Intemperie/Cubierto Cubierto Material almacenado Aceite de girasol, metanol y metóxido

Volumen de líquido, Vliq 3 m3


Porcentaje de seguridad 10 % Diámetro tanque, d1 1,5 m


Altura tanque, ht 1,8 m

Altura líquido en el tanque, hliq 1,62 m Diámetro palas agitador, d2 1,5 m



Normativa DIN 28131 Número de palas 1


Motor agitador Motor reductor















El siguiente equipo, sería un segundo centrifugador líquido-líquido, el cual va a operar en las

mismas condiciones que el primer centrifugador. Estas condiciones consisten en que el flujo

pesado contendrá toda la glicerina, el 60% de metanol, casi todo el NaOH y agua, y el 10% de

los jabones. El resto de los componentes saldrá por el flujo liviano, por lo tanto, aplicando los



diferentes porcentajes de cada componente en la corriente de entrada se podrá obtener las co-

rrientes de salida del centrifugador. En la siguiente tabla 22 se muestran las corrientes de salida

del centrifugador.

Tabla 22: Balance de materia en centrifugador L-L

2º CENTRIFUGADOR L-L

Componentes Corriente Salida Biodiesel Corriente Salida Glicerina


Aceite (TG+AGL)

67,72 25,39 0,072 2,68·10-2 0 0 0 0

Metanol 182,89 68,58 0,23 8,67·10-2 274,34 102,87 0,35 0,13

NaOH 0,052 1,96·10-2 2,49·10-5 9,36·10-6 10,43 3,91 4,96·10-3 1,88·10-

3

Biodiesel 6.734,00 2.525,25 7,63 2,86 0 0 0 0

Glicerina 0,0204 7,5·10-3 1,62·10-5 6,08·10-6 4,054 1,52 3,21·10-3 1,21·10-

3

Agua 0 0 0 0 0 0 0 0

Jabón 19,053 7,15 0,018 6,79·10-3 2,12 0,79 2,02·10-3 7,5·10-4

TOTAL 7.003,74 2.626,40 7,95 2,98 290,94 109,10 0,36 0,134

Al igual que ocurría tras la primera serie de reactores, se dispone de 5 centrifugadoras cuyo

caudal mínimo a tratar asciende a 3,12 m3/h, por lo que selecciona un equipo de catálogo con

una capacidad de funcionamiento de 8 m3/h.

Tomando como referencia diversos catálogos comerciales, se determina que se selecciona una

centrifugadora con una capacidad de tratamiento de 5 m3/h, un peso total del equipo de 1.750

kg, un consumo total de 18,5 kW. En la tabla siguiente se muestra a modo de resumen las prin-

cipales características:

Tabla 23: Principales características centrifugadoras



Código C-*

Intemperie/Cubierto Cubierto Material almacenado Biodiesel, glicerina, metanol y ácidos grasos








5.2.11 Columna de destilación

De esta segunda serie de centrifugadoras salen nuevamente dos corrientes, una corriente más

liviana que contiene biodiesel y metanol y una corriente pesada, que se una a la corriente de

salida de las primeras centrifugadoras que contiene glicerina, la mayor parte de metanol y jabón.

La corriente de biodiesel se introduce en un sistema de ajuste de propiedades, SA-1, compuesto

por un intercambiador de carcasa y tubos al objeto de acondicionar las condiciones térmicas de

la corriente antes de ser introducida en una columna de destilación, denominada, CD, en la que

la corriente de entrada compuesta por metanol y biodiesel principalmente se separe en una co-

rriente por fondos de biodiesel y otra por cabeza cuyo principal componente es el metanol.

De la destilación salen dos corrientes, una por cabeza que se lleva el 80% de metanol y muy

poco contenido de biodiesel y el resto de elementos como biodiesel, jabón y triglicéridos salen

por la corriente de fondo. En la siguiente tabla 24 se resumen las cantidades de cada elemento

que se tiene en las diferentes corrientes del equipo.

Tabla 24: Balance de materia en columna de destilación

COLUMNA DESTILACIÓN METANOL-BIODIESEL

Componentes Corriente Fondo Corriente Cabeza


Aceite (TG+AGL)

67,72 25,39 0,072 2,69·10-2 0 0 0 0

Metanol 20,59 7,72 2,6·10-2 9,75·10-3 162,30 60,86 0,205 7,67·10-2

NaOH 0,052 1,96·10-2 2,49·10-5 9,36·10-6 5,72·10-6 2,15·10-6 2,72·10-9 1,02·10-9

Biodiesel 6.666,67 2.500 7,55 2,83 67,34 25,25 7,63·10-2 2,88·10-2

Glicerina 5,30·10-3 1,99·10-3 4,21·10-6 1,58·10-6 1,51·10-2 5,67·10-3 1,19·10-5 4,5·10-6

Agua 0 0 0 0 0 0 0 0

Jabón 19,053 7,14 0,018 6,79·10-3 0 0 0 0

TOTAL 6.774,09 2.540,28 7,67 2,87 229,66 86,12 0,28 0,11

La corriente que sale por cabeza que contiene una mayor cantidad de metanol, se dirige hacia la

columna de rectificación de metanol, en la cual se procederá a obtener todo el metanol posible y

recircularlo al proceso, ya que en la producción de biodiesel se ha utilizado metanol en exceso

para poder favorecer la producción de nuestro producto el biodiesel.

Para llevar a cabo el proceso de diseño de la columna de destilación se hace uso del software de

simulación de procesos denominado Aspen Plus.

El primer equipo que se emplea en la corriente de biodiesel es un destilador atmosférico, me-

diante el cual se va a eliminar el mayor contenido de metanol posible que trae consigo la co-

rriente de biodiesel una vez realizada la etapa de transesterificación tras haber separado la ma-



yor cantidad posible de glicerina en los centrifugadores líquido-líquido. Al realizar la destila-

ción se consigue recircular gran parte del metanol añadido en exceso al proceso y se cumple

con las especificaciones de la norma UNE-14214, la cual nos indica que el contenido del meta-

nol en biodiesel deber ser menor al 0,2% p/p.

A la hora de diseñar el destilador atmosférico se ha empleado el programa ASPEN Plus selec-

cionando de la librería del programa el equipo denominado Radfrac, cuyo esquema es el si-

guiente:

Figura 48: Esquema básico columna destilación Aspen Plus

Se considera que la corriente de entrada al equipo, 1, procedente de los centrifugadores en los

cuales se produce la separación de la glicerina y el biodiesel se encuentra a una temperatura de

60ºC y presión atmosférica. La corriente 2 se corresponde con la corriente de cabeza de la co-

lumna y está compuesta de metanol y por último la corriente 3 representa la corriente de fondo

de la columna y está compuesta generalmente de biodiesel.



Figura 49: Pantalla Aspen Plus

Figura 50: Pantalla Aspen Plus

Una vez realizado el esquema mostrado en la figura anterior, se procede a introducir las carac-

terísticas de operación de la columna, entre las cuales se encuentra el número de etapas teóricas,

el tipo de condensador, el caudal de la corriente de destilado así como la relación de reflujo.

Estos parámetros se muestran en la siguiente figura 51:



Figura 51: Datos de operación columna destilación Aspen Plus

Como se puede apreciar en la figura anterior, los parámetros introducidos son los siguientes:

- Tipo de cálculo: Equilibrio

- Numero de etapas teóricas: 8

- Tipo de condensador: Total

- Caudal corriente destilado: 1,9 kmol/hr

- Relación de reflujo:150

A continuación, se procede a seleccionar la etapa en la se introducirá la alimentación en la co-

lumna de separación, para ello se toma la etapa intermedia de la columna, siendo en este caso la

etapa 4.

En la siguiente figura 52 se puede apreciarla selección de la etapa de alimentación en la colum-

na así como el estado físico de la corrientes de salida de la columna siendo ambas de estado

líquido, ya que en la corriente de cabeza se ha seleccionado un condensador total. Así pues a

continuación, se muestra la figura 52:



Figura 52: Selección de la etapa de alimentación.

En la siguiente figura, se procede a la selección de la presión de operación de la columna. Como

se indica al inicio de este apartado se trata de una destilación atmosférica por lo que la columna

operará a 1 atm considerándose la presión prácticamente constante en toda la columna. En la

figura 53 se muestra la interfaz del Aspen Plus en la que se selecciona tanto la presión de opera-

ción de la columna como la posible pérdida de carga en cada una de las etapas, la cual en este

caso se considera despreciable, por lo que no se selecciona ningún valor de pérdida de carga.

Figura 53: Selección presión de operación Aspen Plus



Una vez realizado la configuración de la columna, se procede a introducir en el software los

diferentes parámetros para llevar a cabo la determinación del diámetro de la columna de destila-

ción.

Para ello, como se muestra a continuación en la figura 54, se selecciona la carpeta Tray Sizing

y se procede a la creación de una nueva especificación, en este caso denominada 1.

Figura 54: Creación especificación en Aspen Plus

Una vez creada la especificación, como se muestra en la figura 55, se procede a introducir la

etapa de comienzo que sería 2 ya que el condensador total se considera la primera etapa teórica,

mientras que la etapa de finalización sería la etapa 7 ya que el hervidor de colas es considerado

la última etapa teórica. Además, se ha de seleccionar el tipo de plato de la columna, selec-

cionándose el tipo de campana por borboteo. Para el resto de parámetros, como la separación

entre platos, se consideran los valores dados por defecto por el software.



Figura 55: Introducción valores parámetros de diseño de la columna destilación Aspen Plus

Una vez introducidos los diferentes valores en el programa se procede a la simulación del equi-

po cuyos resultados son los mostrados en la figura 56.

Figura 56: Resultados cálculo diámetro columna en Aspen Plus.

Como se aprecia en la figura 56, el diámetro calculado por el simulador Aspen Plus para la co-

lumna de destilación es de 1,21 m.

En la figura 57 se muestran los datos obtenidos de cada una de las corrientes del equipo una vez

realizada la simulación.



Figura 57: Características de cada una de las corrientes

En esta figura se puede observar, que por la corriente de cabeza 2 se extrae prácticamente casi

todo el metanol que se alimenta y se pierde muy poca cantidad de biodiesel. En base a los resul-

tados mostrados, la corriente de cabeza posee una composición molar de 1,9 kmol/hr de metanol

y 1∙10-3kmol/h de biodiesel.

Por último, en la figura 58 se muestran los datos relativos al balance de materia y energía, así

como los resultados de los cálculos realizados por Aspen Plus durante la realización del simula-

ción.



Figura 58: Datos del balance de materia y energía realizado por Aspen Plus

Una vez determinado el diámetro de la columna así como el caudal de las diferentes corrientes

de salida de la columna, su temperatura, etc. Es preciso llevar a cabo la determinación de la

altura de la columna, parámetro no calculado por el programa Aspen Plus así como el cálculo

del espesor de la columna.

La determinación del espesor y de la altura de la columna se realiza de forma conjunta y por

secciones, separándose el cálculo del cuerpo cilíndrico de la columna de los extremos superior e

inferior de ésta.

Para la determinación de los espesores de la columna, se tendrá en cuenta que el material de

construcción de la columna es acero inoxidable AISI 304L.

- Determinación espesor y altura extremo superior

Para la determinación del espesor de la columna en el extremo superior de la columna de sepa-

ración, dado que la presión de operación es inferior a 10,3 bar de escoge un cabezal toriesférico.

La ecuación que se emplea para la determinación del espesor del cabezal de la columna de sepa-

ración en el código ASME es la siguiente:

s (mm)= �0,885· P� · R��

S · E − 0,1 · P+ t��· 1,1



en la que:

Pd = presión de diseño, calculada como Pop · 1,1 = 1,1 bar

Rint = radio interior de la columna = 0,61 m = 610 mm

S = característica del material a la temperatura de diseño, 195,3°C, equivalente a 383,54º F =

1013,57 bar (figura 59)

E = eficacia de soldadura = por defecto se toma un valor de 0,85

tcorr = sobre espesor de corrosión = 0,8 mm

Sustituyendo en la expresión anterior, se determina que el espesor mínimo del cabezal de la

columna de separación es de 1,645 mm, seleccionándose un espesor de 3 mm ya que es mínimo

espesor que se ha de tomar por norma.

Figura 59: Propiedades AISI 304L, código ASME

En la figura siguiente se muestra un esquema de los parámetros a determinar para el cálculo de

la altura del cabezal.

Figura 60: Parámetros cabezal columna separación

Los parámetros a determinar son:

R = Dint = 0,610 m = 610 mm

r = 0,1·Dint = 0,061 m

h1= 3,5·s = 3,5·4 = 10,5 mm



h2 = 0,1935·Dint - 0,455·s = 0,1935·610 - 0,455·3 = 116,67 mm

h3 = h1 + h2 = 127.17 mm

Vint = 0,084672·Dint2 = 0,0315 m3

Vext = 0,084672·Dext2 = 0,084672·(Dint + 2·s)2 = 0,0321 m3

Vpared = Vext - Vint = 6,3∙10-4 m3

Para la determinación del espesor del cuerpo cilíndrico de la columna de separación, se hace uso

de la siguiente expresión matemática según el código ASME:

s (mm)= ( P� · D��

2 · E · S − 1,2 · P�+ t��)· 1,1

En la que los parámetros de la ecuación se toman los mismos valores que en el cálculo del espe-

sor del cabezal superior de la columna. Sustituyendo en la ecuación se determina que el espesor

mínimo del cuerpo cilíndrico de la columna de separación es de 1,31 mm, por lo que se toma el

mínimo espesor de la pared del cuerpo cilíndrico que indica la norma siendo esté valor de 3 mm.

Por último, para la determinación del espesor del cabezal inferior de la columna de separación

se ha de determinar la presión hidrostática de la columna, que es la que representa la presión que

ejercería el líquido en el interior de la columna en el supuesto de que toda la columna se encon-

trase llena de líquido.

Phidrostática = ρ·g·hliq = 880,32·9,81·6,096 = 52.644,69 Pa = 0,53 bar

Donde la altura del líquido se determina a partir de la separación entre platos determinada por

Aspen Plus, de valor igual a 0,6096 m, teniendo presente que el número de etapas reales, N, se

determina como

N = Nteorica/Eplato = 8/0,8 = 10 etapas

N = 10 etapas reales

hliq = 10·0,6096 =6,096 m

La presión en el fondo viene dada por la suma de la presión de operación y la presión hidrostáti-

ca, cuyo valor asciende a 1,63 bar.

Tomando esa presión, y haciendo uso de la expresión matemática siguiente, tomada del código

ASME, se determina que el espesor mínimo del fondo de la columna es de 1,52 mm, por lo que

se toma el espesor mínimo por norma que es 3 mm. El resto de parámetros para la determina-



ción de la altura de la sección de fondo de la columna se realiza de igual forma que en los cálcu-

los explicados para el cabezal de cabeza, siendo la altura del fondo de la columna de 127,17

mm.

s (mm)= ( P�· D��

2 · E · S − 1,2 · P�+ t��)· 1,1

Realizados los cálculos anteriores, se procede a la determinación de la altura total de la columna

de separación mediante el empleo de la siguiente expresión matemática:

h�� = (N − 1)· d� + N · e� + h�� + h��

en la que

N = número etapas reales = 10

dp = separación entre platos = 0,6096 m

ep = espesor platos = 0,003 m

hcabezal = 127,17 mm = 0,13 m

hfondo = 127,17 mm = 0,13 m

Sustituyendo los parámetros en la ecuación se determina que la altura total calculada de la co-

lumna de separación diseñada es de 5,78 m, a la que se le suma por seguridad 1 m extra, de

forma que la altura total de diseño de la columna de separación es de 6,78 m.

En la tabla siguiente se muestran a modo de resumen las principales características de la colum-

na de separación diseñada en el presente apartado

Tabla 25: Características principales columna de destilación

Equipo Columna de destilación

Ubicación Parque de almacenamiento materia prima Código CD-1


Material de construcción Acero inoxidable, AISI 304L

Componentes principales Metanol-Biodiesel

Presión de operación 1 bar

Temperatura máxima operación 195,3 °C

Etapas teóricas 8

Etapas reales 10 Espacio entre platos 0,6096 m

Etapa introducción alimentación 4

Etapa extracción por cabezas 1

Etapa extracción por fondos 8



Composición cabeza Metanol=1,9 kmol/h

Metil-éster= 0,086 kmol/h

Composición fondos Metanol= 0,241 kmol/h

Metil-éster= 8,52 kmol/h Diámetro columna 1,22 m

Espesor cabezal 3 mm

Espesor cuerpo cilindro 3 mm

Espesor fondos 3 mm Altura cabezal 0,13 m

Altura fondo 0,13 m

Altura total 6,78 m

La corriente de cabeza, que contiene principalmente metanol e impurezas se introduce en la

columna de rectificación de metanol, denominada CRM, en la que por cabeza saldrá el metanol

purificado y por fondos los residuos que se enviaran a la planta de tratamiento de aguas residua-

les denominada PTAR.

5.2.12 Columna de rectificación

En la columna de rectificación de metanol en la cual se pretende recuperar el metanol elimina-

do tanto de la corriente de biodiesel como de glicerina que viene mezclado con agua y algo de

biodiesel y glicerina.

Al igual que en la columna de destilación de la corriente de biodiesel se ha empleado el progra-

ma Aspen Plus para diseñar el equipo, para ello se ha seleccionado de la librería del programa el

equipo denominado Radfrac, cuyo esquema es el siguiente:

Figura 61: Esquema básico columna destilación

La corriente de alimentación al equipo 1, tiene una temperatura de 60ºC y presión atmosférica,

esta corriente es la suma de la corriente de biodiesel procedente de una destilación atmosférica

más el caudal procedente del evaporador de la corriente de glicerina conteniendo un caudal de

11,7 kmol/h. La corriente 2 se corresponde con la corriente de cabeza de la columna y está



compuesta de metanol y por último la corriente 3 representa la corriente de fondo de la columna

compuesta de parte de metanol, agua, glicerina y biodiesel, dicha corriente se dirigirá hacia la

planta de tratamiento de agua. En la figura 62 se muestra los datos introducidos en la corriente

de alimentación (1).

Figura 62: Datos de la corriente de alimentación

Figura 63: Pantalla de Aspen Plus

Una vez realizado el esquema mostrado en la figura anterior, se procede a introducir las carac-

terísticas de operación de la columna, entre las cuales se encuentra el número de etapas teóricas,

el tipo de condensador, el caudal de la corriente destilado así como la relación de reflujo. Estos

parámetros se muestran en la siguiente figura 64:



Figura 64: Datos de operación columna destilación Aspen Plus

Como se puede apreciar en la figura anterior, los parámetros introducidos son los siguientes:

- Tipo de cálculo: Equilibrio

- Numero de etapas teóricas: 8

- Tipo de condensador: Total

- Caudal corriente destilado: 11 kmol/hr

- Relación de reflujo: 40

A continuación, se procede a seleccionar la etapa en la se introducirá la alimentación en la co-

lumna de separación, para ello se toma la etapa intermedia de la columna, siendo en este caso la

etapa 4.

En la siguiente figura 65 se puede apreciarla selección de la etapa de alimentación en la colum-

na así como el estado físico de la corriente de salida de la columna siendo ambas de estado

líquido, ya que en la corriente de cabeza se ha seleccionado un condensador total. Así pues a

continuación, se muestra la figura 65:



Figura 65: Selección de la etapa de alimentación.

En la siguiente figura, se procede a la selección de la presión de operación de la columna. Como

se indica al inicio de este apartado se trata de una destilación atmosférica por lo que la columna

operará a 1 atm considerándose la presión prácticamente constante en toda la columna. En la

figura 66 se muestra la interfaz del Aspen Plus en la que se selecciona tanto la presión de opera-

ción de la columna como la posible pérdida de carga en cada una de las etapas, la cual en este

caso se considera despreciable, por lo que no se selecciona ningún valor de pérdida de carga.

Figura 66: Selección presión de operación Aspen Plus



Una vez realizado la configuración de la columna, se procede a introducir en el software los

diferentes parámetros para llevar a cabo la determinación del diámetro de la columna de destila-

ción.

Para ello, como se muestra a continuación en la figura 67, se selección la carpeta Tray Sizing y

se procede a la creación de una nueva especificación, en este caso denominada 1.

Figura 67: Creación especificación en Aspen Plus

Una vez creada la especificación, como se muestra en la figura 68, se procede a introducir la

etapa de comienzo que sería 2 ya que el condensador total se considera la primera etapa teórica,

mientras que la etapa de finalización sería la etapa 7 ya que el hervidor de colas es considerado

la última etapa teórica. Además, se ha de seleccionar el tipo de plato de la columna, selec-

cionándose el tipo de campana por borboteo. Para el resto de parámetros, como la separación

entre platos, se consideran los valores dados por defecto por el programa.



Figura 68: Introducción valores parámetros de diseño de la columna destilación Aspen Plus

Una vez introducidos los diferentes valores en el programa se procede a la simulación del equi-

po cuyos resultados son los mostrados en la figura 69.

Figura 69: Resultados cálculo diámetro columna en Aspen Plus.

Como se aprecia en la figura 69, el diámetro calculado por el simulador Aspen Plus para la co-

lumna de destilación es de 1,38 m.

En la figura 70 se muestran los datos obtenidos de cada una de las corrientes del equipo una vez

realizada la simulación.



Figura 70: Características de cada una de las corrientes

En esta figura se puede observar, que por la corriente de cabeza 2 se extrae prácticamente casi

todo el metanol que se alimenta y lleva muy poca agua, con ello se puede recircular el metanol

al sistema para emplearlo de nuevo en la producción de biodiesel. En base a los resultados mos-

trados, la corriente de cabeza posee una composición molar de 11 kmol/hr de metanol.

Por último, en la figura 71 se muestran los datos relativos al balance de materia y energía, así

como los resultados de los cálculos realizados por Aspen Plus durante la realización del simula-

ción.



Figura 71: Datos del balance de materia y energía realizado por Aspen Plus

Una vez determinado el diámetro de la columna así como el caudal de las diferentes corrientes

de salida de la columna, su temperatura, etc. Es preciso llevar a cabo la determinación de la

altura de la columna, parámetro no calculado por el programa Aspen Plus así como el cálculo

del espesor de la columna.

La determinación del espesor y de la altura de la columna se realiza de forma conjunta y por

secciones, separándose el cálculo del cuerpo cilíndrico de la columna de los extremos superior e

inferior de ésta.

Para la determinación de los espesores de la columna, se tendrá en cuenta que el material de

construcción de la columna es acero inoxidable AISI 304L.

- Determinación espesor y altura extremo superior

Para la determinación del espesor de la columna en el extremo superior de la columna de sepa-

ración, dado que la presión de operación es inferior a 10,3 bar de escoge un cabezal toriesférico.

La ecuación que se emplea para la determinación del espesor del cabezal de la columna de sepa-

ración en el código ASME es la siguiente:



s (mm)= �0,885· P� · R��

S · E − 0,1 · P+ t��· 1,1

en la que:

Pd = presión de diseño, calculada como Pop · 1,1 = 1,1 bar

Rint = radio interior de la columna = 0,75 m = 750 mm

S = característica del material a la temperatura de diseño, 68°C, equivalente a 154,4 ºF =

1082,515 bar (figura 72)

E = eficacia de soldadura = por defecto se toma un valor de 0,85

tcorr = sobre espesor de corrosión = 0,8 mm

Sustituyendo en la expresión anterior, se determina que el espesor mínimo del cabezal de la

columna de separación es de 1,753 mm, seleccionándose un espesor de 3 mm ya que es mínimo

espesor que se ha de tomar por norma.

Figura 72: Propiedades AISI 304L, código ASME

En la figura siguiente se muestra un esquema de los parámetros a determinar para el cálculo de

la altura del cabezal.

Figura 73: Parámetros cabezal columna separación

Los parámetros a determinar son:

R = Dint = 0,750 m = 750 mm



r = 0,1·Dint = 0,075 m

h1= 3,5·s = 3,5·3 = 10,5 mm

h2 = 0,1935·Dint - 0,455·s = 0,1935·750 - 0,455·3 = 143,76 mm

h3 = h1 + h2 = 154,26 mm

Vint = 0,084672·Dint2 = 0,0476 m3

Vext = 0,084672·Dext2 = 0,084672·(Dint + 2·s)2 = 0.0484 m3

Vpared = Vext - Vint = 7,65∙10-4 m3

Para la determinación del espesor del cuerpo cilíndrico de la columna de separación, se hace uso

de la siguiente expresión matemática según el código ASME:

s (mm)= ( P� · D��

2 · E · S − 1,2 · P�+ t��)· 1,1

En la que los parámetros de la ecuación se toman los mismos valores que en el cálculo del espe-

sor del cabezal superior de la columna. Sustituyendo en la ecuación se determina que el espesor

mínimo del cuerpo cilíndrico de la columna de separación es de 1,38 mm, por lo que se toma el

mínimo espesor de la pared del cuerpo cilíndrico que indica la norma siendo esté valor de 3 mm.

Por último, para la determinación del espesor del cabezal inferior de la columna de separación

se ha de determinar la presión hidrostática de la columna, que es la que representa la presión que

ejercería el líquido en el interior de la columna en el supuesto de que toda la columna se encon-

trase llena de líquido.

Phidrostática = ρ·g·hliq = 793,23·9,81·6,096 = 47.436,78 Pa = 0,47 bar

Donde la altura del líquido se determina a partir de la separación entre platos determinada por

Aspen Plus, de valor igual a 0,6096 m, teniendo presente que el número de etapas reales, N, se

determina como

N = Nteorica/Eplato = 8/0,8 = 10 etapas

N = 10 etapas reales

hliq = 10·0,6096 =6,096 m

La presión en el fondo viene dada por la suma de la presión de operación y la presión hidrostáti-

ca, cuyo valor asciende a 1,57 bar.



Tomando esa presión, y haciendo uso de la expresión matemática siguiente, tomada del código

ASME, se determina que el espesor mínimo del fondo de la columna es de 1,586 mm, por lo

que se toma el espesor mínimo por norma que es 3 mm. El resto de parámetros para la determi-

nación de la altura de la sección de fondo de la columna se realiza de igual forma que en los

cálculos explicados para el cabezal de cabeza, siendo la altura del fondo de la columna de

154,26 mm.

s (mm)= ( P�· D��

2 · E · S − 1,2 · P�+ t��)· 1,1

Realizados los cálculos anteriores, se procede a la determinación de la altura total de la columna

de separación mediante el empleo de la siguiente expresión matemática:

h�� = (N − 1)· d� + N · e� + h�� + h��

en la que

N = numero etapas reales = 10

dp = separación entre platos = 0,6096 m

ep = espesor platos = 0,003 m

hcabezal = 154,26 mm = 0,16 m

hfondo = 154,26 mm = 0,16 m

Sustituyendo los parámetros en la ecuación se determina que la altura total calculada de la co-

lumna de separación diseñada es de 5,84 m, a la que se le suma por seguridad 1 m extra, de

forma que la altura total de diseño de la columna de separación es de 6,84 m.

En la tabla siguiente se muestran a modo de resumen las principales características de la colum-

na de separación diseñada en el presente apartado

Tabla 26: Características principales columna de rectificación

Equipo Columna de rectificación

Ubicación Parque de almacenamiento materia prima

Código CRM


Material de contrucción Acero inoxidable, AISI 304L



Temperatura máxima operación 68 °C Etapas teóricas 8

Etapas reales 10



Espacio entre platos 0,6096 m

Etapa introducción alimentación 4

Etapa extracción por cabezas 1 Etapa extracción por fondos 8

Composición cabeza

Metanol=11 kmol/h Metil-éster= 0,0004 kmol/h

Agua=0,001 kmol/h

Composición fondos

Metanol= 0,668 kmol/h Metil-éster= 0,085 kmol/h

Agua= 0,042 kmol/h Glicerol =3,4·10-7 kmol/h

Diámetro columna 1,38 m


Espesor cuerpo cilindro 3 mm Espesor fondos 3 mm

Altura cabezal 0,16 m

Altura fondo 0,16 m

Altura total 6,84 m

El balance de materia en la columna de rectificación se muestra en la siguiente tabla.

Tabla 27: Balance de materia en columna de rectificación de metanol

COLUMNA RECTIFICACIÓN METANOL

Componentes Corriente Cabeza Corriente Fondo


Aceite (TG+AGL)

0 0 0 0 0 0 0 0

Metanol 938,67 352 1,19 0,45 57 21,38 7,19·10-2 2,70·10-2

NaOH 0 0 0 0 0 0 0 0

Biodiesel 0 0 0 0 66,98 25,12 7,58·10-2 2,84·10-2

Glicerina 0 0 0 0 0 0 0 0

Agua 0 0 0 0 2,02 0,76 2,02·10-3 7,60·10-4

Jabón 0 0 0 0 0 0 0 0

NaCl 0 0 0 0 0 0 0 0 TOTAL 938,67 352 1,19 0,45 126 47,26 0,15 5,62·10-2

5.2.13 Centrifugadoras de lavado

A continuación, se dispone de una serie de centrifugadoras, tres en total, las cuales se encargan

de eliminar el jabón, metanol, glicerina y restos de NaOH que pueda contener la corriente de

biodiesel y dejarla sin impurezas. La cantidad de agua de lavado empleada en el proceso es pro-

porcional al 20% p/p de la corriente de éster de entrada, teniendo:

Masa �� = 0,20 ‧M �� = 0,20 ‧6.774,09 = 1.354,81 Kg/etapa

y al día seria unos 12.193,26 Kg/día o bien 508,05 Kg/h.



El volumen de agua sería el siguiente:

V�� =��

�� = 1,35 m3/etapa

lo que equivale a 12,19 m3/día o bien 0,508 m3/h.

En la siguiente tabla 28, se resumen los caudales de la corriente de salida del centrifugador una

vez realizado el lavado con agua de la corriente de biodiesel.

Tabla 28 Balance de materia en las centrifugadoras de lavado

CENTRIFUGADORAS LAVADO

Componentes Corriente Biodiesel Limpio

Kg/etapa Kg/h m3/etapa m3/h

Aceite (TG+AGL)

67,72 25,39 0,072 2,69·10-2

Metanol 0 0 0 0

NaOH 0 0 0 0

Biodiesel 6.666,67 2.500 7,55 2,83 Glicerina 0 0 0 0

Agua 15,79 5,92 0,016 5,92·10-3

Jabón 0 0 0 0

TOTAL 6.750,18 2.531,32 7,64 2,86

Al igual que para las centrifugadoras ubicadas a la salida de la primera serie de reactores, se

requiere la selección de los equipos de catalogo.

Para ello se tiene que el caudal a tratar asciende a 3,4 m3/h y que el tiempo de residencia esti-

mado en los equipo es de 2 horas, según la bibliografía del manual del ingeniero químico, Perry.

Por todo ello, se selecciona una centrifugadora de disco con una capacidad máxima de trata-

miento de 5 m3/h, en la que por una corriente saldrá el biodiesel puro para su almacenamiento y

por otra la corriente de residuos. El esquema de funcionamiento de la centrifugadora es el mos-

trado en la figura siguiente:



Figura 74: Esquema funcionamiento centrifugadoras

En la siguiente tabla se recogen las principales características de las centrifugadoras:

Tabla 29: Características básicas de las centrifugadoras:



Código C-* Intemperie/Cubierto Cubierto

Material almacenado Biodiesel, agua y triglicéridos





Consumo energético total 22 kW

5.2.14 Tanque de almacenamiento de residuos

A la salida de las centrifugadoras de lavado, podemos diferenciar dos corrientes, una corriente

que contiene el biodiesel “lavado” y otra que contiene los residuos obtenidos tras el lavado.

La corriente de biodiesel es conducida a un tanque pulmón, y de ahí a un evaporador al vacío

mientras que la corriente de residuos es conducida hacia un tanque de residuos.

Para el depósito de almacenamiento de la corriente de residuos, se ha de tener presente que el

caudal generado es de 0,62 m3/h y que la capacidad de diseño es para 7 días. Por lo tanto se

tiene que el volumen de diseño es de 103,78 m3/h, tomando un margen de seguridad en el dise-

ño del 10%, se tiene que el volumen de diseño es de 114,16 m3/h. Tomando un diámetro de 4 m

se determina que la altura del depósito es de 9 h. De esta forma, la capacidad real del depósito

es de 114,35 m3/h, lo que determina que el porcentaje de llenado del depósito es de 90,75 %.

Como material de diseño se selecciona acero inoxidable siendo el espesor de las paredes acorde

a la normativa API 650 de 5mm.



En la tabla siguiente se muestran las principales características del tanque para aguas residuales

diseñado:

Tabla 30: Principales características tanque de almacenamiento de residuos


Ubicación Área de almacenamiento Código TR


Tipo Atmosférico


Interior cubeto


Producto almacenado Aguas residuales

Concentración producto Mezcla

Características producto Sustancia contaminante


Dimensiones calculadas Altura: 9m Diámetro: 4 m

Capacidad real 114,35 m3 Porcentaje llenado 90,75 %

Requiere cubeto Sí


5.2.15 Tanque pulmón en corriente de biodiesel

Por otro lado, el tanque pulmón de la corriente de biodiesel lavado se diseña al objeto de pro-

porcionar un caudal constante a la entrada del evaporador a vacío. Por lo tanto, se determina que

solo se dispondrá de un equipo y con una capacidad máxima de almacenamiento equivalente al

volumen generado en una etapa de proceso.

De esta forma, se determina que el volumen generado en una etapa de proceso es de 7,16 m3/h,

de forma que considerando un margen de seguridad en el diseño del 10% se determina que el

volumen de diseño del tanque de almacenamiento es de 7,88 m3. Tomando como diámetro del

tanque 2 m, se determina que la altura de diseño del tanque es de 3 m, lo que da lugar a que la

capacidad real del tanque sea de 9,4 m3, por lo que el porcentaje de llenado del equipo será de

76 %. Como material de diseño se selecciona el acero inoxidable mientras que el espesor de la

pared es de 5 mm de acuerdo a la aplicación de la norma API 650.

En la siguiente tabla se muestran las principales características del tanque pulmón diseñado:



Tabla 31: Características del tanque pulmón


Ubicación Área de almacenamiento Código TP


Tipo Atmosférico


Interior cubeto


Producto almacenado Biodiesel y agua


Características producto Sustancia combustible

Capacidad mínima almacenamiento 7,16m3


Capacidad real 9,4 m3 Porcentaje llenado 76 %

Requiere cubeto Sí


5.2.16 Evaporador al vacío

Una vez realizado el lavado de la corriente de biodiesel, el siguiente equipo que prosigue es un

evaporador a vació, el cual se emplea para eliminar el exceso de agua con que llega la corriente

de biodiesel. El producto final debe de cumplir las especificaciones en contenido de agua según

la norma UNE-EN 14214 donde indica que el contenido en agua es de 500 mg/Kg de agua por

contenido en biodiesel. Así pues, el contenido de agua que puede tener el biodiesel es de

aproximadamente 0,881 Kg/h teniéndose que eliminar unos 6 Kg/h de agua.

En la siguiente tabla 32, se resumen los caudales de las corrientes de salida del evaporador.

Tabla 32: Balance de materia en el evaporador

EVAPORADOR

Componentes Corriente Biodiesel Corriente Agua


Aceite (TG+AGL)

67,72 25,39 0,072 2,69·10-2 0 0 0 0

Metanol 0 0 0 0 0 0 0 0 NaOH 0 0 0 0 0 0 0 0

Biodiesel 6.664 2.499 7,54 2,83 2,67 1 3,02·10-2 1,13·10-3

Glicerina 0 0 0 0 0 0 0 0

Agua 2,35 0,88 2,35·10-3 8,79·10-4 13,44 5,04 1,34·10-2 5·10-3 Jabón 0 0 0 0 0 0 0 0

TOTAL 6.734,07 2.525,28 7,62 2,86 16,11 6,04 1,65·10-2 6,13·10-3



El esquema de funcionamiento del evaporador se muestra en la siguiente figura:

Figura 75: Esquema de funcionamiento de un evaporador

El equipo, al igual que las centrifugadoras, se selecciona de catálogos disponibles, requiriendo

una capacidad mínima de tratamiento de la corriente de entrada de 68,58 m3/día, se selecciona

un equipo con una capacidad máxima de tratamiento de 100 m3/día con un consumo máximo de

energía que asciende a 3.135 kW.

En la tabla siguiente se muestran las principales características del equipo de evaporación selec-

cionado:

Tabla 33: Características principales del evaporador al vacío

Equipo Evaporador


Código EV-*


Corriente Biodiesel y agua Capacidad diaria 100 m3

Capacidad horaria 4,15 m3

Requerimiento energético 3.135 kW Potencia eléctrica 16 kWh



5.2.17 Tanque de almacenamiento de biodiesel

El biodiesel obtenido a la salida del evaporador es conducido mediante un sistema de bombeo

hacia los tanques de almacenamiento de biodiesel en los que quedará alojado hasta su retirada.

La cantidad producida de biodiesel diaria es de 68,6 m3/día, y teniendo presente que disponemos

de 2 tanques de almacenamiento de igual capacidad y capaces de alojar en su interior la produc-

ción de una semana, en cada uno de los tanques, se tiene que el volumen mínimo de diseño de

los tanques de almacenamiento de biodiesel es de 480,46 m3/tanque, y considerando un margen

de seguridad de diseño del 10%, se determina que el volumen de diseño es 528,5 m3/tanque.

En base a la ficha técnica consultada de diversos proveedores de biodiesel, se determina que la

densidad media de este producto está en torno a 883 kg/m3.




expresión el valor de la altura del tanque, cuyo valor calculado es de 14m.

� =�‧��

4‧ℎ



nes calculadas, siendo este valor de 538,78 m3. Teniendo presente que el volumen mínimo re-

querido es de 480,46 m3 y que el volumen real disponible en el silo de almacenamiento es de

538,78 m3, se determina que el tanque estará lleno como máximo al 89,17 % respecto de su

capacidad máxima de almacenamiento.



la ficha técnica del proveedor de biodiesel, se determina que el tanque de almacenamiento se va

a construir en acero inoxidable.



En lo referente a la distribución de biodiesel mediante camiones desde el tanque correspondien-

te, se ha de disponer de un sistema de recogida de posibles vertidos de biodiesel con una red

independiente de la recogida de agua pluviales así como de la recogida de cualquier otra sustan-



cia, teniendo el suelo de la estación de descarga de vehículos pesados una inclinación del 1%

hacia el sumidero de recogida.

Tabla 34: Características principales del tanque de almacenamiento de biodiesel



Código TB-*


Tipo Atmosférico


Interior cubeto


Producto almacenado Biodiesel


Características producto Sustancia combustible Capacidad mínima almacenamiento 480,46 m3




Requiere cubeto Sí


5.2.18 Corriente de glicerina

En la planta de biodiesel se genera un subproducto llamado glicerina, la cual proviene de las

centrifugadoras líquidas-líquidas que se encarga de separar la corriente de biodiesel de la de

glicerina. En esta corriente se tiene que llevar a cabo una serie de procesos para su purificación

y poder ser vendido en la industria de la cosmética. En la siguiente tabla 35 se muestran los

caudales de los diferentes elementos que componen la corriente de glicerina.

Tabla 35: Balance de materia de la corriente de glicerina

Corriente Glicerina

Componentes Kg/etapa Kg/h m3/etapa m3/h Kmol/etapa Kmol/h

Aceite (TG+AGL)

0 0 0 0 0 0

Metanol 783,19 293,69 0,98 0,37 24,44 9,17

NaOH 74,73 28,02 3,56·10-2 1,33·10-2 1,87 0,70

Biodiesel 0 0 0 0 0 0

Glicerina 601,03 225,39 0,48 0,18 6,53 2,45

Agua 1,39 0,52 1,39·10-3 5,25·10-4 7,75·10-2 2,88·10-2

Jabón 4,47 1,68 4,26·10-3 1,59·10-3 1,47·10-2 5,42·10-3 TOTAL 1.464,82 549,31 1,51 0,57 32,94 12,35



En primer lugar, se realiza una neutralización con ácido para eliminar las trazas de cata-

lizador y jabón presentes en la corriente de salida de la fase glicerina del centrifugador

líquido-líquido. Para ello, se utiliza HCl diluido al 10% y con un exceso del 5% para

asegurar que todo el catalizador es neutralizado y los jabones eliminados; siendo las re-

acciones de neutralización las siguientes:

NaOCH3 + HCl↔ NaCl+ CH3OH

Jabón + HCl ↔ NaCl + Ác.Graso

Para obtener la cantidad de HCl necesario para la neutralización se suma tanto los moles

de NaOH y de jabón, además se le añade un exceso del 5% de HCl, teniendo:

n�� = n�� + n��ó�= 1,87+1,47·10-2 =1,885 Kmol/etapa

Así pues, los moles de HCl teniendo en cuenta el exceso añadido sería de:

n�� = n�� ‧ 1,05 = 1,885 ‧ 1,05 =1,979 Kmol/etapa

M �� = n�� · PM ��= 72,16 Kg/etapa

También hay que tener en cuenta la cantidad de agua que se añade al emplearse una di-

solución de HCl al 10% p/p, teniendo:

M �� =(��)

��· M �� = 9‧M ��

M �� =9 ‧ 72,16 = 649,45 Kg/etapa

Una vez realizada la neutralización, en la siguiente tabla 36 se recoge los caudales de

los elementos que componen la corriente de salida del neutralizador.

Tabla 36: Balance de materia en la primera neutralización

1º NEUTRALIZACIÓN

Componentes Corriente Glicerina

Kg/etapa Kg/h m3/etapa m3/h Kmol/etapa Kmol/h

Aceite (TG+AGL)

4,15 1,55 4,64·10-3 1,74·10-3 1,47·10-2 5,42·10-3

Metanol 843,05 293,69 1,065 0,39 26,31 9,87

NaOH 0 0 0 0 0 0 Biodiesel 0 0 0 0 0 0

Glicerina 601,03 225,38 0,48 0,18 6,53 2,45

Agua 649,45 243,54 0,65 0,24 36,08 13,53

Jabón 0 0 0 0 0 0

NaCl 110,04 41,26 1,47·10-2 1,92·10-2 1,88 0,71

HCl 3,44 1,29 2,88·10-3 1,08·10-3 9,41·10-2 3,54·10-2

TOTAL 2.211,15 829,18 2,25 0,84 70,92 26,59



5.2.18.1 Tanque de almacenamiento de HCl.

El HCl empleado en la neutralización proviene de un tanque de almacenamiento de HCl dispo-

nible en el parque de almacenamiento. El HCl es bombeado desde el tanque de almacenamiento

hasta los neutralizadores mediante el empleo de un cuerpo de bombas.

Teniendo presente que se requieren 0,055 m3/día de HCl, y considerando un margen de seguri-

dad de diseño del 10 %, y que el tanque de almacenamiento de HCl se proyecto para disponer

de una capacidad de almacenamiento de 15 días, se determina que el volumen de diseño es de 9

m3.

En base a lo anterior, se determina que el diámetro del tanque es de 2 m siendo la altura del

tanque de 3 m, siendo el volumen real del tanque de almacenamiento de 9,4 m3, lo que equivale

a un porcentaje de llenado del 86,8 %. Indicar que se disponen de dos tanques de semejantes

características.

En base a la información proporcionada por lo proveedores de soluciones de HCl, se determina

que el material de construcción del tanque de HCl es PRFV.

En la tabla siguiente se muestran las principales características de los tanques de almacenamien-

to de la solución de HCl diseñados:

Tabla 37: Características principales del tanque de almacenamiento de HCl


Ubicación Área de almacenamiento Código THCL-*

Material construcción PRFV

Tipo Atmosférico


Interior cubeto

Intemperie/Cubierto Intemperie Producto almacenado HCl

Concentración producto Solución al 10 %

Características producto Sustancia corrosiva

Capacidad mínima almacenamiento 9 m3



Requiere cubeto Sí




5.2.18.2 Tanque agitado de neutralización

El HCl en solución al 10% se introduce en un tanque de neutralización, denominado M-*, en el

que se lleva a cabo la neutralización de la corriente de glicerina.

Se trata de una serie compuesta por dos tanques agitados sin refrigeración, en los que entra toda

la corriente de glicerina y el HCl en solución al 10%.

En cada etapa, el volumen a tratar es de 2,25 m3, por lo que tomando un margen de seguridad en

el diseño del 10 %, se determina que el volumen de diseño del equipo es de 2,5 m3.

Para llevar a cabo la determinación de las dimensiones del mezclador, se procede a tomar como





Con estas dimensiones, se determina que el volumen real del tanque de neutralización es de 2,65

m3.



lumen III.




hliq = ht · (1 - 0,1) = 1,5 m · 0,9 = 1,35 m


e1 = dt/24 = 1,5 m /24 = 0,063 m


e2 = dt/12 = 1,5 m /12 = 0,125 m


dt/2 = 1,5 m /2 = 0,75 m

Una vez determinadas las dimensiones exteriores e interiores del mezclador, se procede a con-

sultar varios catálogos comerciales, en los que se determina que la velocidad de giro del motor



del agitador suele ser de entre 80 a 500 rpm. La turbina radial que se emplea para la mezcla de

la solución HCl y de la glicerina es de hélice marina y también se encuentra construida en acero

inoxidable (figura 76). El motor eléctrico del agitador requiere una potencia máxima de 4 kW.




En la figura siguiente se muestra un corte de la sección del tanque de mezclado diseñado en este

apartado:


En la siguiente tabla se muestran las principales características de los tanques de mezclados

empleados en la primera neutralización de la corriente de glicerina con una solución al 10% de

HCl.


Equipo Tanque de neutralización


Código M-*


Material almacenado Glicerina y solución HCl (10%) Volumen de líquido, Vliq 2,25 m3






Espesor pared según ASME 5 mm Altura tanque, ht 1,5 m



Tipo de descarga Inferior, mediante equipo de bombeo Material de construcción Acero inoxidable

Normativa DIN 28131

Número de palas 1

Tipo palas del agitador Hélice marina Motor agitador Motor reductor







Indicador de nivel tipo ultrasónico Agitador con motor eléctrico y variador



5.2.18.3 Centrifugador L-L.

Al realizar la primera neutralización se genera ácidos grasos libres y esté compuesto hay que

eliminarlo de la corriente por ello se emplea un centrifugador líquido-líquido cuyo objetivo es

eliminar los ácidos grasos libres cuya cantidad es 1,55 kg/h, por los tanto la corriente de salida

de quedará libre de este compuesto. En la siguiente tabla 39 se recoge los datos de la corriente

de salida del centrifugador exenta de ácidos grasos libres.

Tabla 39: Balance de materia en centrifugador L-L

CENTRIFUGADOR LÍQUIDO-LÍQUIDO


Kg/etapa Kg/h m3/etapa m3/h Kmol/etapa Kmol/h Aceite

(TG+AGL) 0 0 0 0 0 0

Metanol 843,05 293,69 1,065 0,39 26,31 9,87 NaOH 0 0 0 0 0 0


Glicerina 601,03 225,38 0,48 0,18 6,53 2,45

Agua 649,45 243,54 0,65 0,24 36,08 13,53 Jabón 0 0 0 0 0 0

NaCl 110,04 41,26 1,47·10-2 1,92·10-2 1,88 0,71

HCl 3,44 1,29 2,88·10-3 1,08·10-3 9,41·10-2 3,54·10-2

TOTAL 2.207 827,63 2,24 0,84 70,90 26,59



Por lo tanto, se requiere de una centrifugadora con una capacidad mínima de separación de 0,84

m3/h, por lo que de catálogos se selecciona un equipo con una capacidad de tratamiento máxima

de 3 m3/h, con un requerimiento de potencia que asciende a los 5,5 kW.

En la siguiente figura, y a modo aclaratorio, se muestra un esquema del funcionamiento típico

de una centrifugadora horizontal:

Figura 78: Centrifugadora horizontal

Tabla 40: Características centrifugador L-L



Código C-*


Material almacenado Biodiesel, glicerina, metanol y ácidos grasos


Peso del equipo 1760 kg Dimensiones del equipo 2950x840x800 mm


5.2.18.4 Tanque de almacenamiento de ácidos grasos

Los ácidos grasos a la salida de la centrifugadora son conducidos a unos depósitos de almace-

namiento, ubicados en el parque de almacenamiento, a la espera de ser retirados por un gestor

autorizado de residuos.

Se disponen dos tanques con una capacidad de almacenamiento cada uno de los tanques equiva-

lente a la generación de ácidos grasos de un mes, considerando 30 días por mes, es decir, una

capacidad mínima de almacenamiento de 1,25 m3. Tomando un margen de seguridad de diseño

del 10% se determina que el volumen de diseño es de 1,38 m3.







V =π‧d�

4‧h




rido es de 1,25 m3 y que el volumen real disponible en el silo de almacenamiento es de 1,57 m3,

se determina que el tanque estará lleno como máximo al 79,64 % respecto de su capacidad

máxima de almacenamiento.


selección del material de construcción del tanque. En base a la información se determina que el

tanque de almacenamiento se va a construir en acero inoxidable.



Tabla 41: Características principales del tanque de almacenamiento de ácidos grasos



Código TAG-*


Tipo Atmosférico


Interior cubeto


Producto almacenado Ácidos grasos

Concentración producto Puro Características producto Sustancia no combustible






5.2.18.5 Tanques agitados de la 2ª neutralización

Una vez eliminado los ácidos grasos libres, se procede a neutralizar el exceso de HCl realizando

una segundo neutralización a la cual se le añade una base que sería NaOH al 9,5%p/p en disolu-

ción. La reacción que se produce es la siguiente:

NaOH + HCl↔ NaCl+ H2O



La cantidad de moles a neutralizar corresponde al exceso de HCl, siendo dicha cantidad de:

n�� = n��= 9,41·10-2 Kmol/etapa

luego, la cantidad de NaOH necesaria es de:

n�� = n��= 9,41·10-2 Kmol/etapa

También hay que tener en cuenta la cantidad de agua que se añade al emplearse una disolución

de HCl al 9,5% p/p, teniendo:

M �� =(��,�)

�,�· M ��

M �� =35,87 Kg/etapa

Una vez conocida la cantidad de NaOH necesaria y la cantidad de agua proveniente de la diso-

lución, en la siguiente tabla 42 se resumen los caudales de los elementos que componen la

corriente de salida de la segunda neutralización.

Tabla 42: Balance de materia en la segunda neutralización

NEUTRALIZACIÓN NaOH


Kg/etapa Kg/h m3/etapa m3/h Kmol/etapa Kmol/h

Aceite (TG+AGL)

0 0 0 0 0 0

Metanol 843,05 316,14 1,065 0,4 26,31 9,87

NaOH 0 0 0 0 0 0


Glicerina 601,03 225,38 0,48 0,18 6,53 2,45

Agua 685,32 256,99 0,68 0,26 38,07 14,27

Jabón 0 0 0 0 0 0

NaCl 115,53 43,33 5,35·10-2 2·10-2 1,98 0,74

HCl 0 0 0 0 0 0

TOTAL 2.244,94 841,85 2,28 0,85 72,89 27,33

De la tabla anterior se determina que el volumen mínimo de los tanques de neutralización, mez-

cladores, con NaOH tiene que ser de 2,28 m3. Tomando un margen de seguridad de diseño del

10%, se determina que el volumen de diseño del equipo es de 2,51 m3.

Para llevar a cabo la determinación de las dimensiones del mezclador, se procede a tomar como







Con estas dimensiones, se determina que el volumen real del tanque de neutralización es de 2,65

m3.



lumen III.




hliq = ht · (1 - 0,1) = 1,5 m · 0,9 = 1,35 m


e1 = dt/24 = 1,5 m /24 = 0,063 m


e2 = dt/12 = 1,5 m /12 = 0,125 m


dt/2 = 1,5 m /2 = 0,75 m

Una vez determinadas las dimensiones exteriores e interiores del mezclador, se procede a con-

sultar varios catálogos comerciales, en los que se determina que la velocidad de giro del motor

del agitador suele ser de entre 80 a 500 rpm. La turbina radial que se emplea para la mezcla de

la solución HCl y de la glicerina es de hélice marina y también se encuentra construida en acero

inoxidable (figura 79). El motor eléctrico del agitador requiere una potencia máxima de 4 kW.






En la figura siguiente se muestra un corte de la sección del tanque de mezclado diseñado en este

apartado:


En la siguiente tabla se muestras las principales características de los tanques de mezclados

empleados en la primera neutralización de la corriente de glicerina con una solución al 10% de

HCl.




Código M-* Intemperie/Cubierto Cubierto

Material almacenado Corriente glicerina y solución NaOH


Volumen de diseño 2,65 m3 Porcentaje de seguridad 10 %



Altura tanque, ht 1,5 m Altura líquido en el tanque, hliq 1,35 m



Material de construcción Acero inoxidable Normativa DIN 28131

Número de palas 1


Motor agitador Motor reductor rpm agitador 250 - 1000 rpm






Indicador de nivel tipo ultrasónico



Agitador con motor eléctrico y variador de frecuencia para la regulación de la ve-locidad de giro del agitador


5.2.18.6 Evaporador al vacío

Tras la segunda neutralización, la corriente de glicerina se conduce a un sistema de ajuste de

propiedades, y de ahí a un equipo de evaporación al objeto de separar la glicerina del resto de

componentes que pudiera llevar la corriente, componentes que serían conducidos hacia la co-

lumna de rectificación de metanol al objeto de recuperar todo el metanol introducido en exceso

en el proceso.

En el evaporador se va a eliminar la mayor cantidad de metanol y agua que lleva la corriente de

glicerina, dicha cantidad sería un 99% p/p de la cantidad de la corriente que entrada al equipo,

luego empleando la condición que se elimina el 99%p/p de metanol y agua la corriente de salida

por la parte superior del evaporador tendrá los siguientes caudales:

M �� =0,99 ‧ 843,05 = 834,62 Kg/etapa

M �� =0,99 ‧ 2,12 = 2,09 Kg/etapa

Por lo tanto, en la tabla 44, se resumen los caudales de salida del evaporador.

Tabla 44: Balance de materia en el evaporador

EVAPORADOR

Componentes Corriente Glicerina Corriente Metanol


Aceite (TG+AGL)

0 0 0 0 0 0 0 0

Metanol 8,43 3,16 1,06·10-2 3,99·10-3 834,62 312,98 1,05 0,39

NaOH 0 0 0 0 0 0 0 0

Biodiesel 0 0 0 0 0 0 0 0

Glicerina 601,03 225,39 0,477 0,18 0 0 0 0 Agua 6,85 2,57 6,85·10-3 2,57·10-3 678,47 254,42 0,68 0,25

Jabón 0 0 0 0 0 0 0 0

NaCl 115,53 43,33 5,35·10-2 2·10-2 0 0 0 0

TOTAL 725,03 271,88 0,54 0,203 1.513,09 567,41 1,73 0,65

En base al balance de materia planteado anteriormente, se requiere de un equipo de evaporación

con una capacidad mínima de tratamiento de 1,19 m3/h, siendo la capacidad diaria a tratar de

28,56 m3/día.



Consultando los catálogos disponibles, se selecciona un equipo compacto cuya capacidad

máxima de tratamiento es de 30 m3/día, siendo de línea simple y construido en acero inoxidable.

En la tabla siguiente se muestran las principales características del equipo:

Tabla 45: Características principales del evaporador al vacío

Equipo Evaporador


Código Ev-*


Corriente Glicerina, agua y metanol Capacidad diaria 28,56 m3 /día

Capacidad horaria 1,19 m3 /h

Requerimiento energético 62 kW

Potencia eléctrica 3,2 kWh

5.2.18.7 Tanque de almacenamiento de glicerina

La corriente de salida del evaporador de glicerina que está compuesta por metanol y agua se

dirige hacia la columna de rectificación al objeto de recuperar todo el metanol posible.

Por otro lado, la corriente de glicerina pura es conducida hacia los tanques de almacenamiento

de glicerina con la ayuda de un equipo de bombeo.

Se dispone de dos tanques de almacenamiento de glicerina en el parque de almacenamiento de

la planta con una capacidad de almacenamiento cada tanque de 9 días, por lo que requieren de

un volumen mínimo de almacenamiento de 43,65 m3, tomando un 10% como margen de seguri-

dad de diseño se determina que el volumen de diseño del depósito tiene que ser de 48 m3.

Tras la determinación del volumen de diseño del depósito, se procede a determinar las dimen-

siones básicas del tanque de almacenamiento. Como diámetro interior del tanque se toma un

valor de 3 m. Teniendo presente el valor seleccionado de diámetro, se determina mediante la

siguiente expresión el valor de la altura del tanque, cuyo valor calculado es de 7 m.

V =π‧d�

4‧h




rido es de 43,65 m3 y que el volumen real disponible en el silo de almacenamiento es de 49,48

m3, se determina que el tanque estará lleno como máximo al 88,22 % respecto de su capacidad

máxima de almacenamiento.




selección del material de construcción del tanque. En base a la información se determina que el

tanque de almacenamiento se va a construir en acero al carbono.



Tabla 46: Características principales del tanque de almacenamiento de glicerina



Código TG-*

Material construcción Acero al carbono Tipo Atmosférico


Interior cubeto


Producto almacenado Glicerina






Requiere cubeto Sí


5.3 Equipos de impulsión de fluidos

Es importante resaltar el papel que juegan los equipos de impulsión durante todo el proceso,

siendo los encargados de distribuir, junto con las canalizaciones, los diferentes fluidos del pro-

ceso desde un equipo hasta otro o bien desde un tanque de almacenamiento al equipo corres-

pondiente o viceversa.

Para su selección de catálogo, se tendrán presentes aspectos tales como el fluido a transportar, el

caudal requerido, la altura proporcionada por el equipo de impulsión así como la potencia re-

querida y el material de construcción del equipo de bombeo.

A modo de ejemplo se muestra el proceso de selección del equipo de impulsión de fluidos de-

nominado EB-1, siguiéndose el mismo procedimiento para el resto de quipos de impulsión de

fluidos:

El aceite es bombeado desde el tanque de almacenamiento disponible en el parque de almace-

namiento hasta el tanque pulmón en el que se ajustan sus propiedades térmicamente.



El caudal horario requerido asciende a 85,92 m3/h, requiriendo salvar una altura de no más de 6

m. Para ello se dispone de un par de bombas, denominadas EB-1 y EB-2, de iguales característi-

cas.

Se selecciona un equipo de impulsión cuyo caudal máximo de impulsión es de 120 m3/h, con un

rodete de 220 mm, girando a 1.450 rpm y construido en acero inoxidable AISI 304. Proporciona

una altura de descarga en el punto de funcionamiento en torno a 40 m y presente un requeri-

miento de potencia en torno a los 22 kW.

En la figura siguiente se muestra la curva de funcionamiento del equipo de impulsión seleccio-

nado:

Figura 81: Curva de funcionamiento del equipo de impulsión

En la figura siguiente se muestra un boceto con las dimensiones del equipo de impulsión selec-

cionado mientras que en la tabla siguiente se muestran los valores de las dimensiones indicadas

en la figura.



Figura 82: Boceto de dimensiones del equipo de impulsión seleccionado

Tabla 47: Dimensiones del equipo de impulsión seleccionado

Parámetro Valor

Succión 80 mm

Descarga 50 mm A 225 U 80

B 225 V 65

C 450 W 30

E 400 X 8 F 232 Y 70

G 732 t 33

H 230 D 30

J 217 Peso 118

K 200

M 160

N 120

P 105 R 245

S 325

En la tabla siguiente se muestran las principales características del equipo de impulsión selec-

cionado para el trasvase del aceite de girasol desde los tanques de almacenamiento hasta el tan-

que pulmón.

Tabla 48: Características del equipo de impulsión

Equipo Bomba para impulsión corriente de aceite de girasol desde tanque de almacenamiento hasta tanque pulmón

Código EB-*

Ubicación Nave de proceso

Tipo Bomba centrífuga Material construcción Acero al carbono



Fluido bombeado Aceite de girasol

Temperatura mezcla Temperatura ambiente, 20 ºC

Capacidad máxima 120 m3/h Capacidad requerida 85,92 m3/h

% funcionamiento 71,60 %

Altura 40 m

Velocidad giro rodete 2.900 rpm Tipo motor Eléctrico

Requerimiento potencia 22 kW

Conexiones Aspiración = 8” Descarga = 8” mm

En la siguiente tabla, se muestras las principales características de los equipos de impulsión de

fluidos seleccionados:

Tabla 49: Características equipos de impulsión de fluidos

Código Fluido Caudal m3/h Altura Potencia Material

EB-1 Aceite de girasol 85,92 40 m 22 kW Acero inoxidable


EB-3 Metanol 25, 68 18 m 4 kW Acero inoxidable

EB-4 Metanol 25,68 18 m 4 kW Acero inoxidable



EB-7 Metóxido 11,80 20 m 1,4 kW Acero inoxidable

EB-8 Metóxido 11,80 20 m 1,4 kW Acero inoxidable

EB-9 Mezcla 109,08 38 m 5,8 kW Acero inoxidable




EB-13 Biodiesel impuro 92,04 38 m 5,8 kW Acero inoxidable

EB-14 Biodiesel impuro 92,04 38 m 5,8 kW Acero inoxidable

EB-15 Metanol impuro 3,36 33 m 3,8 kW Acero inoxidable

EB-16 Metanol impuro 3,36 33 m 3,8 kW Acero inoxidable

EB-17 Agua 0,15 33 m 3 kW Acero inoxidable








EB-23 Agua residual 311,34 8 m 12,5 kW Acero inoxidable

EB-24 Agua residual 311,34 8 m 12,5 kW Acero inoxidable

EB-25 Biodiesel 85,92 38 m 5,8 kW Acero inoxidable


EB-27 Agua residual 0,61 33 m 3 kW Acero inoxidable

EB-28 Agua residual 0,61 33 m 3 kW Acero inoxidable



EB-31 Glicerina impura 0,83 33 m 3,8 kW Acero inoxidable




EB-35 Metanol 1,05 33 m 3,8 kW Acero inoxidable

EB-36 Metanol 1,05 33 m 3,8 kW Acero inoxidable

EB-37 Glicerina 0,54 33 m 3,8 kW Acero inoxidable

EB-38 Glicerina 0,54 33 m 3,8 kW Acero inoxidable

EB-39 HCl 0,18 33 m 3,8 kW Acero inoxidable

EB-40 HCl 0,18 33 m 3,8 kW Acero inoxidable

EB-41 Agua 250 43 m 40 kW Acero inoxidable

EB-42 Agua 250 43 m 40 kW Acero inoxidable

EB-43 Gasóleo C 60 30 m 7,5 kW Acero inoxidable

EB-44 Gasóleo C 60 30 m 7,5 kW Acero inoxidable

5.4 Servicios auxiliares

5.4.1 Caldera de vapor a 30 bar y 235 °C

La caldera de vapor a alta presión es el equipo requerido para la producción de vapor requerido

en los diferentes equipos que intervienen en el proceso de producción, entre los que destacan los

sistemas de ajustes de propiedades, la adecuación térmica del aceite de girasol en el tanque

pulmón y el consumo de los evaporadores al vacío.

La caldera está compuesta por un quemador de gasoil, el cual produce una llama en el interior

del cuerpo de la caldera que calienta los tubos por los que circula el agua, de forma que median-

te el calor aportado por la llama se logra obtener el vapor en las condiciones de presión y tempe-

ratura deseadas. En la figura siguiente se muestra un esquema de la caldera:



Figura 83: Esquema caldera

El tipo de caldera seleccionado, en la que los gases de combustión circulan por el interior de los

tubos de la caldera, se denomina pirotubular. Existe otro tipo de calderas, denominadas acuotu-

bulares, en las que el fluido circula por el interior de los tubos. La caldera dispone de un depósi-

to en el que se aloja el agua tratada para su calentamiento. A esta cámara ingresa tanto agua de

nueva incorporación procedente de la planta de ósmosis inversa así como el agua procedente de

los intercambios térmicos para su reutilización.

La caldera presenta tres pasos, el primero tiene lugar en el propio hogar de combustión mientras

que el segundo y tercer paso se producen en el haz de tubos.

Las principales ventajas que presentan las calderas pirotubulares son las siguientes:

- Construcción compacta

- Menor coste de adquisición que las calderas acuotubulares

- Menor coste de instalación que las calderas acuotubulares

- Gran capacidad de energía acumulada

- Rápida respuesta a puntas de consumo

- Alta calidad de vapor o título cercano a 1

- Alto rendimiento

El equipo seleccionado dispone de una capacidad máxima de producción de vapor de 22.000

kg/h de vapor a 30 bar y 235 °C, empleando gas natural como combustible. El requerimiento

energético es de 17.131,16 kW.



En lo referente a las dimensiones del equipo, éste presenta una longitud de 9.466 mm, una altura

total de 3.835 mm y una anchura de 3.874 mm.

En la figura siguiente se muestran imágenes del equipo seleccionado.

Figura 84: Caldera para vapor a 30 bar y 235 °C

En la tabla siguiente se muestran las principales características de la caldera de vapor seleccio-

nada en el presente apartado:

Tabla 50: Caldera de vapor a 30 bar y 235 °C

Equipo Caldera de vapor

Ubicación Nave proceso producción

Código CV-1


Tipo Pirotubular

Clase Segunda

Agua Tratada en planta ósmosis inversa

Combustible

Gasóleo C Calor de combustión = 43.120 kJ/kg ρ = 900 kg/m3 Consumo = 1.430,25 kg/h

Dimensiones Altura: 3.835 mm Largo : 9.466 mm Anchura: 3.874 mm

Características vapor 30 bar y 235 °C

Caudal máximo vapor 22.000 kg/h

Caudal demandado medio 20.135,04 kg/h

Instalaciones consumidoras

Tanque de pre-mezcla = 5.507,92 kg/h Columna separación = 2.788,09 kg/h Columna rectificación = 630,99 kg/h Sistema tamiz molecular = 8.756,53 kg/h Secadero DDGS = 1.941,51 kg/h Calentadores purificador agua = 510 kg/h



Equipamiento

Módulo gasificación de agua Módulo de descalificación de agua Módulo de servicio de condensado Módulo de purga de lodos, alivio y refrigeración Analizador de agua Intercambiador de calor de gases de escape ECO1

para instalación individual Intercambiador de calor de gases de escape ECO6

para aprovechamiento de poder calorífico Módulo de alivio y recuperación de calor Módulo de bomba de alimentación Módulo de alivio y recuperación de calor y purga

de lodos Enfriador de vapor Tren de válvulas de gas Módulo de circulación de gasóleo Módulo de suministro de gasóleo Módulo de precalentamiento Sistema de gestión de instalaciones

5.4.2 Torre de refrigeración

Una torre de refrigeración es una instalación que extrae calor del agua mediante evaporación o

conducción.

Las industrias utilizan agua de refrigeración para varios procesos. Como resultado, existen dis-

tintos tipos de torres de enfriamiento. Existen torres de enfriamiento para la producción de agua

de proceso que solo se puede utilizar una vez, antes de su descarga. También hay torres de en-

friamiento de agua que puede reutilizarse en el proceso.

Cuando el agua es reutilizada, se bombea a través de la instalación en la torre de enfriamiento.

Después de que el agua se enfría, se reintroduce en el proceso como agua de proceso. El agua

que tiene que enfriarse tiene generalmente temperaturas entre los 30 y los 60 °C. El agua se

bombea hacia la parte superior de la torre de enfriamiento y desde ahí fluye hacia abajo a través

de tubos de plástico lo genera la formación de gotas. Cuando el agua fluye hacia abajo, emite

calor que se mezcla con el aire de arriba, provocando un enfriamiento de 10 a 20 °C.

Parte del agua que se introduce caliente se evapora, produciendo pérdidas en el sistema que

requieren ser suplidas con aporte de agua fresca. Esta evaporación es la que causa la formación

de vapor en la parte superior de las torres de refrigeración, como la mostrada en la figura si-

guiente:



Figura 85: Torre de refrigeración con nube de vapor

Para crear el flujo hacia arriba, algunas torres de enfriamiento contienen aspas en la parte supe-

rior, las cuales son similares a las de un ventilador. Estas etapas generan un flujo de aire ascen-

dente hacia la parte interior de la torres de enfriamiento. El agua cae en un recipiente y se con-

duce desde ahí hacia el proceso productivo.

Existen sistemas de enfriamiento abiertos y cerrados. Cuando un sistema es cerrado, el agua no

entra en contacto con el aire de fuera. Como consecuencia la contaminación del agua en las

torres de enfriamiento por los contaminantes del aire y microorganismos es insignificante.

Además, los microorganismos presentes en las torres de refrigeración no son eliminados a la

atmósfera.

Para la selección de la torre de refrigeración, se requiere conocer el caudal de agua a refrigerar,

siendo este el especificado a continuación:

- Tanque mezcladores = 6.000 kg/h

- Refrigeración camisa primera serie de reactores= 20.000 kg/h

- Refrigeración camisa segunda serie de reactores =40.000 kg/h

- Intercambiador sistema de ajustes de propiedades 3 = 400 kg/h

- Intercambiador sistema de ajustes de propiedades 5 = 100,13 kg/h

- Intercambiador sistema de ajustes de propiedades 6 =100,13 kg/h

- Intercambiador sistema de ajustes de propiedades 8 =664,65 kg/h

- Evaporador al vacío 1, EV-1 = 6540,10 kg/ h

- Evaporador al vacío 2, EV-2 = 1380,02 kg/h

El consumo total asciende a 75.185,03 kg/h de agua equivalente a 75,19 m3/h, por lo que se

selecciona una torre de refrigeración cuya capacidad de enfriamiento de agua oscila entre los



100 y los 250 m3/h, siendo la capacidad de refrigeración del equipo de entre 600 y 15.700 kW,

empleando un caudal de aire variable de hasta 170 m3/s. el equipo presenta un requerimiento de

potencia de 18,50 kW. En la tabla siguiente se muestran las principales característica de la torre

de refrigeración seleccionada:

Tabla 51: Características de la torre de refrigeración

Equipo Torre de refrigeración

Ubicación Exterior nave de proceso Código TR-1

Tipo Con balsa de recogida de agua

Especificaciones técnicas

Dimensiones = 3914 x 3914 x 6211 mm Dimensión nominal = 3750 x 3750 mm Diámetro del ventilador = 2500 mm Caudal nominal = 100-250 m3/h Capacidad de refrigeración = 600-15700 kW Peso de la torre = 2870 kg Material de relleno = PRO 12/PRO 19 de PP/PVC Altura de relleno de refrigeración = hasta 1.500 mm Agua evaporada = 8 % alimentación

Conectores Conector de entrada = DN 300 PN 10 de PP Conector de salida = DN 300 PN 10 de PP

Unidad de ventilación

Ventilador = WO4267 - 4 - (7) Eficiencia de aire = caudal variable de hasta 170 m3/s Presión estática = ΔPest variable hasta 210 Pa Densidad del aire = 1,13 kg/m3

Datos del motor

Potencia nominal: 75 kW Tensión de alimentación = 400 V Tipo carcasa = IM 3011 (V1) / IP 56 Frecuencia = 50 Hz Clase de aislamiento = F

Balsa recogida agua Dimensiones: 7.630 x 7.630 x 1.000 mm Capacidad: 58,22 m3

En la figura siguiente se muestra un esquema de la torre de refrigeración seleccionada:

Figura 86: Torre de refrigeración



Según la documentación bibliográfica disponible así como la información facilitada por el pro-

veedor en su catálogo se determina que en torno al 4 % de la corriente de entrada de agua fresca

se pierda en forma de vapor, es por ello que se requiere de un aporte de agua fresca equivalente

a la cantidad de agua evaporada, es decir, 3,01 m3/h.

5.4.3 Tanque de almacenamiento de gasoil

El consumo máximo estimado para la caldera es de 40 m3/día, por lo que se requiere de la insta-

lación de dos tanques de almacenamiento de gasoil, cada uno de ellos con un volumen de diseño

de 90 m3.

El diámetro seleccionado para el tanque de almacenamiento es de 3 m, siendo la longitud reque-

rida del depósito horizontal de 13 m. Con estas dimensiones, se determina que la capacidad real

de almacenamiento del depósito es de 91,89 m3, lo que equivale a un porcentaje de llenado con

respecto a su capacidad de un 95,77 %.

Para la determinación del espesor de las paredes de acero del tanque de almacenamiento de

gasóleo C, se hace uso de la normativa vigente, UNE-EN 12.285-2 de "Tanques de acero fabri-

cados en taller". En base a la norma citada, al tener el gasóleo C una densidad en torno a los 900

kg/m3, se determina que el tanque es de clase A en base a la clasificación establecida en el apar-

tado 3.1.4 de la norma. Por otro lado, en base al punto 3.1.6, se determina que el tanque es de

clase S, de pared simple. En base a todo ello, el tanque se puede designar como Tanque EN

12285-2/90/4000/A/S.

En base a la tabla 3 de la norma, se determina el espesor mínimo de las paredes del tanque en

base al diámetro de éste, siendo para el tanque diseñado en el presente apartado de 7 mm.

De esta forma, mientras uno de los tanques se encuentra abasteciendo a la instalación, el otro es

recargado mediante el empleo de camiones cisternas. Además, los tanques previstos disponen de

capacidad suficiente como para alojar en su interior el volumen transportado en dos camiones

cisternas de la máxima capacidad disponible en el mercado, es decir, 44 m3/camión.

En la tabla siguiente se muestran las principales características de los tanques de almacenamien-

to de gasoil diseñados:

Tabla 52: Depósitos almacenamiento gasóleo C

Equipo Tanque almacenamiento gasóleo C


Código TGS-*

Material construcción Acero al carbono

Instalación Horizontal de pared doble

Interior cubeto




Producto almacenado Gasóleo C

Características producto

Clase: Combustible motor diesel Nº CAS: 68334-30-5 Nº CE: 269-822-7 NU: -

Norma diseño UNE-EN 12285-2

"Tanques de acero fabricados en taller"

Denominación según norma Tanque EN 12285-2/90/3000/A/S


Dimensiones calculadas Longitud: 12,73 m Diámetro: 3 m


Dimensiones tanque Longitud: 13 m Diámetro: 3 m


Requiere cubeto Sí

Tanques en cada cubeto 2

Tanques llenos en cada cubeto 2 Dimensiones cubeto 17 x 12 x 0,6

Volumen cubeto 99 m3

Porcentaje llenado cubeto 88,89 %

Medida contención pequeño derrame Sí

Red drenaje individual

Otros

El tanque dispone de entre otros acceso-rios de medidos de nivel, medidor de temperatura, bocas de hombre, escaleras adosadas al cuerpo del tanque para acce-so a cubierta, respiraderos con absolve-dor de humedad, etc.

Medidas de protección contra incendios apropiadas.

Estación de descarga de gasóleo con pendiente de 1% hacia sistema de drena-je.

5.5 Diagrama de balance de materia y energía

En el ANEXO II se encuentran detallados los caudales másicos así como los requerimientos de

aporte o extracción de calor en el proceso a partir de los siguientes planos:

Plano 1: Diagrama de flujos general

Plano 2: Balance general de materia

Plano 3: Balance general de energía (aporte y extracción de calor)

Plano 4: Diagrama de flujo general (secciones)



5.6 Instrumentación y control

Al objeto de operar de forma segura y eficiente la planta, además de garantizar por un lado la

seguridad de la instalación industrial y por otro de garantizar la continuidad operativa del proce-

so y un ahorro de costes, se diseña un sistema de control con la instrumentación adecuada.

Para ello, se requiere dotar a los diferentes equipos de que consta la instalación de indicadores

de presión, nivel, temperatura, etc; al objeto de garantizar unas condiciones óptimas tanto desde

el punto de vista operativo como de seguridad.

Por otro lado, los diferentes tipos de válvulas empleados son los apropiados para garantizar el

paso o corte de una corriente en función de las necesidades.

En el ANEXO III, se adjunta los planos donde se detalla el sistema de control diseñado para la

instalación industrial, haciéndose hincapié en el objetivo fundamental del sistema de control

planteado: la optimización operativa del proceso y la garantía de la seguridad operativa del pro-

ceso.

Plano 5: Sección 1. Instrumentación y control





5.7 Tuberías

En función del caudal y del tipo de sustancia transportada por cada tubería, se procederá a se-

leccionar uno u otro material de construcción, un diámetro u otro entre otras características.

En el ANEXO IV se adjunta tanto los planos de tuberías de cada una de las secciones como una

tabla en la que se detallan aspectos como diámetro de la tubería, espesor de las paredes, material

de la tubería, fluido transportado, etc.

Plano 10: Sección 1. Tuberías







5.8 Válvulas

Existen multitud de tipos de válvulas en función de su función y del tipo de fluido al que van a

permitir o cortar el paso, así como diferentes materiales de construcción de éstas. En el ANEXO

V se adjuntan los planos correspondientes a cada una de las secciones en que se ha dividido el

diagrama de flujo general del proceso, indicándose el tipo de válvula empleada en cada caso.

Plano 15: Sección 1. Válvulas





5.9 Cubetos de seguridad para tanques de almacenamiento

Los tanques de almacenamiento de las diferentes materias primas y productos como biodiesel,

glicerina, ácidos grasos, HCl, metanol, etc. se encuentran ubicados en un área denominada “par-

que de almacenamiento de materias primas y productos” a la intemperie dentro de la parcela en

la que se ha ubicado la planta.

Como medida de seguridad, los tanques se encuentran ubicados en el interior de un cubeto, que

no es más que una estructura de hormigón con paredes que rodean la totalidad del área de alma-

cenamiento para que en caso de incidente de rotura de uno de los tanques alojados en el interior

del cubeto el contenido de éste permanezca confinado en el interior del cubeto evitando así el

vertido de la sustancia bien a la red de alcantarillado como al medio ambiente evitando así cual-

quier tipo de contaminación ambiental.

Los tanques se agrupan por tipo de sustancias, para alojarlos así en un mismo cubeto al objeto

de abaratar costes y optimizar el aprovechamiento de la superficie disponible.

Por un lado, se alojan en el mismo cubeto el aceite de girasol refinado, el biodiesel, la glicerina

y los ácidos grasos. Se requiere un cubeto con unas dimensiones de 30 m de largo por 20 m de

largo, lo que equivale a una superficie de 600 m2. Atendiendo al volumen del mayor de los tan-

ques, se determina que se requiere una altura de pared capaz de alojar un volumen mínimo de

480,46 m3. Se toma una altura de pared de 1,5 m, lo que determina que el volumen del cubeto

asciende a 900 m3. A este volumen teórico hay que descontar el volumen ocupado por el resto



de tanques que no están accidentados, lo que determina que el volumen neto del cubeto es de

703,23 m3, por lo que considerando el volumen mínimo requerido y el volumen neto del cubeto

se determina que en caso de rotura de uno de los tanques el líquido ocupa el 68,32% del volu-

men total disponible en el cubeto diseñado.

En otro cubeto se alojan los dos tanques de HCl. Para este cubeto se requiere un área de 9 m por

6 m lo que equivale a un área de 54 m2. Como el volumen mínimo a alojar en el cubeto es de 9

m3 se determina que la altura de pared ha de ser de 0,5 m, por lo que el volumen del cubeto di-

señado es de 27 m3. A este volumen hay que restar el volumen ocupado por el tanque no acci-

dentado, que asciende a 1,57 m3, por lo que el volumen neto del cubeto diseñado asciende a

25,43 m3, por lo que en caso de accidente, el cubeto estaría lleno al 35,39 % con respecto a su

capacidad total.

Otro de los tanques a los que hay que alojar en el interior de un cubeto son los tanques de alma-

cenamiento de metanol. El volumen mínimo que se requiere alojar es de 134,95 m3. Para alojar

los dos tanques de almacenamiento de metanol se requiere un área de 16 m por 9 m lo que equi-

vale a un área de 144 m2. Se plantea una altura de pared de 1,5 m, por lo que el volumen del

cubeto diseñado es de 216 m3. Restando el volumen del tanque no siniestrado, se determina que

el volumen real del cubeto es de 186,55 m3, por lo que en caso de accidente el cubeto estaría

ocupado al 72,34 % de su capacidad total.

Para el cubeto del tanque de almacenamiento de residuos, ya que en este tanque se aloja el agua

sucia con multitud de trazas de diferentes compuestos. Se determina que el volumen mínimo

que se requiere alojar en el cubeto es de 103,78 m3. Se requiere un área de almacenamiento de

14 m por 8 m, lo que equivale a un área de 112 m2. Se determina una altura de la pared del cu-

beto de 1,5 m, por lo que el volumen teórico del cubeto es de 168 m3. Descontando el volumen

ocupado por el cubeto no accidentado se tiene que el volumen real del cubeto es de 149,15 m3,

por lo que en caso de accidente el cubeto está ocupado el 69,58 % con respecto a su capacidad

máxima.

En lo referente a las medidas de seguridad a tener presente en el almacenamiento de gasóleo C,

se tiene presente lo indicado en la ITC MIE-APQ 1 "Almacenamiento de líquidos inflamables y

combustibles", siendo la sustancia a almacenar un líquido inflamable de clase C.

En base a la ITC MIE-APQ 1 se tiene que:

- La distancia entre los tanques de almacenamiento tiene que ser de 0,3·D, o un mínimo de

1,5m. De esta forma, se determina que la distancia de separación entre los tanques será de 0,9

m, por lo que se selecciona una distancia mínima de separación entre tanques de 1,5 m como

establece la norma.



- La capacidad del cubeto en cuyo interior se encontrarán ubicado los depósitos, ha de tener una

capacidad mínima igual al mayor de los depósitos alojados. En el caso que nos ocupa, al tener

dos depósitos de iguales dimensiones y características, el volumen del cubeto será el de uno de

los depósitos diseñados, considerando el volumen ocupado por el otro. Al encontrarse los tan-

ques instalados a ras de suelo, y que la capacidad de cada depósito es de 91,89 m3, se determina

que el cubeto tendrá una anchura de 12 m, una longitud de 17 m y una altura de muro de 0,6 m,

lo que equivale a una capacidad de contención de 122,40 m3, a lo que hay que restar el volumen

ocupado por el otro depósito, que asciende a 23,4 m3, lo que se traduce en un volumen del cube-

to de 99 m3, es decir, en caso de rotura se encontrará al 92,81 % respecto de su capacidad total.

5.10 Sistemas de ajuste de propiedades (SA-*)

A lo largo del proceso de producción, se requiere un ajuste de las propiedades de los fluidos de

las diferentes líneas del proceso, bien mediante un calentamiento o un enfriamiento de la co-

rriente correspondiente.

Dicho ajustes de propiedades se realiza mediante el empleo de equipos de intercambio de calor,

bien mediante el empleo de intercambiadores de placas para pequeños saltos térmicos y bajos

caudales o bien mediante intercambiadores de carcasa y tubos para altos caudales y saltos térmi-

cos mayores.

A continuación procedemos a detallar cada uno de los equipos de intercambio de calor requeri-

dos en las diferentes secciones del proceso.

5.10.1 Sistema de ajuste de propiedades 1 (SA-1)

Este sistema de ajuste de propiedades tiene por objeto llevar a cabo el ajuste térmico de la co-

rriente de salida de los reactores antes de entrar en la columna de destilación mediante un ajuste

térmico al objeto de que la corriente de entrada a la columna de destilación entre en ésta en las

condiciones más favorables posibles.

El caudal horario a tratar es de 2,93 m3/h requiriéndose incrementar la temperatura desde los 40

ºC a los 60 ºC.

Atendiendo al bajo salto térmico así como al poco caudal a tratar se opta por utilizar un inter-

cambiador de placas desmontables, para lo cual se selecciona un catálogo comercial para llevar

a cabo la selección del equipo que más se ajuste a las necesidades requeridas.

En la figura siguiente se muestra a modo de ejemplo un ejemplo de un intercambiador de placas

tipo:



Figura 87: Intercambiados de placas

Se toma de catálogo un equipo de intercambio de calor de placas cuyo caudal máximo de trata-

miento es de 2.600 l/h, con una potencia máxima de intercambio de 120 kW. En la tabla si-

guiente se muestran las principales características del equipo seleccionado

Tabla 53: Sistema de ajuste de propiedades1, SA-1

Equipo Sistema de ajuste de propiedades 1, SA-1

Caudal máximo 2.600 l/h

Potencia 120 kW

Pérdidas <3 m.c.a

Número de placas 11

Material placas Acero inoxidable

Material carcasa Acero al carbono

Dimensiones 204x490x29,15 mm


Este sistema de ajuste de propiedades tiene lugar en el interior de la propia columna de destila-

ción, y tiene por objeto hacer disminuir la temperatura de la corriente de destilado, vapor, para

condensarla previamente antes de su recirculación a la propia columna de destilación.

Por todo ello, el diseño de este sistema de ajuste de propiedades se realizó de forma conjunta

con el diseño de la propia columna de destilación haciendo uso del software de diseño Aspen

Plus.




Este sistema de ajuste de propiedades tiene como objeto adecuar térmicamente la corriente de

fondos de la columna de destilación compuesta por biodiesel e impurezas. En la siguiente figura

se tiene un esquema de las corrientes de entrada y salida al intercambiador de calor:

Figura 88: Corrientes de entra y salida al intercambiador de calor

Como equipo de intercambio de calor se selecciona un intercambiador de carcasa y tubos en los

que la corriente caliente va por el interior de los tubos y la corriente fría por la carcasa del inter-

cambiador.

Se selecciona como método de cálculo del programa el método NRTL-RK como se indica en la

figura siguiente:



Figura 89: Selección de método de cálculo

Tras esto, se procede a introducir los caudales másicos y las características de las diferentes

corrientes que entran y salen del equipo de intercambio de calor. En las siguientes figuras se

muestras las pantallas obtenidas del software de cálculo Aspen Plus a la hora de caracterizar las

corrientes de entrada al intercambiador de carcasa y tubos.

Figura 90: Características de la corriente 1



Figura 91: Característica de la corriente 2

Tras ello, se seleccionan los diferentes parámetros de diseño del intercambiador de calor como

se muestra en la figura siguiente:

Figura 92: Parámetros de diseño del intercambiador de calor

A continuación se procede a llevar a cabo la simulación del intercambiador de calor de los que

se obtienen los resultados mostrados en la figura siguiente:



Figura 93: Resultados de la simulación del intercambiador de calor

En ella se puede apreciar como la temperatura de salida del agua del equipo es de 100 ºC siendo

la cantidad de calor intercambiado de 191,74 kW, requiriéndose un caudal de 400 kg/h de agua

fresca a 20 ºC.

En la figura siguiente se muestran los detalles de las diferentes corrientes que componen el

equipo de intercambio así como otros datos de interés obtenidos en el proceso de simulación.

Figura 94: Características de las corrientes del sistema de intercambio



Figura 95: Otros datos de interés

Una vez realizada la simulación correspondiente en el software Aspen Plus, se procede a selec-

cionar las características de los tubos del equipo de intercambio de calor así como el número de

tubos y el número de pasos por los tubos.

Tomando como referencia los catálogos comerciales de tubos para intercambiadores de calor, y

teniendo presente que la velocidad de circulación del fluido por los tubo va a ser de 1 m/s, se

determina que el diámetro exterior de los tubos de acero inoxidable seleccionados es de 3/8”,

siendo el dext = 17,20 mm y el dint = 13,60 mm.

Con este tipo de tubo, y conociendo que el área de intercambio requerido es de 8,529 m2. El

número de tubos requeridos se determina mediante la expresión:

� =� (��

�� )

� · � ·��

4

obteniéndose que se requieren 12 tubos.

A partir de conocer el número de tubos requeridos así como el área de intercambio necesaria, se

determina la longitud de los tubos a partir de la siguiente expresión:



en la que n es el número de tubos, N es el número de

este caso), L es la longitud de los tubos y d

Con todo ello, se determina que la longitud de

De forma gráfica, se muestra en la figura siguiente, la evolución térmica de los fluidos

(línea azul) y caliente (línea roja)

Figura 96

En la tabla siguiente se muestran las principales del sistema de ajuste determinado:

Tabla 54: Características principales del sistema de ajuste de propiedades SA

Equipo

Tipo equipo

Función

Nº tubos

Longitud tubos

Nº paso por los tubos

Sentido circulación

Material carcasa

Material tubos

0

50

100

150

200

250

T ºC


A = n·N·π·�� · �

en la que n es el número de tubos, N es el número de pasos del fluido por el tubo (2

este caso), L es la longitud de los tubos y dext es el diámetro exterior de los tubos seleccionados.

Con todo ello, se determina que la longitud de los tubos es de 6,57 m.

De forma gráfica, se muestra en la figura siguiente, la evolución térmica de los fluidos

(línea azul) y caliente (línea roja) a lo largo de la longitud del tubo:

Figura 96: Evolución de las temperaturas de los fluidos

tabla siguiente se muestran las principales del sistema de ajuste determinado:

: Características principales del sistema de ajuste de propiedades SA-3

Sistema de ajuste de propiedades 3, SA

Tipo equipo Intercambiador de carcasa y tubos

Enfriar

12

Longitud tubos 6,57 m

Nº paso por los tubos 2

Sentido circulación Contracorriente

Material carcasa Acero inoxidable

Material tubos Acero inoxidable


152

pasos del fluido por el tubo (2 pasos en

es el diámetro exterior de los tubos seleccionados.

De forma gráfica, se muestra en la figura siguiente, la evolución térmica de los fluidos frio

tabla siguiente se muestran las principales del sistema de ajuste determinado:

Sistema de ajuste de propiedades 3, SA-3

Intercambiador de carcasa y tubos

Contracorriente

Acero inoxidable

Acero inoxidable




Este sistema de ajuste de propiedades tiene lugar en el interior de la propia columna de rectifi-

cación de metanol, y tiene por objeto hacer disminuir la temperatura de la corriente de destilado,

vapor, para condensarla previamente antes de su recirculación a la propia columna de rectifica-

ción.

Por todo ello, el diseño de este sistema de ajuste de propiedades se realizó de forma conjunta

con el diseño de la propia columna de destilación haciendo uso del software de diseño Aspen

Plus.


Este sistema de ajuste se encuentra en la corriente de fondos de la columna de rectificación y

que se encuentra compuesta por las aguas sucias. El sistema de ajuste tiene por objeto adecuar

térmicamente la corriente antes de ser conducida a la planta de tratamiento de aguas residuales

para su tratamiento.

El caudal a acondicionar en este caso es muy bajo, 5,62·10-3 m3/h, por lo que se opta por un

intercambiador de placas. Se requiere enfriar la corriente desde los 62,9 ºC hasta los 20 ºC.

Atendiendo a los catálogos disponibles, se selecciona el equipo más pequeño, el posee un cau-

dal máximo de tratamiento de 1000 l/h, con un número de placas totales de 5 y una potencia de

intercambio máxima de 48 kW.

En la tabla siguiente se muestran las principales propiedades del sistema de ajuste de propieda-

des SA-5

Tabla 55: Sistema de ajuste de propiedades 5, SA-5



Potencia 48 kW

Pérdidas <3 m.c.a

Número de placas 5







En este caso se requiere llevar a cabo el ajuste térmico de la corriente de agua que se va a em-

plear para llevar a cabo el lavado de la corriente de biodiesel impuro en el conjunto de centrifu-

gadoras disponibles.

Se requiere llevar a cabo un tratamiento térmico de un caudal que asciende a los 0,583 m3/h,

requiriéndose incrementar la temperatura de la corriente desde los 20 ºC hasta los 40 ºC.

Para ello se selecciona un equipo de placas, con una capacidad máxima de tratamiento de 1.000

l/h y con una potencia máxima de intercambio de 48 kW.

En la tabla siguiente se muestran las principales características del sistema de ajuste de propie-

dades 6, SA-6.

Tabla 56: Sistema de ajuste de propiedades 6, SA-6



Potencia 48 kW

Pérdidas <3 m.c.a

Número de placas 5





Este sistema de ajuste de propiedades tiene por objeto adecuar térmicamente la corriente de

biodiesel a la salida de los centrifugadores de lavado, la cual se encuentra a una temperatura de

50ºC y se necesita aumentar la temperatura de la corriente hasta los 220ºC antes de ser introdu-

cida en el evaporador a vacío.

Siguiendo los pasos seguidos en el diseño del sistema de ajuste de propiedades 3, SA-3, se de-

termina que el fluido frio se introduce por el lado de los tubos mientras que el fluido caliente lo

hará por el lado de la carcasa.

Siguiendo la metodología ya comentado, se determina que el área de intercambio es de 12 m2,

siendo el número de tubos requeridos igual a 6.



Tomando un tubo de 3/8” cuyo dext es de 17,20 mm y el dint de 13,60 mm, y tomando 6 pasos

por tubos, se determina que la longitud de los tubos será de 6,16 m.

De forma gráfica, la evolución de las temperaturas de las corrientes fría (azul) y caliente (rojo)

a lo largo del equipo de intercambio se muestra en la siguiente figura:

Figura 97: Evolución térmica de las corrientes en el interior del equipo de intercambio

En la tabla siguiente se muestras las principales características del equipo de intercambio de

calor diseñado

Tabla 57: Características principales del sistema de ajuste de propiedades7, SA-7



Función Calentar

Nº tubos 6






0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

T ºC




Este sistema de ajuste de propiedades tiene por objeto adecuar térmicamente la corriente de

biodiesel purificado a su salida del evaporador al vacío antes de ser almacenados en los tanques

de almacenamiento de biodiesel ubicados en el parque de almacenamiento.

Para ello, se requiere enfriar la corriente de biodiesel desde los 220 ºC hasta los 25 ºC.

Siguiendo el sistemática explicado anteriormente y teniendo presente que se selecciona un inter-

cambiador de carcasa y tubos, se determina que el número de tubos requeridos es de 12 tubos.

Se selecciona un tubo de acero inoxidable de 3/8” diámetro exterior 17,20 mm y diámetro inter-

ior 13,60. El área de intercambio es de 20,96 m2 siendo la longitud de los tubos es de 12,69 m.

En la tabla siguiente se muestran las principales características del equipo de intercambio de

calor diseñado:

Tabla 58: Características del sistema de ajuste de propiedades 8, SA-8



Función Enfriar

Nº tubos 12






En la siguiente figura se muestra la evolución de las temperaturas de las corrientes fría (línea

azul) y caliente (línea roja), a lo largo del equipo de intercambio:



Figura 98: Evolución de las temperaturas de las corrientes en el SA-8


El siguiente sistema de ajuste de propiedades tiene por objeto adecuar térmicamente la corriente

de glicerina antes de su entrada en el equipo de evaporación al vacío.

Se selecciona como equipo de intercambio de calor un intercambiador de placas ya que el cau-

dal del fluido a acondicionar térmicamente es muy pequeño. El objetivo del sistema de ajuste de

propiedades no es otro que el de hacer pasar la corriente de glicerina de 40 ºC a 180 ºC.

Tomando de catálogo el equipo que mejor se adapta a las necesidades de la corriente a acondi-

cionar, se determina tomar un equipo de intercambio de calor cuyo caudal máximo de trata-

miento es de 1000 l/h, siendo la potencia máxima de intercambio de 48 kW y unas dimensiones

de 204x490x13,25.

Tabla 59: Principales propiedades del sistema de ajuste de propiedades 9, SA-9



Potencia 48 kW

Pérdidas <3 m.c.a

Número de placas 5



0

50

100

150

200

250





El sistema de ajuste de propiedades 10 tiene por objeto enfriar la corriente de glicerina desde su

salida del evaporar al vacío hasta el almacenamiento de ésta en los tanques de almacenamiento

que hay disponibles en el parque de almacenamiento.

La corriente tiene que ser ajustada térmicamente desde los 180ºC hasta 20 ºC, y teniendo pre-

sente que le caudal de la corriente es de 0,21 m3/h, se selecciona un intercambiador de placas

cuya capacidad máxima es de 1000 l/h, siendo la potencia máxima intercambiada de 48 kW.

En la tabla siguiente se muestras las principales características del equipo de intercambio de

calor seleccionado:

Tabla 60: Principales propiedades del sistema de ajuste de propiedades 10, SA-10.



Potencia 48 kW

Pérdidas <3 m.c.a

Número de placas 5








159



6. Estimación de costes

Por último, y en base a la bibliografía consultada, se lleva a cabo la estimación global de los

costes asociados al proyecto desarrollado.

En la siguiente tabla se hace un desglose aproximado de la estimación del coste total del proyec-

to:

Tabla 61: Estimación de costes del proyecto

Concepto Inversión (€)

1. Acondicionamiento del terreno, obras civiles, edificios y estructuras

- Estructuras

- Obra civil y pavimentos

- Edificio administrativo (200 m2)

- Nave cubierta (300 m2)

- Envolvente general de la nave (1.000 m2)

Total

500.000

300.000

120.000

90.000

400.000

1.410.000

2. Equipos 3.300.000

3. Bombas 242.000

4. Tuberías 500.000

5. Instrumentación y control 400.000

6. Ingeniería (8%) 204.160

7. Seguridad y Salud (1%) 25.520

Presupuesto de ejecución material (P.E.M) 5.581.680

Gastos generales (13%)

Beneficio industrial (7%)

725.618,40

390.717,60

Total 6.698.016

Impuesto valor añadido (I.V.A) (21%) 1.406.583,36

Total Presupuesto ejecución contrata (P.E.Contrata) 8.104.599,36

Analizando los datos mostrados en la tabla anterior, se puede determinar que la inversión en

equipos, considerando equipos de proceso, bombas y tuberías, asciende a 4.042.000 € que re-

presenta el 72,41 % del total del presupuesto de ejecución material.

A continuación, en la figura siguiente, se hace a modo de esquema, una separación de los dife-

rentes conceptos en que se divide la inversión total del proyecto.



Figura 99: Detalle de inversión global

Como se puede apreciar, la mayor parte de la inversión recae en la compra de equipos, tuberías,

en sistemas de instrumentación y control, etc.

24%

56%

4%9%

7%

Inversión

Acondicionamiento Equipos Bombas Tuberias I&C





162



1. Apuntes asignatura “Operaciones Básicas con Sólidos y Fluidos”

2. Apuntes asignatura “Operaciones Básicas de la Ingeniería Química”

3. Apuntes de la asignatura Instrumentación y Control

4. Catálogo comercial Bombas Ideal

5. Manual del Ingeniero Químico, Perry

6. Catálogo comercial evaporadores Veolia

7. Catálogo comercial de tuberías Tubacero

8. Web Junta de Andalucía. Instituto de la Energía

9. Web Ministerio de Industria, Turismo y Comercio

10. Web Ministerio de Trabajo y Asuntos Sociales

11. GeoPortal Gasolineras

12. Web Dirección General de Trafico

13. Web Autoridad Portuaria de Huelva

14. Web Autoridad Portuaria de Sevilla

15. Web Autoridad Portuaria de la Bahía de Cádiz

16. Estudio del impacto macroeconómico de las energías renovables en España

17. Informe Infinita Renovables 2015

18. Ponencia “Encuentro Internacional Logística de Graneles Líquidos”

19. Catálogo comercial equipos de centrifugación

20. Catálogo comercial agitadores

21. Catálogo comercial Torres de refrigeración

22. Catálogo comercial calderas de vapor

23. Informe de la Asociación de Empresas de Energías Renovable.

24. Web AENOR

25. Web TUSSAM

26. Apuntes asignatura de “Transmisión de Calor”

27. Comisión Nacional de Energía “Estudio sobre las emisiones derivadas del consumo de

carburantes en el transporte por carretera en España”

28. Plan de Energías Renovables 2011-2020

29. Agencia Andaluza de la Energía “Los Biocarburantes en Andalucía”

30. Normas TEMA

31. Proyecto de Empleo, Agricultura, Biodiesel, Transporte y Cambio climático del Minis-

terio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente.

32. Plan de Implementación del sector español de la bioenergía del Ministerio de Ciencia e

Innovación.





164



Compuesto ρ

(kg/m3)

PM

(g/mol)

Cp

(kJ/kg·k)

μ

(kg/m·s)

k

(W/m·K) Pr

P

(atm)

λ

(kJ/kg)

υ

(m2/s)

NaOH 2100 40 - - - - - - -

Aceite 945 876,64 1,746 23,8·10-3 16,49·10-

2 251,82 1 -

2,52·10-

5

Metanol 791,8 32,04 2,55 5,1·10-4 0,19 6,59 1 - -

Biodiesel 883 295,52 1,63 3,6·10-3 16,6·10-2 - 1 - -

Glicerina 1.260 92 2,52 0,1 29·10-2 - 1 - -

Agua 1.000 18 4,183 8,33·10-4 0,6 5,81 1 - -

Triglicéridos 882,65 944,5 - - - - 1 - -

Ác.Grasos 894,32 281,52 - - - - 1 - -

Jabón 1.050 303,51 - - - - - - -

Solución

HCl 1.190 36,5 0,7981 - - - 1 -

1,08·10-

5

Vapor satu-

rado 0,555 18 2.158 1,3·10-5 0,027 1,033 2,37 2.183,10 -





166

TP-*



Realizado: Mª José García Bernal

Revisado: Aurelio Azaña García

Firma:

Diagrama de flujos del proceso

Sevilla, Junio 2018Plano: 1

Escala: s.e

Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Sevilla


R-*

M-*

T-*

TM-*

TA-* TP-*

CD

TR

TB-*

M-*M-*

TG-*

CRM

TAG-*

EV-1

CL-3CL-2CL-1

C-* C-*

PTAR

EB-5

EB-6

EB-1

EB-2

EB-3

EB-4

EB-9

EB-10

R-*EB-7

EB-8EB-11

EB-12I-1

I-2

EB-11

EB-12

EB-13

EB-14

I-3

POINV

EB-15

EB-16

I-4

EB-17

EB-18

EB-23

EB-24

EB-19

EB-20

I-5

I-6

EB-21

EB-22

EB-25

EB-26

C-*

T-NaOH

EB-27

EB-28

I-7

EV-2 EB-29

EB-30

EB-31

EB-32

EB-5

EB-6

E-146

E-147

EB-33

EB-34

THCl

TR-1

CG-1

CD-*

CD-*

I-8

TP-*





Firma:


Balance de materia


Escala: s.e



R-*

M-*

T-*

TM-*

TA-*

253,95 kg/h

TP-*

CD

2626,40 kg/h

2540,28 kg/h

517,02 kg/h

TR

TB-*439,90 kg/h

M-*M-*

539,00 kg/h

829,18 kg/h 827,62 kg/h

TG-*

CRM

1,55 kg/h

TAG-*

EV-1

CL-3CL-2CL-1

C-* C-*

PTAR

EB-5

EB-6

EB-1

EB-2

EB-3

EB-4

2547,70 kg/h

EB-9

EB-10

3125,67 kg/h

R-*EB-7

EB-8

38,10 kg/h

EB-11

EB-122735,50 kg/h

2685,45 kg/h

109,10 kg/h

I-1

I-2

EB-11

EB-12

EB-13

EB-14

I-3 47,89 kg/h

POINV

EB-15

EB-16

I-4

508,05 kg/h

EB-17

EB-18

EB-23

EB-24

2525,27 kg/h

EB-19

EB-20

I-5

I-6

EB-21

EB-22

6,04 kg/h

EB-25

EB-26

C-*

T-NaOH

14,86 kg/h

EB-27

EB-28

I-7

585,65 kg/h

EV-2 EB-29

EB-30

EB-31

EB-32

313,77 kg/h

271,88 kg/h

EB-5

EB-6

E-146

E-147

324,55 kg/h

48,75 kg/h

EB-33

EB-34

270,60 kg/hTHCl

TR-1

CG-1

CD-*

CD-*

86,12 kg/h

352,00 kg/h

I-8

TP-*





Firma:


Balance de energía


Escala: s.e



R-*

M-*

132,39 KW

T-*

TM-*

TA-* TP-*

CD120 KW

TR

TB-*

M-*M-*

TG-*

CRM

TAG-*

EV-1

CL-3CL-2CL-1

C-* C-*

PTAR

EB-5

EB-6

EB-1

EB-2

527,20 KW

EB-3

EB-4

EB-9

EB-10

25,98 KW

R-*EB-7

EB-8EB-11

EB-12

56,97 KW

I-1

1.672,56 KW

I-2

EB-11

EB-12

EB-13

EB-14

I-3

48 KW

191,74 KW

POINV

EB-15

EB-16

I-4

48 KW

EB-17

EB-18

EB-23

EB-24

318,59 KW

EB-19

EB-20

I-5

282 KW

I-6

EB-21

EB-22

3.135 KW

EB-25

EB-26

C-*

T-NaOH

EB-27

EB-28

I-7

48 KW

EV-2

627 KW

EB-29

EB-30

EB-31

EB-32

EB-5

EB-6

E-146

E-147

EB-33

EB-34

THCl

TR-1

CG-1

CD-*

CD-*

864,54 KW

I-8

48 KW

TP-*





Firma:


Secciones


Escala: s.e



R-*

M-*

T-*

TM-*

TA-* TP-*

CD

TR

TB-*

M-*M-*

TG-*

CRM

TAG-*

EV-1

CL-3CL-2CL-1

C-* C-*

PTAR

EB-5

EB-6

EB-1

EB-2

EB-3

EB-4

EB-9

EB-10

R-*EB-7

EB-8EB-11

EB-12I-1

I-2

EB-11

EB-12

EB-13

EB-14

I-3

POINV

EB-15

EB-16

I-4

EB-17

EB-18

EB-23

EB-24

EB-19

EB-20

I-5

I-6

EB-21

EB-22

EB-25

EB-26

C-*

T-NaOH

EB-27

EB-28

I-7

EV-2 EB-29

EB-30

EB-31

EB-32

EB-5

EB-6

E-146

E-147

EB-33

EB-34

THCl

Sección 1

Sección 2

Sección 4

Sección 3

TR-1

CV-1

Sección 5

CD-*

CD-*

I-8





167

T-1

NaOH

T-2

NaOH

R-1

VB-35

VB-37

EB-9VB-50

VB-51 EB-10

VA-9

VA-10

VR-17

VR-18

C-1

M-1

VB-24

EB-7

VB-29

VB-30

EB-8

VA-7

VA-8

VR-14

VR-15

VT-1

VT-4

VT-3 VT-6

EB-3

VB-19

VB-20

EB-4

VA-6

VA-7

VR-9

VR-10

EB-1VB-3

VB-4

EB-2

VA-1

VA-2

VR-1

VR-2

VR-12

VR-13

VR-20

WC

136

WT

136

SP

WC

139

WT

139

SP

WT

138

TT

127

TC

127

SP

M-3

ST

142

SC

142

SP

WT

138

SP

WC

141

WT

141

SP

VB-25

VB-26

Desde Torre

de Refrigeración

SC

144

ST

144

SP

TT

129

TC

129

SP

AT

132

AC

132

SP

Desde Torre

de Refrigeración

ST

152

SC

152

VB-13

SP

TT

156

TC

156

SP

Desde Torre

de Refrigeración

AT

160

AC

160

SP

VB-54

VB-66

VB-56

VB-67

VB-55

R-8

VB-76

VB-88

VR-24

ST

174

SC

174

SP

TC

178

TT

178

SP

AT

182

AC

182SP

VB-68

C-5

VB-72

C-6

VB-96

VB-101

VB-108

VB-107

VB-102

VB-113

C-10

EB-11VB-92

VB-93 EB-12

VA-10

VA-11

VR-29

VR-30

VA-12

Hacia el tanque neutralizador

Corriente Glicerina

VA-13

Hacia el

Intercambiador 1

Desde torre

rectificación

TM-1

TA-2VB-5 VB-6

VR-3

VC-1

PI

105

PI

106

FC

107

FT

107

SP

VB-21 VB-22

VR-11

VC-3

FC

123FT

123

VB-31 VB-32

VR-16

VC-4

FC

147FT

147

SP

FV

123

FV

147

FV

107

PI

121

PI

122

PT

133 PT

135

PI

145

PI

146

PI

148

VB-52 VB-53

VR-19

VC-5

FC

166

FT

166

SP

SP

FV

166PI

164

PI

165

PI

170

VB-94 VB-95

VR-31

VC-6

FC

185

FT

185

SP

FV

185

PI

184

PI

183

VS-1

PHH

133

1

1

VB-23

WT

124

WC

124

SP

VS-3

PHH

135

3

3

WT

126

WC

126

SP

AT

130

AC

130

SP

TM-2

TI

116 TI

119

PI

115PI

118

VB-18VB-17

LI

117LI

120 SP

TA-1

VB-2

PI

104

TI

103

PI

101

TI

100

LI

104

LI

102

Sistema

Bombeo

Sistema

Bombeo

Sistema

Bombeo

Sistema

Bombeo

WT

138

WC

138

SP

VS-4

PHH

148

4

4VS-13

PHH

170

13

13

VB-27VB-28

VB-36

VB-84

V-1

I-1

V-2

I-2

I-3I-4

V-4

V-3

VT-*

VB-*

VS-*

VR-*

VA-*

Válvula de tajadera

Válvula de bola

Válvula de antiretorno

Válvula de regulación

Válvula de seguridad

EB-* Equipo de impulsión

M-* Mezcladores

Reactores

Centrifugadoras

Tanque de aceite

Tanque de metanol

Tolva de NaOH

R-*

C-*

TA-*

TM-*

T-*

EB-5VB-9

VB-10

EB-6

P-73

VA-4

VA-5

VR-6

VR-7

VB-11 VB-12

VR-8

VC-2

PI

112

PI

113

FC

114

FT

114

SP

FV

114

TP-1

TP-2

VB-8

VB-7

VB-1

LI

108

LI

110

Desde la

caldera

VR-5

VR-4

V-21

Hacia la

caldera

SP

TC

109TT

109

Desde la

caldera

VA-3

Hacia la

caldera

TT

111

TC

111

SP

TP-* Tanque pulmón




Sección 1


Escala: s.e



Firma:



VB-33

WT

202

WC

202

SP

VB-34

VB-80

Desde Torre

de Refrigeración

Hacia Torre

de RefrigeraciónHacia Torre

de Refrigeración

WC

197

WT

197

SP

WC

201

WT

201

SP

LT

186

LC

186SP

LT

191

LC

191

SP

LT

196

LC

196

SPP-167

CD

E-1

VB-116

VB-117EB-14

EB-13

VA-15

VA-16

I-2

VR-38

VR-34

VR-43

VR-35

VR-39

VR-56

VA-21

VA-16

VA-19

VR-37

Hacia torre

de refrigeración

Hacia torre

de refrigeración

De torre

de refrigeración

De torre

de refrigeración

Desde caldera

Hacia caldera

Hacia centrifugadores de la

corriente de biodiesel

TC

207

TT

207

SP

SP

LT

208

LC

208

SPTT

206

TC

206

TT

205

TC

205

SP

SP

TC

222

TT

222

LC

204

SP

CRM

VB-128

VB-129EB-18

EB-17

VA-22

VA-23

I-3

VR-46

VR-51

VR-54

VR-52

VR-55

VA-24

Hacia torre

de refrigeración

De torre

de refrigeración

Desde torre

de refrigeración

Hacia caldera

Hacia PTAR

SPTT

214

TC

214

SPTC

221

TT

221

LC

220

SP

C‐1

VA-20

Desde evaporadores de la

corriente de glicerina

LC

204

Hacia tanque

metanol

LT

220

I-1

VR-33

VA-14

Hacia caldera

Desde centrifugadoras

de separación

SP

TC

200

TT

200

VB‐118 VB‐119

VR‐36

VC‐7

FC

203

FT

203

SP

FV

203 VB‐130 VB‐131

VR‐53

VC‐10

FC

219

FT

219

SP

FV

219

PI

201

PI

202

PI

217

PI

218

E-2

VR-47

Desde caldera

Hacia caldera

TT

215

TC

215

SP

VR-45

VA-25

Hacia torre

de refrigeración

TC

212

TT

212

SP

PI

210

PI

209

PI

216

PI

211

SA-1

SA-2

SA-3

SA-4

SA-5

Desde caldera

C*

Válvula antiretorno VA*

VR*

VB*

VC*

I*

CD

CRM

EB*


Válvula de bola

Intercambiador

Válvula de control

Columna de destilación

Columna de rectificación

de metanol

Equipo de bombeo

Condensador

VB-120

VB-121EB-16

EB-15VA-17

VA-18

VR-40

VR-41

VB‐122 VB‐123

VR‐42

VC‐8 VA-28

SP

LT

213

LC

213

VB-124

VB-125EB-20

EB-19

VA-26

VA-27

VR-48

VR-49

VB‐126 VB‐127

VR‐50

VC‐9


e biodiesel con una capacidad de 20.000 tm/año


Sección 2



Firma:

Sevilla, Junio 2018Plano 6

Escala: s.e

Escuela Superior de Ingeniería de Sevilla


C-11 C-12 C-13

EB-25VB-140

VB-141EB-26

VA-34

VA-35

VR-64

VR-65

Desde intercambiador 2 de

fondos de la columna

de destilación

EB-21VB-132

VB-133EB-22

VA-29

VA-30

VR-57

VR-58

I‐4

Desde caldera

Hacia caldera

Desde la planta de

ósmosis inversa

I‐5

EV‐1

I‐6

VR‐68

Desde torre de

refrigeración

VA‐37Hacia torre de

refrigeración

TC

313

TT

313

SP

TB‐1

VA‐42

TC

321

TT

321

SP

EB-27VB-144

VB-145 EB-28

VA-38

VA-39

VR-69

VR-70

Hacia PTAR

EB-29VB-148

VB-149

EB-30

VA-40

VA-41

VR-72

VR-73

VR‐75

Hacia torre de

refrigeración

Desde torre de

refrigeración

VB‐134 VB‐135

VR‐59

VC‐11

FC

302

FT

302

SP

FV

302

VR-60

VA-31SP

TC

303

TT

303

TP

VR-67

VA-36

SP

TC

312

TT

312

VB‐142 VB‐143

VR‐66

VC‐13

FC

311

FT

311

SP

FV

311

EB-23VB-136

VB-137EB-24

VA-32

VA-33

VR-61

VR-62

.

.

TR

VB‐138 VB‐139

VR‐63

VC‐12

.

.

FC

307

FT

307

.

.SP

FV

307

.

Hacia PTAR

VB‐146 VB‐147

VR‐71

VC‐14

FC

317

FT

317

SP

FV

317

VB‐151 VB‐150

VR‐74

VC‐15

FC

320

FT

320SP

FV

320

PI

309

PI

310

LI

308

PI

305

PI

306

LI

304

PI

318

PI

319

PI

315

PI

316

PI

301

PI

300

SA-6

SA-7

SA-8

TB‐2

VB‐153

VB‐152

PI

323

TI

324

PI

325

TI

326

LT

327

LI

322

I‐462

I‐463

TB‐*

EV*

VR‐*

VC‐*

I‐*

CL‐*

TP*

TR*

EB‐*

VA‐*

CD*

VB‐*

Condensador

Tanque biodiesel

Evaporador

Equipos de bombeo

Tanque residuos

Tanque pulmón

Centrifugador líquidos

Intercambiador

Válvula de control

Válvula de bola

Válvula antiretorno



Sección 3

Firma:


Realizado: Mª José García BernalIngeniería de procesos de planta de fabricación


Plano: 7Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Sevilla

Universidad de SevillaSevilla, Junio 2018

Escala: s.e

LT

314

Desde caldera

Hacia caldera

M‐1 M‐2

VB‐154VB‐155

VB‐157

VB‐159

Desde las

centrifugadoras

VB-156

VB-161

VA-45

VA-44

EB-31VB-162

VB-163 EB-32

VA-43

VA-44

VR-76

VR-77

EB-33VB-174

VB-175 EB-34

VA-48

VA-9

VR-79

VR-80

TAGL-1

I-7

Hacia caldera

Desde caldera

M‐3 M‐4

T‐ NaOH

VB‐166VB‐170

VB‐167

VB‐171

VB-169VB-173

VA-46 VA-47

WC

407

WT

407

WT

409

WC

409

SP

SP

C-14

VB-164 VB-165

VR‐78

VC‐16

FC

406

FT

406

SP

FV

406

VB-176 VB-177

VR‐81

VC‐17

FC

413

FT

413

SP

FV

413

VR-82

VA-50

TC

414

TT

414

EV‐2

VR‐82

Desde torre de

refrigeración

VA‐51

Hacia torre de

refrigeración

TC

415

TT

415

SP

EB-35VB-178

VB-179 EB-36

VA-53

VA-52

VR-83

VR-84

Hacia Torre de

Rectificación de Metanol

VB-180 VB-181

VR‐85

VC‐18

FC

418

FT

418

SP

FV

418

PI

416

PI

417

I‐8

TG‐1VA‐56

TC

422

TT

422

SP

EB-37VB-182

VB-183

EB-38

VA-54

VA-55

VR-86

VR-87

VR‐89

Hacia torre de

refrigeración

Desde torre de

refrigeración

VB-185 VB-184

VR‐88

VC‐19

FC

421

FV

421SP

FT

421

PI

419

PI

420

WC

400

WT

400

SP

WC

401WT

401

SP

PI

405

PI

404

PI

411

PI

412

SP

SA-9

SA-10

TG‐2

VB-186

VB-187

TI

425

PI

424

TI

430

PI

429

LC

427

LT

426

LT

423

LC

423

SP

SP

TAGL-2

VB-188

VB-189

TI

433

PI

432

TI

436

PI

435

LT

431

LC

431

LT

434

LC

434

SP

SP

SC

408

ST

408

ST

403

SC

403

ST

402

SC

402

SP

SP

SC

410

ST

410SP

SP

VB-160VB-158

VB‐172VB‐168


VR‐*

VC‐*

I‐*

CL‐*

VB‐*


Intercambiador

Válvula de control

Válvula de bola


TAGL‐*

EV*

TG*

EB‐*

CD* Condensador

Tanque ácido grasos libres

Evaporador

Equipos de bombeo

Tanque glicerina

M‐* Mezclador

T‐HCl

T‐NaOH

Tolva de HCl

Tolva de NaOH

Sevilla, Junio 2018


Sección 4



Firma:




Escala: s.e

Plano:8

THCl EB-39VB-190

VB-191 EB-40

VA-57

VA-58

VR-90

VR-91

VB-192 V-4

VC‐20

VC‐21

VB‐193

1

4

VR-*

VA-*

TR

CV

TG-*


Válvula antirretorno

Depósito gasoil

Caldera de vapor

Torre de refrigeración


VB-* Válvula de bola





Firma:


Sección 5


Escala: s.e



TR

Vapor

Desde SA-2

Desde SA-3

Desde SA-4

Desde R-*

Desde M-*

Desde SA-10

Desde SA-8

Desde SA-5

EB-41

EB-42

VB-190

VB-191

VA-56

VA-57 VR-92

VR-91

VB-193VB-192 V-31

VR-89

V-33

VB-195

VB-196

VB-198

VB-197

VB-200

VB-202

VB-203

VB-204

Hacia R-*

Hacia M-*

Hacia SA-10

Hacia SA-8

Hacia SA-5

Hacia SA-4

Hacia SA-3

Hacia SA-2

CV

Desde SA-6

Desde TP-*

Desde CRM

Desde CD

Gases de combustión

Hacia SA-6

Hacia TP-*

Hacia CRM

Hacia CD

VB-210

VB-211

VB-212

VB-213

TG-1

TG-2

EB-43

EB-44

VB-206

VB-207

VA-58

VA-59 VR-94

VR-93

VB-209VB-208 V-51

VR-90

TI

506

PI

507

PI

508

PI

503

PI

504

LHH

501

LT

501

LVV

501

LT

402

LHH

502

LVV

502

3

2FT

505

FV

505

FC

505

SP

FT

508

FC

508

FV

508

SP

TI

510

PI

509

VB-194

Hacia SA-1Desde SA-1

Desde SA-7

Desde SA-9

VB-199

VB-201

Hacia SA-7

Hacia SA-9





168

T-1

NaOH

T-2

NaOH

R-1

VB-35

VB-37

EB-9VB-50

VB-51 EB-10

VA-9

VA-10

VR-17

VR-18

C-1

M-1

VB-24

EB-7

VB-29

VB-30

EB-8

VA-7

VA-8

VR-14

VR-15

VT-1

VT-4

VT-3 VT-6

EB-3

VB-19

VB-20

EB-4

VA-6

VA-7

VR-9

VR-10

EB-1VB-3

VB-4

EB-2

VA-1

VA-2

VR-1

VR-2

VR-12

VR-13

VR-20M-3

VB-25

VB-26

Desde Torre

de Refrigeración

Desde Torre

de Refrigeración

VB-13

Desde Torre

de Refrigeración

VB-54

VB-66

VB-56

VB-67

VB-55

R-8

VB-76

VB-88

VR-24

VB-68

C-5

VB-72

C-6

VB-96

VB-101

VB-108

VB-107

VB-102

VB-113

C-10

EB-11VB-92

VB-93 EB-12

VA-10

VA-11

VR-29

VR-30

VA-12


Corriente Glicerina

VA-13

Hacia el

Intercambiador 1

TM-1

TA-2VB-5 VB-6

VR-3

VC-1

VB-21 VB-22

VR-11

VC-3

VB-31 VB-32

VR-16

VC-4

VB-52 VB-53

VR-19

VC-5

VB-94 VB-95

VR-31

VC-6

VS-1

VB-23

VS-3

3

TM-2

VB-18VB-17

TA-1

VB-2Sistema

Bombeo

Sistema

Bombeo

Sistema

Bombeo

Sistema

Bombeo

VS-4

4VS-13

13

VB-27VB-28

VB-36

VB-84

V-1

V-2

V-4

V-3

22

NaOH

Mezcla

Aceite girasol y metanol

Agua

Vapor

EB-5VB-9

VB-10

EB-6

VA-4

VA-5

VR-6

VR-7

VB-11 VB-12

VR-8

VC-2

TP-1

TP-2

VB-8

VB-7

114

110

VB-1

Desde la

caldera

VR-5

VR-4

V-21

119

Hacia la

caldera

Desde la

caldera

VA-3

Hacia la

caldera



Tuberías

Sección 1


Escala: s.e



Firma:



VB-33

122

VB-34

VB-80

Desde Torre

de Refrigeración

10

1

6

2

7

13

16

12

18

15

20

19

21

23

24

25

26

27

28

108

109

111

112

115

113

118

116

117

120

121

9

29

48

66

76

80

81

85

90

56

74

91

106

92

97

98

103 105

104

102

107

86

30

5

93

75

57

Hacia Torre

de Refrigeración

65

Hacia Torre

de Refrigeración

47

38

39

Gases

CD

136

E-1

VB-116

VB-117EB-14

EB-13

VA-15

VA-16

141

138

168

I-2

143

VR-38

VR-34

VR-43

VR-35

VR-39

VR-56

VA-21

VA-16

VA-19

VR-37

170

Hacia torre

de refrigeración

Hacia torre

de refrigeración

De torre

de refrigeración

171De torre

de refrigeración

Desde caldera

Hacia caldera



CRM

150

VB-128

VB-129EB-18

EB-17

VA-22

VA-23

161

158

164

I-3

160

152

VR-46

VR-51

VR-54

VR-52

166

VR-55

VA-24

Hacia torre

de refrigeración

De torre

de refrigeración

Desde torre

de refrigeración

Hacia caldera

Hacia PTAR

167

SP

C‐1

134

135

VA-20

148



151

Hacia tanque

metanol

I-1

VR-33

VA-14

Hacia caldera


de separación

133

169

165

VB‐118 VB‐119

VR‐36

VC‐7

144

139

140

VB‐130 VB‐131

VR‐53

VC‐10

163142162

E-2

VR-47

Desde caldera

Hacia caldera157

159

VR-45

VA-25

Hacia torre

de refrigeración

149

SA-1

SA-2

SA-3

SA-4

SA-5

130

131

Desde caldera

Corriente biodiesel y metanol

Agua fresa y residual

Vapor

VB-120

VB-121EB-16

EB-15VA-17

VA-18

137

VR-40

VR-41

VB‐122 VB‐123

VR‐42

VC‐8

145

146

147

VA-28

153

154

VB-124

VB-125EB-20

EB-19

VA-26

VA-27

VR-48

VR-49

VB‐126 VB‐127

VR‐50

VC‐9

155

156



Tuberías

Sección 2



Firma:


Escala: s.e



132

C-11 C-12 C-13

EB-25VB-140

VB-141EB-26

185

VA-34

VA-35

VR-64

VR-65



de destilación

179

178

EB-21VB-132

VB-133EB-22

VA-29

VA-30

VR-57

VR-58

I‐4

183

Desde caldera

Hacia caldera

I‐5

Hacia caldera

Desde caldera

EV‐1

I‐6

VR‐68

Desde torre de

refrigeración

196


refrigeración

TB‐1

VA‐42

EB-27VB-144

VB-145 EB-28

VA-38

VA-39

VR-69

VR-70

Hacia PTAR

191

201

190

EB-29VB-148

VB-149

EB-30

VA-40

VA-41

VR-72

VR-73

VR‐75

Hacia torre de

refrigeración

Desde torre de

refrigeración

VB‐134 VB‐135

VR‐59

VC‐11

VR-60

VA-31175

176

177

TP

VR-67

VA-36

188

186

VB‐142 VB‐143

VR‐66

VC‐13

187

189

193

EB-23VB-136

VB-137EB-24

VA-32

VA-33

VR-61

VR-62

.

.

TR

VB‐138 VB‐139

VR‐63

VC‐12

.

204

.

205

Hacia PTAR

VB‐146 VB‐147

VR‐71

VC‐14

192

194

VB‐151 VB‐150

VR‐74

VC‐15

197198

199

174

SA-6

SA-7

SA-8

TB‐2

VB‐153

VB‐152

200202

195

173

182

180

184

203

172

181

Vapor

Agua fresca y residual

Corriente biodiesel Tuberías

Sección 3

Firma:






Escala: s.e

M‐1 M‐2

206

VB‐154

207

VB‐155

VB‐157

VB‐159

Desde las

centrifugadoras

VB-156

VB-161

VA-45

VA-44

EB-31VB-162

VB-163 EB-32

VA-43

VA-44

VR-76

VR-77

EB-33VB-174

VB-175 EB-34

VA-48

VA-9

VR-79

VR-80

TAGL-1

218

I-7

239

Hacia caldera

Desde caldera

M‐3 M‐4

T‐ NaOH

VB‐166VB‐170

VB‐167

VB‐171

220

221

VB-169VB-173

VA-46 VA-47

C-14

VB-164 VB-165

VR‐78

VC‐16

VB-176 VB-177

VR‐81

VC‐17

VR-82

VA-50

230

232

EV‐2

VR‐82

234

Desde torre de

refrigeración

VA‐51

Hacia torre de

refrigeración

EB-35VB-178

VB-179 EB-36

VA-53

VA-52

VR-83

VR-84

Hacia Torre de


VB-180 VB-181

VR‐85

VC‐18

237

231

233

236

I‐8

TG‐1

243

VA‐56

EB-37VB-182

VB-183

EB-38

VA-54

VA-55

VR-86

VR-87

VR‐89

Hacia torre de

refrigeración

Desde torre de

refrigeración

VB-185 VB-184

VR‐88

VC‐19

240

242

216

SA-9

241

SA-10

TG‐2

VB-186

VB-187

244

246

245

TAGL-2

VB-188

VB-189

247

235

VB-160VB-158

210211

VB‐172VB‐168

223

238

209

212

214

208

213

215

224

222

226225

217

228

229

227

219

Agua fresa y residual

Mezcla

NaOH

Glicerina y ácidos grasos

Sevilla, Junio 2018

Tuberías

Sección 4



Firma:




Escala: s.e

Plano: 13

248

THCl EB-39VB-190

V-1 EB-40

P-149V-4

V-9

V-5

V-7

V-10

V‐12

V‐2

130

188

231

55

189

132

232


Agua

Gasoil

Vapor





Firma:

Tuberías

Sección 5


Escala: s.e



TR

Vapor

Desde SA-2

Desde SA-3

Desde SA-4

149

169

Desde R-*

Desde M-*

Desde SA-10

199

Desde SA-8

Desde SA-5

242

165

247

EB-41

EB-42

VB-190

VB-191

VA-56

VA-57 VR-92

VR-91

VB-193VB-192 V-31

248

249VR-89

V-33

250

VB-195

VB-196

VB-198

VB-197

VB-200 243

13VB-202

VB-203

VB-204

Hacia R-*

64

Hacia M-*

Hacia SA-10

201

Hacia SA-8

Hacia SA-5

Hacia SA-4

171

166

151Hacia SA-3

Hacia SA-2

CV

Desde SA-6

Desde TP-*

118

Desde CRM

175

Desde CD

257

139

157

256 Gases de combustión

Hacia SA-6

115

Hacia TP-*

Hacia CD

258

VB-210

VB-211

176VB-212

VB-213

140

Hacia CRM

TG-1

TG-2

EB-43

EB-44

VB-206

VB-207

VA-58

VA-59 VR-94

VR-93

VB-209VB-208 V-51

253

VR-90

255

252

251

254

159

14

Desde SA-1

VB-194

Hacia SA-1

Desde SA-7

Desde SA-9

VB-199

Hacia SA-7

VB-201

Hacia SA-9



Número Fluido Material Diámetro Espesor Especificación

1 NaOH Acero Inoxidable 1/8” 0,37 mm 1




5 NaOH Acero Inoxidable 1/8” 0,37 mm 1 6 NaOH Acero Inoxidable 1/8” 0,37 mm 1

7 Gases venteo Acero Inoxidable 1/8” 0,37 mm 1

8 Gases venteo Acero Inoxidable 1/8” 0,37 mm 1

9 Gases venteo Acero Inoxidable 1/8” 0,37 mm 1 10 Metanol Acero Inoxidable 2” 3,91 mm 2

11 Metanol Acero Inoxidable 2” 3,91 mm 2

12 Metanol Acero Inoxidable 2“ 3,91 mm 2

13 Agua refrigera-

ción Acero Inoxidable ¾ “ 1,69 mm 1

14 Agua refrigera-

ción Acero Inoxidable ¾” 1,69 mm 1

15 Agua refrigera-

ción Acero Inoxidable ¾” 1,69 mm 1

16 Mezcla Acero Inoxidable 2” 3,91 mm 2




20 Metanol Acero Inoxidable 2” 3,91 mm 2


22 Metanol Acero Inoxidable 2 ½” 5,16 mm 2 23 Metanol Acero Inoxidable 2 ½” 5,16 mm 2

24 Metanol Acero Inoxidable 2 ½” 5,16 mm 2


26 Metanol Acero Inoxidable 2 ½” 5,16 mm 2 27 Metanol Acero Inoxidable 2 ½” 5,16 mm 2






33 Mezcla Acero Inoxidable 2” 3,91 mm 2 34 Mezcla Acero Inoxidable 2” 3,91 mm 2

35 Metanol Acero Inoxidable ¾” 1,69 mm 1




39 Venteo Acero Inoxidable 1/8” 1,73 mm 1


41 Venteo Acero Inoxidable 1/8” 0,37 mm 1 42 Venteo Acero Inoxidable 1/8” 0,37 mm 1








48 Agua refrigera-

ción Acero Inoxidable 3” 5,49 mm 2

49 Agua refrigera-


50 Agua refrigera-


51 Agua refrigera-


52 Agua refrigera-

ción Acero Inoxidable 6 “ 7,11 mm 2

53 Agua refrigera-


54 Agua refrigera-


55 Agua refrigera-


56 Agua refrigera-


57 Agua refrigera-


58 Agua refrigera-


59 Agua refrigera-


60 Agua refrigera-


61 Agua refrigera-


62 Agua refrigera-


63 Agua refrigera-


64 Agua refrigera-


65 Agua refrigera-


66 Mezcla Acero Inoxidable 1 ¼ “ 3,39 mm 1



69 Mezcla Acero Inoxidable 1 ¼ “ 3,39 mm 1 70 Mezcla Acero Inoxidable 1 ¼ ” 3,39 mm 1

71 Mezcla Acero Inoxidable 1 ¼ ” 3,39 mm 1

72 Mezcla Acero Inoxidable 1 ¼ ” 3,39 mm 1

73 Mezcla Acero Inoxidable 1 ¼ ” 3,39 mm 1 74 Mezcla Acero Inoxidable 1 ¼ ” 3,39 mm 1









81 Glicerina impu-

ra Acero Inoxidable

1/4” 0,63 mm 1

82 Glicerina impu-

ra Acero Inoxidable

1/4” 0,63 mm 1

83 Glicerina impu-

ra Acero Inoxidable

1/4” 0,63 mm 1

84 Glicerina impu-

ra Acero Inoxidable

1/4” 0,63 mm 1

85 Glicerina impu-

ra Acero Inoxidable

1/4” 0,63 mm 1

86 Glicerina impu-

ra Acero Inoxidable

1/4” 0,63 mm 1




91 Mezcla Acero Inoxidable 1 ¼” 3,39 mm 1

92 Mezcla Acero Inoxidable 1 ¼” 3,39 mm 1 93 Mezcla Acero Inoxidable 1 ¼” 3,39 mm 1





98 Biodiesel impu-

ro Acero Inoxidable 1” 2,50 mm 1

99 Biodiesel impu-


100 Biodiesel impu-


101 Biodiesel impu-


102 Glicerina impu-

ra Acero Inoxidable 1/8” 0,37 mm 1

103 Biodiesel impu-

ro Acero Inoxidable 1/8” 0,37 mm 1

104 Glicerina impu-


105 Biodiesel impu-


106 Glicerina impu-


107 Glicerina impu-


108 Aceite girasol Acero Inoxidable 8” 8,18 mm 3



111 Aceite girasol Acero Inoxidable 8” 8,18 mm 3 112 Aceite girasol Acero Inoxidable 8” 8,18 mm 3

113 Vapor Acero Inoxidable 4” 6,02 mm 2







118 Vapor Acero Inoxidable 4” 6,02 mm 2 119 Aceite girasol Acero Inoxidable 8” 8,18 mm 3



122 Aceite girasol Acero Inoxidable 8” 8,18 mm 3 123 Aceite girasol Acero Inoxidable 8” 8,18 mm 3






130 Vapor Acero Inoxidable 1 ¼” 3,39 mm 1

131 Biodiesel impu-



133 Biodiesel impu-


134 Metanol Acero Inoxidable 1/8” 0,37 mm 1




138 Biodiesel impu-


139 Vapor Acero Inoxidable 1/8” 0,37 mm 1


141 Biodiesel impu-


142 Biodiesel impu-


143 Biodiesel impu-


144 Biodiesel impu-


145 Metanol Acero Inoxidable 1/8” 0,37 mm 146 Metanol Acero Inoxidable 1/4” 0,63 mm 1



149 Agua refrigera-

ción Acero Inoxidable 1/4” 0,63 mm 1


151 Agua refrigera-

ción Acero Inoxidable 1/4” 0,63 mm 1




155 Metanol Acero Inoxidable 1/4” 0,63 mm 1 156 Metanol Acero Inoxidable 1/4” 0,63 mm 1




158 Impurezas Acero Inoxidable 1/8” 0,37 mm 1


160 Impurezas Acero Inoxidable 1/8” 0,37 mm 1 161 Impurezas Acero Inoxidable 1/8” 0,37 mm 1




165 Agua refrigera-

ción Acero Inoxidable 1 ¼” 3,39 mm 1

166 Agua refrigera-



168 Biodiesel impu-


169 Agua refrigera-

ción Acero Inoxidable ¼” 0,63 mm 1

170 Biodiesel impu-


171 Agua refrigera-

ción Acero Inoxidable ¼” 0,63 mm 1

172 Agua Acero Inoxidable 3/8” 0,84 mm 1






178 Biodiesel impu-



180 Biodiesel impu-


181 Biodiesel impu-


182 Agua Acero Inoxidable 3/8” 0,84 mm

183 Biodiesel impu-



185 Biodiesel impu-


186 Biodiesel impu-


187 Biodiesel impu-




190 Biodiesel impu-


191 Agua refrigera-


192 Agua sucias Acero Inoxidable 1/8” 0,37 mm 1

193 Agua refrigera-






196 Biodiesel Acero Inoxidable 1” 2,50 mm 1 197 Biodiesel Acero Inoxidable 1” 2,50 mm 1

198 Biodiesel Acero Inoxidable 1” 2,50 mm 1

199 Agua refrigera-



201 Agua refrigera-



203 Impurezas Acero Inoxidable 3/8” 0,84 mm 1 204 Impurezas Acero Inoxidable 3/8” 0,84 mm 1


206 HCl Acero Inoxidable 1/8” 0,37 mm 1

207 HCl Acero Inoxidable 1/8” 0,37 mm 1

208 Glicerina impu-


209 Glicerina impu-


210 Venteo Acero Inoxidable 1/8” 0,37 mm 1 211 Venteo Acero Inoxidable 1/8” 0,37 mm 1

212 Mezcla Acero Inoxidable ½” 1,27 mm 1






218 Mezcla Acero Inoxidable ½” 1,27 mm 1 219 Ácidos grasos Acero Inoxidable 1/8” 0,37 mm 1







226 Mezcla Acero Inoxidable ½” 1,27 mm 1 227 Mezcla Acero Inoxidable ½” 1,27 mm 1


229 Mezcla Acero Inoxidable ½” 1,27 mm 1 230 Mezcla Acero Inoxidable ½” 1,27 mm 1

231 Vapor Acero Inoxidable ½” 1,27 mm 1

232 Vapor Acero Inoxidable ½” 1,27 mm 1


234 Agua refrigera-


235 Agua refrigera-


236 Metanol Acero Inoxidable ¼” 0,63 mm 1





239 Glicerina Acero Inoxidable 1/8” 0,37 mm 1



242 Agua refrigera-


243 Agua refrigera-


244 Glicerina Acero Inoxidable 1/8” 0,37 mm 1 245 Glicerina Acero Inoxidable 1/8” 0,37 mm 1


247 Agua refrigera-


248 Agua refrigera-


249 Agua refrigera-

ción Acero Inoxidable 12“ 73,88 mm 3

250 Agua refrigera-


251 Gasóleo C Acero al carbono 12” 5,0 mm 3 252 Gasóleo C Acero al carbono 12” 5,0 mm 3

253 Gasóleo C Acero al carbono 12” 5,0 mm 3



256 Gases combus-

tión Acero al carbono 12” 5,0 mm 3

257 Agua caliente Acero Inoxidable ¾” 1,69 mm 1

258 Vapor Acero Inoxidable ¾” 1,69 mm 1



Especificación Elemento Desde Hasta E/C

SCH 1/U Material CD

1 A. Inox. AISI 304L Clase: 150 M. Corr : 1 mm Cara: STG M. Junta: 2 mm Limite servicio 15,9 Bar G y 0 C 11,0 Bar G y 200 C

Pipe Válvula de bola

Válvula de retención Válvula de asiento

Válvula aguja Bridas

1/8" 1/2 " 1/2" 1/4" 1/2" 1/2"

1 1/2" 6"

10" 3/8" 1"

24"

BE BW SG SW SG STG

80S 150 150 150 150 150

Tubería de A. Inox. ASTM A312 GR. TP304L, sin soldadura V-B4AH01 A. Inox. AISI 304 Bola-Vast. AISI 304, Asien.

PTFE V-C3AH06 A. Inox. AISI 304, Junta espir. 304+PTFE

V-L3AH02 A. Inox. AISI 304 AISI 304, Asiento Integral V-N3AH02 A. Inox. AISI 304 AISI 304, Asien. Integ.,

Emp.PTFE Bridas forjadas de acero inoxidable ASTM A182, Grado F304

P F F 20 F D

2 A. Inox. AISI 304L Clase: 150 M. Corr : 1 mm Cara: STG M. Junta: 2 mm Limite servicio 15,9 Bar G y 0 C 11,0 Bar G y 200 C


Válvula de retención Válvula de asiento

Bridas

2" 1/2" 1/2" 1/2" 1/2"

6" 6"

10" 6"

24"

BE BW SG SG STG

10S 150 150 150 150

Tubería de A. Inox. ASTM A312 GR. TP304L, sin soldadura V-B4AH01 A. Inox. AISI 304 Bola-Vast. AISI 304, Asien.

PTFE V-C3AH06 A. Inox. AISI 304, Junta espir. 304+PTFE

V-L3AH08 A. Inox. AISI 304 AISI 304, Empaquetadura PTFE Bridas forjadas de acero inoxidable ASTM A182, Grado F304

P F F F D

3 A.Inox . AISI 304L Clase: 900 M. Corr: 3,2 mm Cara: RF4 M. Junta: 3,2 mm Límite servicio 33 Bar G y 565 C 122 Bar G y 37 C


Válvula de retención Válvula de retención

Bridas

8" 8"

1/2" 12" 1/2"

12" 24" 10" 24" 24"

BE BW SG SG STG

160 1.500 1.500 1.500 1.500

Tub. de A. Aleado (ferrítico) ASTM A335 GR.P11, Sin soldadu-ra V-C2FD02 AA. 1,25%Cr-0,5%Mo 13% Cr, Asien. Estell, Tapa

RTJ V-G1FD01 AA. 1,25%Cr-0,5%Mo 13%Cr, Asien. Estell, Tapa

RTJ V-L2FT01 AA. 1,25%Cr-0,5%Mo 13%Cr, Asien. Estell, Tapa

RTJ Bridas forjadas de acero aleado (ferrítico) ASTM A182 GR.F11

N 20 20 20 D





177

T-1

NaOH

T-2

NaOH

R-1

VB-35

VB-37

EB-9VB-50

VB-51 EB-10

VA-9

VA-10

VR-17

VR-18

C-1

M-1

VB-24

EB-7

VB-29

VB-30

EB-8

VA-7

VA-8

VR-14

VR-15

VT-1

VT-4

VT-3 VT-6

EB-3

VB-19

VB-20

EB-4

VA-6

VA-7

VR-9

VR-10

EB-1VB-3

VB-4

EB-2

VA-1

VA-2

VR-1

VR-2

VR-12

VR-13

VR-20M-3

VB-25

VB-26

Desde Torre

de Refrigeración

Desde Torre

de Refrigeración

VB-13

Desde Torre

de Refrigeración

VB-54

VB-66

VB-56

VB-67

VB-55

R-8

VB-76

VB-88

VR-24

VB-68

C-5

VB-72

C-6

VB-96

VB-101

VB-108

VB-107

VB-102

VB-113

C-10

EB-11VB-92

VB-93 EB-12

VA-10

VA-11

VR-29

VR-30

VA-12


Corriente Glicerina

VA-13

Hacia el

Intercambiador 1

Desde torre

rectificación

TM-1

TA-2VB-5 VB-6

VR-3

VC-1

VB-21 VB-22

VR-11

VC-3

VB-31 VB-32

VR-16

VC-4

VB-52 VB-53

VR-19

VC-5

VB-94 VB-95

VR-31

VC-6

VS-1

1

VB-23

VS-3

3

TM-2

VB-18VB-17

TA-1

VB-2Sistema

Bombeo

Sistema

Bombeo

Sistema

Bombeo

Sistema

Bombeo

VS-4

4VS-13

13

VB-27VB-28

VB-36

VB-84

V-1

V-2

V-4

V-3

VT-*

VB-*

VS-*

VR-*

VA-*

Válvula de tajadera

Válvula de bola

Válvula de antiretorno


Válvula de seguridad


M-* Mezcladores

Reactores

Centrifugadoras

Tanque de aceite

Tanque de metanol

Tolva de NaOH

R-*

C-*

TA-*

TM-*

T-*

EB-5VB-9

VB-10

EB-6

VA-4

VA-5

VR-6

VR-7

VB-11 VB-12

VR-8

VC-2

TP-1

TP-2

VB-8

VB-7

VB-1

Desde la

caldera

VR-5

VR-4

V-21

Hacia la

caldera

Desde la

caldera

VA-3

Hacia la

caldera

TP-* Tanque pulmón



Válvulas

Sección 1


Escala: s.e



Firma:



VB-33

VB-34

VB-80

Desde Torre

de Refrigeración

Hacia Torre

de RefrigeraciónHacia Torre

de Refrigeración

CD

E-1

VB-116

VB-117EB-14

EB-13

VA-15

VA-16

I-2

VR-38

VR-34

VR-43

VR-35

VR-39

VR-56

VA-21

VA-16

VA-19

VR-37

Hacia torre

de refrigeración

Hacia torre

de refrigeración

De torre

de refrigeración

De torre

de refrigeración

Desde caldera

Hacia caldera



CRM

VB-128

VB-129EB-18

EB-17

VA-22

VA-23

I-3

VR-46

VR-51

VR-54

VR-52

VR-55

VA-24

Hacia torre

de refrigeración

De torre

de refrigeración

Desde torre

de refrigeración

Hacia caldera

Hacia PTAR

C‐1

VA-20



Hacia tanque

metanol

I-1

VR-33

VA-14

Hacia caldera


de separación

VB‐118 VB‐119

VR‐36

VC‐7

VB‐130 VB‐131

VR‐53

VC‐10

E-2

VR-47

Desde caldera

Hacia caldera

VR-45

VA-25

Hacia torre

de refrigeración

SA-1

SA-2

SA-3

SA-4

SA-5

Desde caldera

C*


VR*

VB*

VC*

I*

CD

CRM

EB*


Válvula de bola

Intercambiador

Válvula de control

Columna de destilación

Columna de rectificación

de metanol

Equipo de bombeo

Condensador

VB-120

VB-121EB-16

EB-15VA-17

VA-18

VR-40

VR-41

VB‐122 VB‐123

VR‐42

VC‐8 VA-28

VB-124

VB-125EB-20

EB-19

VA-26

VA-27

VR-48

VR-49

VB‐126 VB‐127

VR‐50

VC‐9



Válvulas

Sección 2



Firma:


Escala: s.e



C-11 C-12 C-13

EB-25VB-140

VB-141EB-26

VA-34

VA-35

VR-64

VR-65



de destilación

EB-21VB-132

VB-133EB-22

VA-29

VA-30

VR-57

VR-58

I‐4

Desde caldera

Hacia caldera

Desde la planta de

ósmosis inversa

I‐5

Hacia caldera

Desde caldera

EV‐1

I‐6

VR‐68

Desde torre de

refrigeración


refrigeración

TB‐1

VA‐42

EB-27VB-144

VB-145 EB-28

VA-38

VA-39

VR-69

VR-70

Hacia PTAR

EB-29VB-148

VB-149

EB-30

VA-40

VA-41

VR-72

VR-73

VR‐75

Hacia torre de

refrigeración

Desde torre de

refrigeración

VB‐134 VB‐135

VR‐59

VC‐11

VR-60

VA-31

TP

VR-67

VA-36

VB‐142 VB‐143

VR‐66

VC‐13

EB-23VB-136

VB-137EB-24

VA-32

VA-33

VR-61

VR-62

.

.

TR

VB‐138 VB‐139

VR‐63

VC‐12

.

.

Hacia PTAR

VB‐146 VB‐147

VR‐71

VC‐14

VB‐151 VB‐150

VR‐74

VC‐15

SA-6

SA-7

SA-8

TB‐2

VB‐153

VB‐152

TB‐*

EV*

VR‐*

VC‐*

I‐*

CL‐*

TP*

TR*

EB‐*

VA‐*

CD*

VB‐*

Condensador

Tanque biodiesel

Evaporador

Equipos de bombeo

Tanque residuos

Tanque pulmón


Intercambiador

Válvula de control

Válvula de bola

Válvula antiretorno


Válvulas

Sección 3

Firma:






Escala: s.e

M‐1 M‐2

VB‐154

VB‐157

VB‐159

Desde las

centrifugadoras

VB-156

VB-161

VA-45

VA-44

EB-31VB-162

VB-163 EB-32

VA-43

VA-44

VR-76

VR-77

EB-33VB-174

VB-175 EB-34

VA-48

VA-9

VR-79

VR-80

TAGL-1

I-7

Hacia caldera

Desde caldera

M‐3 M‐4

T‐ NaOH

VB‐166VB‐170

VB‐167

VB‐171

VB-169VB-173

VA-46 VA-47

C-14

VB-164 VB-165

VR‐78

VC‐16

VB-176 VB-177

VR‐81

VC‐17

VR-82

VA-50

EV‐2

VR‐82

Desde torre de

refrigeración

VA‐51

Hacia torre de

refrigeración

EB-35VB-178

VB-179 EB-36

VA-53

VA-52

VR-83

VR-84

Hacia Torre de


VB-180 VB-181

VR‐85

VC‐18

I‐8

TG‐1VA‐56

EB-37VB-182

VB-183

EB-38

VA-54

VA-55

VR-86

VR-87

VR‐89

Hacia torre de

refrigeración

Desde torre de

refrigeración

VB-185 VB-184

VR‐88

VC‐19

SA-9

SA-10

TG‐2

VB-186

VB-187

TAGL-2

VB-188

VB-189

VB-160VB-158

VB‐172VB‐168


VR‐*

VC‐*

I‐*

CL‐*

VB‐*


Intercambiador

Válvula de control

Válvula de bola


TAGL‐*

EV*

TG*

EB‐*

CD* Condensador

Tanque ácido grasos libres

Evaporador

Equipos de bombeo

Tanque glicerina

M‐* Mezclador

T‐HCl

T‐NaOH

Tolva de HCl

Tolva de NaOH

Sevilla, Junio 2018

Válvulas

Sección 4



Firma:




Escala: s.e

Plano: 18

VB‐155

THCl EB-39VB-190

VB-191 EB-40

VA-57

VA-58

VR-90

VR-91

VB-192 V-12

VR‐92

VC‐21

VB‐193

VR-*

VA-*

TR

CV

TG-*


Válvula antirretorno

Depósito gasoil

Caldera de vapor

Torre de refrigeración


VB-* Válvula de bola





Firma:

Válvulas

Sección 5


Escala: s.e



TR

Vapor

Desde SA-2

Desde SA-3

Desde SA-4

Desde R-*

Desde M-*

Desde SA-10

Desde SA-8

Desde SA-5

EB-41

EB-42

VB-190

VB-191

VA-56

VA-57 VR-92

VR-91

VB-193VB-192 V-31

VR-89

V-33

VB-195

VB-196

VB-198

VB-197

VB-200

VB-202

VB-203

VB-204

Hacia R-*

Hacia M-*

Hacia SA-10

Hacia SA-8

Hacia SA-5

Hacia SA-4

Hacia SA-3

Hacia SA-2

CV

Desde SA-6

Desde TP-*

Desde CRM

Desde CD


Hacia SA-6

Hacia TP-*

Hacia CRM

Hacia CD

VB-210

VB-211

VB-212

VB-213

TG-1

TG-2

EB-43

EB-44

VB-206

VB-207

VA-58

VA-59 VR-94

VR-93

VB-209VB-208 V-51

VR-90

Desde SA-1

VB-194

Hacia SA-1

Desde SA-7

Desde SA-9

VB-201

VB-199

Hacia SA-7

Hacia SA-9





178



Tanque almacenamiento de aceite de girasol, TA-1



Código TA-1 Material construcción Acero inoxidable

Tipo Atmosférico


Interior cubeto



Concentración producto Puro Características producto Grasa vegetal





Requiere cubeto Sí




Tanque de almacenamiento de aceite de girasol, TA-2



Código TA-2 Material construcción Acero inoxidable

Tipo Atmosférico


Interior cubeto



Concentración producto Puro Características producto Grasa vegetal





Requiere cubeto Sí




Tanque pulmón de aceite de girasol, TP-1



Código TP-1 Material construcción Acero inoxidable

Tipo Atmosférico


Interior cubeto



Concentración producto Puro Características producto Alcohol





Requiere cubeto Sí


Sistema calentamiento Serpentines




Tanque pulmón de aceite de girasol, TP-2



Código TP-2 Material construcción Acero inoxidable

Tipo Atmosférico


Interior cubeto








Requiere cubeto Sí


Sistema calentamiento Serpentines




Tolva pesadora de NaOH, TV-1



Código T-1



Cubierta Plana

Recubrimiento Z-600








Altura h1 0,04 m

Altura h2 0,2 m

Altura h3 0,15 m





AISI 304 / 316





Tolva pesadora de NaOH, TV-2



Código T-2



Cubierta Plana

Recubrimiento Z-600








Altura h1 0,04 m

Altura h2 0,2 m

Altura h3 0,15 m





AISI 304 / 316





Tanque de almacenamiento de metanol, TM-1



Código TM-1 Material construcción Acero inoxidable

Tipo Atmosférico


Interior cubeto








Requiere cubeto Sí




Tanque de almacenamiento de metanol, TM-2



Código TM-2 Material construcción Acero inoxidable

Tipo Atmosférico


Interior cubeto








Requiere cubeto Sí




Tanque mezclador, M-1

Equipo Mezclador


Código M-1 Intemperie/Cubierto Cubierto











Normativa DIN 28131

Número de palas 1



















Equipo Mezclador













Normativa DIN 28131

Número de palas 1


















Reactor, R-1

Equipo Reactor


Código R-1 Intemperie/Cubierto Cubierto







Altura tanque, ht 2 m Altura líquido en el tanque, hliq 1,8 m




Normativa DIN 28131

Número de palas 1

















Reactor, R-2

Equipo Reactor













Normativa DIN 28131

Número de palas 1

















Reactor, R-3

Equipo Reactor













Normativa DIN 28131

Número de palas 1

















Reactor, R-4

Equipo Reactor













Normativa DIN 28131

Número de palas 1

















Centrifugadora, C-1



Código C-1






Dimensiones del equipo 1.500x1.000x1.800 mm Consumo energético total 18,5 kW



Centrifugadora, C-2



Código C-2 Intemperie/Cubierto Cubierto









Centrifugadora, C-3





Material de Construcción Acero inoxidable







Centrifugadora, C-4












Centrifugadora, C-5












Reactor, R-5

Equipo Reactor













Normativa DIN 28131

Número de palas 1

















Reactor, R-6

Equipo Reactor













Normativa DIN 28131

Número de palas 1

















Reactor, R-7

Equipo Reactor













Normativa DIN 28131

Número de palas 1

















Reactor, R-8

Equipo Reactor













Normativa DIN 28131

Número de palas 1

















Centrifugadora, C-6












Centrifugadora, C-7












Centrifugadora, C-8












Centrifugadora, C-9












Centrifugadora, C-10





Material de construcción Acero inxodable







Columna de destilación, CD

Equipo Columna de destilación


Código CD-1 Intemperie/Cubierto Cubierto

Material de construcción Acero inoxidable, AISI 304L



Temperatura máxima operación 195,3 °C

Etapas teóricas 8

Etapas reales 10

Espacio entre platos 0,6096 m Etapa introducción alimentación 4



Composición cabeza Metanol=1,9 kmol/h


Composición fondos Metanol= 0,241 kmol/h





Espesor fondos 3 mm


Altura fondo 0,13 m Altura total 6,78 m



Columna de rectificación de metanol, CRM

Equipo Columna de rectificación


Código CRM Intemperie/Cubierto Cubierto

Material de contrucción Acero inoxidable, AISI 304L



Temperatura máxima operación 68 °C

Etapas teóricas 8

Etapas reales 10

Espacio entre platos 0,6096 m Etapa introducción alimentación 4



Composición cabeza

Metanol=11 kmol/h Metil-éster= 0,0004 kmol/h

Agua=0,001 kmol/h

Composición fondos

Metanol= 0,668 kmol/h Metil-éster= 0,085 kmol/h

Agua= 0,042 kmol/h Glicerol =3,4·10-7 kmol/h




Espesor fondos 3 mm


Altura fondo 0,16 m

Altura total 6,84 m



Centrifugador de lavado, C-11












Tanque de almacenamiento de residuos, TR



Código TR


Tipo Atmosférico


Interior cubeto

Intemperie/Cubierto Intemperie Producto almacenado Aguas residuales


Características producto Sustancia contaminante


Dimensiones calculadas Altura: 9m Diámetro: 4 m


Requiere cubeto Sí




Tanque pulmón de biodiesel, TP



Código TP Material construcción Acero inoxidable

Tipo Atmosférico


Interior cubeto


Producto almacenado Biodiesel y agua

Concentración producto Mezcla Características producto Sustancia combustible

Capacidad mínima almacenamiento 7,16m3



Porcentaje llenado 76 %

Requiere cubeto Sí




Evaporador al vacío, EV-1

Equipo Evaporador


Código EV-1 Intemperie/Cubierto Cubierto

Corriente Biodiesel y agua

Capacidad diaria 100 m3/día

Capacidad horaria 4,15 m3/h

Requerimiento energético 3.135 kW Potencia eléctrica 16 kWh



Tanque de almacenamiento de biodiesel, TB-1



Código TB-1 Material construcción Acero inoxidable

Tipo Atmosférico


Interior cubeto



Concentración producto Puro Características producto Sustancia combustible





Requiere cubeto Sí




Tanque de almacenamiento de biodiesel, TB-2



Código TB-2 Material construcción Acero inoxidable

Tipo Atmosférico


Interior cubeto



Concentración producto Puro Características producto Sustancia combustible





Requiere cubeto Sí




Tanque de almacenamiento de ácido clorhídrico, THCL-1



Código THCL-1 Material construcción PRFV

Tipo Atmosférico


Interior cubeto


Producto almacenado HCl

Concentración producto Solución al 10 % Características producto Sustancia corrosiva





Requiere cubeto Sí




Tanque de almacenamiento de ácido clorhídrico, THCL-2



Código THCL-2 Material construcción PRFV

Tipo Atmosférico


Interior cubeto


Producto almacenado HCl

Concentración producto Solución al 10 % Características producto Sustancia corrosiva





Requiere cubeto Sí




Tanque agitado de neutralización, M-4




Material almacenado Glicerina y solución HCl (10%)










Normativa DIN 28131

Número de palas 1













Tanque agitado de neutralización, M-5




Material almacenado Glicerina y solución HCl (10%)










Normativa DIN 28131

Número de palas 1













Centrifugador, C-14




Material almacenado Glicerina, metanol y agua



Peso del equipo 1760 kg

Dimensiones del equipo 2950x840x800 mm




Centrifugador, C-15




Material almacenado Glicerina, metanol y agua



Peso del equipo 1760 kg

Dimensiones del equipo 2950x840x800 mm




Tanque de almacenamiento de ácidos grasos, TAG-1



Código TAG-1 Material construcción Acero inoxidable

Tipo Atmosférico


Interior cubeto








Requiere cubeto Sí




Tanque de almacenamiento de ácidos grasos, TAG-2



Código TAG-2 Material construcción Acero inoxidable

Tipo Atmosférico


Interior cubeto








Requiere cubeto Sí




Tanque agitado 2ª neutralización, M-6














Normativa DIN 28131

Número de palas 1













Tanque agitado 2ª neutralización, M-7














Normativa DIN 28131

Número de palas 1













Evaporador al vacío, EV-2

Equipo Evaporador


Código EV-2 Intemperie/Cubierto Cubierto

Corriente Glicerina, agua y metanol

Capacidad diaria 28,56 m3 /día

Capacidad horaria 1,19 m3 /h

Requerimiento energético 627 kW Potencia eléctrica 3,2 kWh



Tanque de almacenamiento de glicerina, TG-1



Código TG-1 Material construcción Acero inoxidable

Tipo Atmosférico


Interior cubeto








Requiere cubeto Sí




Tanque de almacenamiento de glicerina, TG-2



Código TG-2 Material construcción Acero inoxidable

Tipo Atmosférico


Interior cubeto








Requiere cubeto Sí




Equipo de impulsión de fluidos, EB-1


Código EB-1


Tipo Bomba centrífuga

Material construcción Acero inoxidable Fluido bombeado Aceite de girasol


Capacidad máxima 120 m3/h

Capacidad requerida 85,92 m3/h % funcionamiento 71,60 %

Altura 40 m

Velocidad giro rodete 2.900 rpm

Tipo motor Eléctrico Requerimiento potencia 22 kW

Conexiones Aspiración = 8” Descarga = 8”





Código EB-1 Ubicación Nave de proceso



Fluido bombeado Aceite de girasol Temperatura mezcla Temperatura ambiente, 20 ºC


Capacidad requerida 85,92 m3/h

% funcionamiento 71,60 % Altura 40 m

Velocidad giro rodete 2.900 rpm

Tipo motor Eléctrico






Equipo Bomba impulsión de metanol

Código EB-3

Ubicación Nave de proceso Tipo Bomba centrífuga


Fluido bombeado Metanol



Capacidad requerida 25.,68 m3/h


Altura 18 m Velocidad giro rodete 1.450 rpm



Conexiones Aspiración = 2 ½” Descarga = 2 ½”





Código EB-4






Capacidad requerida 25.,68 m3/h





Conexiones Aspiración = 2 ½” Descarga = 2 ½”




Equipo Bomba impulsión aceite de girasol

Código EB-5















Equipo Bomba impulsión de aceite de girasol

Código EB-6















Equipo Bomba impulsión de metóxido

Código EB-7



Fluido bombeado Metóxido







Requerimiento potencia 1,4 kW





Equipo Bomba impulsión de metóxido

Código EB-8



Fluido bombeado Metóxido












Equipo Bomba impulsión de mezcla

Código EB-9



Fluido bombeado Mezcla













Código EB-10
















Código EB-11











Conexiones Aspiración = 1 ¼” Descarga = 1 ¼”





Código EB-12











Conexiones Aspiración = 1 ¼” Descarga = 1 ¼”




Equipo Bomba impulsión biodiesel con impurezas

Código EB-13



Fluido bombeado Biodiesel impuro












Equipo Bomba impulsión biodiesel con impurezas

Código EB-14



Fluido bombeado Biodiesel impuro












Equipo Bomba impulsión metanol con impurezas

Código EB-15



Fluido bombeado Metanol impuro








Conexiones Aspiración = 1/8” Descarga = 1/8”




Equipo Bomba impulsión metanol con impurezas

Código EB-16



Fluido bombeado Metanol impuro












Equipo Bomba impulsión de aguas sucias

Código EB-17



Fluido bombeado Aguas sucias












Equipo Bomba impulsión de aguas sucias

Código EB-18



Fluido bombeado Aguas sucias













Código EB-19











Conexiones Aspiración = ¼” Descarga = ¼”





Código EB-20















Equipo Bomba impulsión de agua

Código EB-21



Fluido bombeado Agua













Código EB-22















Equipo Bomba impulsión agua residual

Código EB-23



Fluido bombeado Agua residual












Equipo Bomba impulsión agua residual

Código EB-24















Equipo Bomba impulsión de biodiesel

Código EB-25



Fluido bombeado Biodiesel













Código EB-26















Equipo Bomba impulsión de agua residual

Código EB-27















Equipo Bomba impulsión de agua residual

Código EB-28
















Código EB-29
















Código EB-30















Equipo Bomba impulsión de glicerina con impure-

zas

Código EB-31



Material construcción Acero inoxidable Fluido bombeado Glicerina impura




Altura 33 m



Conexiones Aspiración = ½” Descarga = ½”





zas

Código EB-32







Altura 33 m








zas

Código EB-33





Capacidad máxima 0,84 m3/h

Capacidad requerida 35 m3/h % funcionamiento 2,40 %

Altura 33 m








zas

Código EB-34





Capacidad máxima 0,84 m3/h

Capacidad requerida 35 m3/h % funcionamiento 2,40 %

Altura 33 m








Código EB-35







% funcionamiento 3 %









Código EB-36















Equipo Bomba impulsión de glicerina

Código EB-37



Fluido bombeado Glicerina












Equipo Bomba impulsión de glicerina

Código EB-38



Fluido bombeado Glicerina












Equipo Bomba impulsión de HCl

Código EB-39



Fluido bombeado HCl en solución












Equipo Bomba impulsión de HCl

Código EB-40



Fluido bombeado HCl en solución













Código EB-41






Capacidad requerida 250 m3/h










Código EB-42















Equipo Bomba impulsión de gasóleo C

Código EB-43



Fluido bombeado Gasóleo C












Equipo Bomba impulsión de gasóleo C

Código EB-44



Fluido bombeado Gasóleo C











Caldera de vapor, CV-1

Equipo Caldera de vapor

Ubicación Nave proceso producción

Código CV-1 Intemperie/Cubierto Cubierto

Tipo Pirotubular

Clase Segunda

Agua Tratada en planta ósmosis inversa

Combustible

Gasóleo C Calor de combustión = 43.120 kJ/kg ρ = 900 kg/m3 Consumo = 1.430,25 kg/h

Dimensiones Altura: 3.835 mm Largo : 9.466 mm Anchura: 3.874 mm

Características vapor 30 bar y 235 °C

Caudal máximo vapor 22.000 kg/h

Caudal demandado medio 20.135,04 kg/h

Instalaciones consumidoras

Tanque de pre-mezcla = 5.507,92 kg/h Columna separación = 2.788,09 kg/h Columna rectificación = 630,99 kg/h Sistema tamiz molecular = 8.756,53 kg/h Secadero DDGS = 1.941,51 kg/h Calentadores purificador agua = 510 kg/h

Equipamiento

Módulo gasificación de agua Módulo de descalificación de agua Módulo de servicio de condensado Módulo de purga de lodos, alivio y refrigeración Analizador de agua Intercambiador de calor de gases de escape ECO1

para instalación individual Intercambiador de calor de gases de escape ECO6

para aprovechamiento de poder calorífico Módulo de alivio y recuperación de calor Módulo de bomba de alimentación Módulo de alivio y recuperación de calor y purga

de lodos Enfriador de vapor Tren de válvulas de gas Módulo de circulación de gasóleo Módulo de suministro de gasóleo Módulo de precalentamiento Sistema de gestión de instalaciones



Torre de refrigeración, TR-1

Equipo Torre de refrigeración

Ubicación Exterior nave de proceso

Código TR-1 Tipo Con balsa de recogida de agua

Especificaciones técnicas

Dimensiones = 3914 x 3914 x 6211 mm Dimensión nominal = 3750 x 3750 mm Diámetro del ventilador = 2500 mm Caudal nominal = 100-250 m3/h Capacidad de refrigeración = 600-15700 kW Peso de la torre = 2870 kg Material de relleno = PRO 12/PRO 19 de PP/PVC Altura de relleno de refrigeración = hasta 1.500 mm Agua evaporada = 8 % alimentación

Conectores Conector de entrada = DN 300 PN 10 de PP Conector de salida = DN 300 PN 10 de PP

Unidad de ventilación

Ventilador = WO4267 - 4 - (7) Eficiencia de aire = caudal variable de hasta 170 m3/s Presión estática = ΔPest variable hasta 210 Pa Densidad del aire = 1,13 kg/m3

Datos del motor

Potencia nominal: 75 kW Tensión de alimentación = 400 V Tipo carcasa = IM 3011 (V1) / IP 56 Frecuencia = 50 Hz Clase de aislamiento = F

Balsa recogida agua Dimensiones: 7.630 x 7.630 x 1.000 mm Capacidad: 58,22 m3



Tanque de almacenamiento de gasoil, TGS-1



Código TGS-1 Material construcción Acero














Requiere cubeto Sí


Tanques llenos en cada cubeto 2

Dimensiones cubeto 17 x 12 x 0,6





Otros






Tanque de almacenamiento de gasoil, TGS-2



Código TGS-2 Material construcción Acero al carbono














Requiere cubeto Sí


Tanques llenos en cada cubeto 2

Dimensiones cubeto 17 x 12 x 0,6





Otros









Potencia 120 kW

Pérdidas <3 m.c.a

Número de placas 11









Función Enfriar

Nº tubos 12











Potencia 48 kW

Pérdidas <3 m.c.a

Número de placas 5









Función Calentar

Nº tubos 6











Función Enfriar

Nº tubos 12











Potencia 48 kW

Pérdidas <3 m.c.a

Número de placas 5




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