Tarea 1.Biodiesel

8/20/2019 Tarea 1.Biodiesel

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Universidad de Santiago de Chile

Facultad de Ingeniería

Departamento de Ingeniería Química

Laboratorio de Diseño de Bioreactores

“Catalizadores heterogéneos en la síntesis de biodiesel a partir

de grasas y aceites.”

Integrantes : atalia !on"#le"$aula %orma"#balCamilo ñe"

$ro'esor : Luis Día" (oblesFecha de entrega : )* +a,o de -.)/

RESUMEN

INR!"UCCI#N


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0n las 1ltimas d2cadas los descubrimientos de ,acimientos de petr3leo se han reducidodr#sticamente haciendo insostenible los elevados niveles de e4tracci3n actuales5 $or otraparte la ma,oría de las reservas mundiales han entrado en declive , s3lo las de orientemedio mantienen un crecimiento sostenido5 6Bull3n7 -..89

0l biodiesel es ho, en día una de las 'uentes de energía de ma,or importancia a nivelmundial5 0s un biocombustible ue se obtiene a partir de lípidos naturales mediante elproceso de transesteri'icaci3n5

;l usar biodiesel se reduce la cantidad de Di34ido de Carbono ue emite un motor a laatm3s'era en comparaci3n al 'uncionamiento del mismo utili"ando combustible com1n5


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1. Transesterificación.0s el nombre de la reacci3n uímica ue interviene en el proceso de elaboraci3n debiodi2sel5 0l t2rmino se aplica estrictamente a la reacci3n de un 2ster con un alcohol paraobtener un 2ster di'erente como se muestra a continuaci3n5 0s una reacci3n uímicacatali"ada por #cidos así como tambi2n por bases5 6;LLI!0(7 orman et al5 Química

org#nica5 Segunda edici3n5 0ditorial (evert27 Barcelona5 )*@A5 p5 >A.59

Figura )5) (eacci3n de transesteri'icaci3n para un alcohol5

La reacci3n7 utili"ando metanol7 ueda de la siguiente 'orma:


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Figura )5- (eacci3n de transesteri'icaci3n para el +etanol5

1.1 Variables que afectan a la reacción de transesterificación.$ (;S7 Felipe!I(E7 0ria ?((0S7 %arlen5 Gariables de operaci3n en el proceso detransesteri'icaci3n de aceites vegetales: una revisi3n H cat#lisis uímica5 Ingeniería eInvestigaci3n5 -*6;9: )>H--7 -..*5 pp5 )>H-.5 9

$ara ue la transesteri'icaci3n de aceites vegetales ocurra7 se reuieren ciertascondiciones de reacci3n:

a% Temperatura. Si se incrementa la temperatura7 el rendimiento de la reacci3n aumenta, el tiempo de reacci3n se reduce5 Se recomienda trabaJar a temperaturas no ma,ores alpunto de ebullici3n del alcohol a emplear por ra"ones econ3micas7 de seguridad ,t2cnicas para evitar la 'ormaci3n de burbuJas ue limiten la reacci3n en la inter'ase alcohol aceite biodi2sel5

b% Relación molar entre las materias primas. La reacci3n esteuiom2trica detransesteri'icaci3n reuiere de tres moles de alcohol , un mol de un triglic2rido paraproducir K moles de 2steres 6pudiendo ser di'erentes compuestos95 La transesteri'icaci3nes una reacci3n uímica reversible7 por lo tanto reuiere de un e4ceso de alcohol parallevar la reacci3n al lado derecho hacia los productos5

c% Agitación. Dar agitaci3n al sistema resulta de importancia dado ue cuando sealimentan los reactivos al reactor se 'orma un sistema de dos 'ases líuidas inmisciblesentre el aceite , el alcohol5 La trans'erencia de una 'ase a otra se 'acilita dotandointensidad de me"clado al reactor mediante sistemas mec#nicos de agitaci3n5 Laagitaci3n debe ser 'uerte , constante a lo largo de la reacci3n para sistemas donde seutilicen catali"adores s3lidos7 'acilitando el ingreso de las 'ases a los poros del catali"ador5Galores de agitaci3n entre K/. a 8.. ($+ logran superar el valor mínimo del n1mero de(e,nolds7 garanti"ando ue la trans'erencia de masa de reactivos , productos no limite lavelocidad de reacci3n5

d% Acidez y agua. La presencia de #cidos grasos libres , agua en el proceso dan lugar auna reacci3n uímica paralela a la transesteri'icaci3n denominada saponi'icaci3n7 con lacual se producen Jabones5 Utili"ar #cido sul'1rico en un proceso de esteri'icaci3n reduceel contenido de #cidos grasos libres presentes5 tra opci3n para reducir la acide"presente en el aceite consiste en preHlavar el aceite con un poco de glicerina5


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e% Tiempo de reacción. 0l rendimiento de una reacci3n depende del euilibrio 'inalalcan"ado para unas determinadas condiciones de reacci3n5 $ara la reacci3n de latransesteri'icaci3n7 para alcan"ar el euilibrio 'inal se reuiere menor tiempo de reacci3ncuando se emplean alcoholes simples como el metanol en lugar de alcoholes de cadenam#s larga como el etanol , el propanol5

2. Elaboración de biodiésel mediante transesterificación por catlisis !eterogénea.

0n t2rminos generales7 el proceso de elaboraci3n de biodi2sel mediantetransesteri'icaci3n por cat#lisis heterog2nea7 implica la me"cla de las materias primas:aceite o grasa 6'uente de triglic2ridos97 , un alcohol de baJo peso molecular5 +ediante eluso de un catali"ador s3lido 6los reactivos se encuentran en 'ase líuida , el catali"ador en 'ase s3lida7 por tanto la cat#lisis es heterog2nea al encontrarse el catali"ador en una'ase di'erente a las 'ases de los reactivos9 , condiciones adecuadas de reacci3nproducir#n principalmente como subproductos biodi2sel , glicerina5

; continuaci3n de describir# las materias primas necesarias para reali"ar la reacci3n5

&.' Aceites y grasas56 B0U+0;7 $edro ;!UD0L7 ohn (IS7 Luís5 Biodi2sel:$roducci3n7 calidad , caracteri"aci3n5 0ditorial Universidad de ;ntiouía5 +edellín5 -..*5pp5 KH859Los aceites , las grasas vegetales o animales se constitu,en principalmente por triglic2ridos en una proporci3n superior al */ en peso5 0stas mol2culas se componen deuna mol2cula de glicerina7 ue se une con tres mol2culas cualesuiera de una gama de#cidos grasos7 como se muestra en la 'igura )5

Figura -5)5 0structura uímica general de la glicerina , de un triglic2rido

Los grupos sustitu,entes ()7 (-7 (K ue se muestran ligados al grupo 'uncional 2ster 6HCH97 son cadenas hidrocarbonadas correspondientes a los #cidos grasos ()HC%7(-HC%7 , (KHC%.Los triglic2ridos pueden ser simples o mi4tos7 dependiendo si son iguales o di'erentes losgrupos sustitu,entes unidos a la mol2cula de glicerina5 Los aceites vegetales , las grasasanimales ue son de origen natural7 son me"clas compleJas de ambos tipos detriglic2ridos anteriormente mencionados5 La composici3n de un aceite o grasa se e4presaen 'unci3n de su per'il de #cidos grasos donde las mol2culas de triglic2ridos se rompenocurriendo una reacci3n de transesteri'icaci3n con metanol5 Se las cuanti'ica como metilH


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2steres mediante an#lisis cromatogr#'ico5 Los principales #cidos grasos presentes enaceites , grasas7 sus nombres7 sus '3rmulas , puntos de 'usi3n , ebullici3n se muestranen las tablas - , K5Ser# necesario= o creo

Un aceite vegetal debe reunir ciertas propiedades para determinar si reuerir# un preHtratamiento adicional previo a convertirse en biodi2sel5 0sto se debe principalmente a laaparici3n de compuestos contaminantes ue puedan inter'erir en la reacci3n detransesteri'icaci3n7 disminu,endo el rendimiento de la misma5 Las propiedades de losaceites dependen de su naturale"a 6procedencia7 por ende composici3n97 el proceso de'abricaci3n7 , de las condiciones a las ue han sido sometidos 6los procesos de re'inado7el enranciamiento al ambiente7 los procesos de 'ritura7 las altas temperaturas7 entre otros95$or lo cual una serie de an#lisis permiten determinar sus principales propiedades7 entrelos ue se encuentra:

• Densidad relativa: (elaci3n entre el peso , volumen de un aceite7 valor comprendido entre .7*. a .7*K gmL a )/MC típicamente5

• Nndice , porcentaJe de acide": $ermite estimar el contenido de #cidos grasoslibres5

• Nndice de saponi'icaci3n: %idr3lisis b#sica de un triglic2rido7 la cantidad de baseue se consume permite estimar el peso molecular apro4imado del aceite o lagrasa5

2.2 Alco!ol . Debe ser lo m#s puro posible7 sobre el ** , libre de agua a 'in de evitar reaccionessecundarias indeseadas , contaminaci3n5 Cuando el aceite es nuevo se suele emplear metanol7 etanol7 propanol e inclusive butanol para la reacci3n de transesteri'icaci3n5 Si elaceite es usado7 generalmente se usa el metanol $+0DI;7 Iliana C%OG0P7 orma

OU(0!UI7 uan5 Biodi2sel7 un combustible renovable5 Investigaci3n , Ciencia de laUniversidad ;ut3noma de ;guascalientes5 6//9: 8-H>.5 +a,oH;gosto -.)-5 p5 8/59 5 stees el m#s empleado industrialmente en el mundo7 con el cual el biodi2sel obtenido seconstitu,e principalmente de metilHesteres5 Los alcoholes de baJa longitud de cadena sonvol#tiles , se vapori"an '#cilmente a temperatura ambiente7 por lo cual se debe evitar inhalarlos , su contacto con la piel , oJos5 Siempre se debe utili"ar guantes apropiadospara su manipulaci3n adem#s de una protecci3n para los oJos , una mascarilla5

&.( Catalizadores s)lidos.$ +(?07 Fabi#n5 Síntesis , caracteri"aci3n decatali"adores para hidrodesul'uraci3n5 $ro,ecto de evidencias5 Químico5 Universidad

;bierta , a distancia de +24ico5 ?ampico5 -.)K5 pp -HA59

Son sustancias ue incrementan la velocidad de una reacci3n ue avan"a hacia eleuilibrio7 sin ser consumidos en el proceso5 0n un sitio activo del catali"ador se 'orma uncompleJo con los reactantes , productos intermedios7 a partir del cual se desprenden losproductos , así se restaura el sitio activo original , contin1a el ciclo5 0s de vitalimportancia aclarar ue un catali"ador no puede cambiar la conversi3n al euilibriodeterminada por la termodin#mica uímica7 , su papel est# restringido a la aceleraci3n dela velocidad de una determinada reacci3n7 o a la inhibici3n de reacciones no deseadas5 La


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situaci3n m#s com1n en la pr#ctica7 en la cat#lisis heterog2nea7 es ue el catali"ador corresponde a un material s3lido5 sta es la principal di'erencia entre los otros m2todosde producci3n de biodi2sel7 por lo ue pro'undi"aremos en este punto

La cat#lisis heterog2nea Res el #rea del conocimiento ue trata del estudio de los'en3menos 'isicouímicos ue ocurren cuando un material e4traño 6catali"ador9 act1asobre otras sustancias 6reactantes9 ue se le apro4iman a su campo de 'uer"assuper'iciales e4ternas7 a'ectando en ellas su velocidad 6actividad9 , direcci3n6selectividad9 de trans'ormaci3n en los di'erentes productos viables termodin#micamente50n la cat#lisis heterog2nea el catali"ador ue act1a se encuentra en una 'ase di'erente ala de los reactantes , productos5 $+(?07 Fabi#n5 Síntesis , caracteri"aci3n decatali"adores para hidrodesul'uraci3n5 $ro,ecto de evidencias5 Químico5 Universidad

;bierta , a distancia de +24ico5 ?ampico5 -.)K5 pp )59

0n la teoría de la cat#lisis heterog2nea7 ha, varias maneras de ordenar o clasi'icar loscatali"adores s3lidos7 pero ninguna es totalmente satis'actoria5 La di'icultad en la elecci3n

o desarrollo de un catali"ador puede variar atendiendo a dos criterios:

a9 Selección entre catalizadores conocidosb9 Búsqueda de nuevos catalizadores

Considerando en ambos casos si se trata de a reacciones catalíticas bien conocidas7reacciones an#logas a reacciones catalíticas bien conocidas o nuevas reacciones5

Un catali"ador debe reunir varias propiedades para ser de inter2s en un proceso uímico5Las m#s importantes son:

a% Acti"idad catal#tica. Se re'iere a la velocidad con la cual se induce a la reacci3n a

seguir hacia el euilibrio uímico , puede de'inirse como la propiedad de aumentar lavelocidad de la reacci3n con respecto a la mani'estada sin catali"ador7 en las mismascondiciones de temperatura7 presi3n7 concentraci3n7 etc5

b% $electi"idad. 0s una medida de la e4tensi3n a la cual el catali"ador acelera unareacci3n especí'ica para 'ormar uno o m#s de los productos deseados5 Garía usualmentecon la presi3n7 temperatura7 composici3n de los reactantes7 e4tensi3n de la conversi3n ,naturale"a del catali"ador7 , por lo cual se debe hablar de la selectividad de una reacci3ncatali"ada baJo condiciones especí'icas5

c% Estabilidad. 0s la capacidad de un catali"ador de mantener sus propiedades7 enespecial la actividad , la selectividad durante un tiempo de uso su'iciente para aplicarlo

industrialmente5 La estabilidad se e4presa como el tiempo de vida 1til del catali"ador5 $araun catali"ador s3lido7 la estabilidad tambi2n se re'iere al grado de li4iviaci3n ue su're7 aldisolverse una parte de 2ste en alguno de los reactivos o productos ue intervienen enuna reacci3n catalítica heterog2nea5


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%ropiedades te&turales de un catalizador sólido.' +0DI;7 orge5 Introducci3n a lacat#lisis heterog2nea5 !uía de estudios para el curso de cat#lisis heterog2nea5 Quito5-.)-5 pp5 /H89 Las reacciones catali"adas por s3lidos ocurren principalmente en la super'icie de 2stosmediante mecanismos 'ísicos , uímicos de adsorci3n7 por tanto es importante conocer

las propiedades 'ísicoH mec#nicas m#s importantes de las partículas a utili"arse comocatali"adores s3lidos:

a% (rea espec#fica. 0s la generada por la unidad de masa o por la unidad de volumen5 0lm2todo B0? 6Brunauer7 0mmett , ?eller9 mide esta propiedad5

b% )ensidad aparente. +asa de s3lido 6catali"ador9 ue ocupa un volumen determinado7sin compactarlo5 $ropiedad 'isicouímica de cuerpos porosos5

c% )imetro de poro. (elaci3n entre el volumen del poro , el #rea super'icial7 suponiendoue estos son cilíndricos5

d% %orosidad. (elaci3n entre el volumen hueco , el volumen total de un lecho5

)esacti"ación y regeneración de los catalizadores sólidos.

Cuando sustancias e4trañas se depositan sobre los sitios activos del catali"ador7 o sedaña la estructura del catali"ador7 2ste pierde su e'iciencia5La regeneraci3n se reali"a para evitar la desactivaci3n de los catali"adores s3lidos7especialmente cuando su obtenci3n es complicada7 o su costo es elevado7 ue unproceso uímico de limpie"a de la super'icie del catali"ador resulta m#s viable5 0nmuchas ocasiones7 la regeneraci3n de catali"adores s3lidos7 constitu,e otro proceso

uímico independiente al sistema de reacci3n donde se emplea un catali"ador5

La tabla 8 muestra los di'erentes rendimientos ue se obtienen empleando di'erentescatali"adores s3lidos Junto con sus correspondientes condiciones de reacci3n5

abla *. Con+ersiones alcanzadas en la reacci)n de transesteri,icaci)n paradi,erentes catalizadores s)lidos

T (elaci3n molar : +oles de alcohol moles de aceite5


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Fuente: LE$0P7 %elena5 0studio , desarrollo de una planta piloto para la obtenci3n debiodi2sel5 Barcelona7 -.).5 p5->

3. écnicas para -edir el rendi-iento de la reacci)n de la transesteri,icaci)n

+edir el rendimiento de una reacci3n de transesteri'icaci3n resulta particularmentecomplicado7 dado ue para medir el rendimiento se reuiere conocer la composici3n delos componentes7 la transesteri'icaci3n lo pone complicado especialmente al ser elproducto de la reacci3n de varios componentes7 de los cuales destacan los siguientes:

• Ocidos grasos libres 6cualuier #cido graso ue el aceite pudiera presentar en super'il9

• +e"cla de ;luilH2steres7 el principal grupo de componentes del biodi2sel5

• +onoHglic2ridos 6compuestos intermedios de reacci3n9

• Diglic2ridos 6compuestos intermedios de reacci3n9

• ?riglic2ridos 6con'iguraciones inde'inidas de triglic2ridos presentes en el aceiteinicial9

• abones 6reacci3n de una porci3n de catali"ador con triglic2ridos si hubo agua enel proceso9

• ?ra"as de catali"ador7 glicerina , otros compuestos presentes en el aceite5

;ctualmente e4isten una serie de t2cnicas de cuanti'icaci3n del rendimiento de lareacci3n de transesteri'icaci3n en el #mbito de la espectroscopía , la cromatogra'ía50sta 1ltima a m#s de ser una t2cnica e'iciente de separaci3n7 permite tambi2n

cuanti'icar el contenido de aluilH2steres , por ende determinar el rendimiento de lareacci3n5 Los principales m2todos cromatogr#'icos de an#lisis para latransesteri'icaci3n son:

• Cromatogra'ía de capa 'ina5• Cromatogra'ía líuida de alta resoluci3n

• Cromatogra'ía de gases


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rocesos ind/striales• Procesos discontinuos:

Es el método más simple para la producción de biodiésel donde se hanreportado ratios 4:1 (alcohol:triglicérido). Se trata de reactores con agitación,donde el reactor puede estar sellado o equipado con un condensador de

reu!o. "as condiciones de operación más habituales son a temperaturas de#$%&, aunque rangos de temperaturas desde '$%& a $%& también han sidopublicadas. El cataliador más com*n es el +a-, aunque también se utilia el-, en rangos del /,0 al 1,$ (dependiendo que el cataliador utiliado sea- o +a-). Es necesaria una agitación rápida para una correcta mecla en elreactor del aceite, el cataliador 2 el alcohol. -acia el 3n de la reacción, laagitación debe ser menor para permitir al glicerol separarse de la ase éster. Sehan publicado en la bibliogra5a resultados entre el $ 2 el 64.En la transesteri3cación, cuando se utilian cataliadores ácidos se requieretemperaturas ele7adas 2 tiempos largos de reacción. 8lgunas plantas enoperación utilian reacciones en dos etapas, con la eliminación del glicerolentre ellas, para aumentar el rendimiento 3nal hasta porcenta!es superiores al

6$. 9emperaturas ma2ores 2 ratios superiores de alcohol:aceite puedenasimismo aumentar el rendimiento de la reacción. El tiempo de reacción sueleser entre '/ minutos 2 una hora. En el grá3co 1 se reproduce un diagrama debloques de un proceso de transesteri3cación en discontinuo.

• Procesos continuos

na 7ariación del proceso discontinuo es la utiliación de reactores continuosdel tipo tanque agitado, los llamados &S9; del inglés, &ontinuous Stirred 9an<;eactor. Este tipo de reactores puede ser 7ariado en 7olumen para permitirma2ores tiempos de residencia 2 lograr aumentar los resultados de la reacción.8s5, tras la decantación de glicerol en el decantador la reacción en un segundo&S9; es mucho más rápida, con un porcenta!e del 6 de producto dereacción. n elemento esencial en el dise=o de los reactores &S9; es


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asegurarse que la mecla se realia con7enientemente para que lacomposición en el reactor sea prácticamente constante. Esto tiene el eecto deaumentar la dispersión del glicerol en la ase éster.El resultado es que el tiempo requerido para la separación de ases seincrementa. E>isten di7ersos procesos que utilian la mecla intensa paraa7orecer la reacción de esteri3cación. El reactor que se utilia en este caso es

de tipo tubular. "a mecla de reacción se mue7e longitudinalmente por estetipo de reactores, con poca mecla en la dirección a>ial. Este tipo de reactor deu!o pistón, ?lug @loA ;eactor (?@;), se comporta como si ueran peque=osreactores &S9; en serie. El resultado es un sistema en continuo que requieretiempos de residencia menores (del orden de # a 1/ minutos) con elconsiguiente ahorro, al ser los reactores menores para la realiación de lareacción. Este tipo de reactor puede operar a ele7ada temperatura 2 presiónpara aumentar el porcenta!e de con7ersión.En el grá3co ' se presenta un diagrama de bloques de un proceso detransesteri3cación mediante reactores de u!o pistón. En este proceso, seintroducen los triglicéridos con el alcohol 2 el cataliador 2 se somete adierentes operaciones (se utilian dos reactores) para dar lugar al éster 2 la

glicerina.Bentro de la catálisis heterogénea los cataliadores básicos se desacti7anácilmente por la presencia de ácidos grasos libres (@@8) 2 de agua quea7orece la ormación de los mismos. ?ara tratar alimentaciones con ciertogrado de acide, se pre3ere la esteri3cación de los ácidos grasos libres consuperácidos que a su 7e presenten una ele7ada 7elocidad de reacción detransesteri3cación, lo que implica que se requiera de dos reactores con unaase intermedia de eliminación de agua. Be este modo, alimentaciones conhasta un 0/ en @@8 se pueden esteri3car con metanol, reduciendo lapresencia de @@8 por deba!o del 1. Esta etapa pre7ia de esteri3cación sepuede lle7ar a cabo con alcoholes superiores o glicerina que resulta atracti7aen la producción de biodiésel puesto que es un subproducto del proceso.

http:CCAAA.miliarium.comCDibliogra3aConogra3asCDiocombustiblesCDiodiesel.a

sp


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"ESCRICI#N "E0 R!10EM2

0n primer lugar debemos preguntarnos7


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Solución

;ctualmente7 la ma,or parte de plantas de producci3n utili"an catali"adores homog2neosb#sicos 6a%7 W%9 ue son mu, activos pero ue tienen varios inconvenientes5 0stos

pueden evitarse en gran parte utili"ando catali"adores heterog2neos7 como es el caso delas hidrotalcitas o de los 34idos alcalinoterreos5 o obstante7 es el primer motivo 6altocoste de la materia prima97 el ma,or impedimento ue ha encontrado hasta ahora elbiodi2sel para su desarrollo5 ormalmente la industria obtiene biodi2sel mediante cat#lisishomog2nea a partir de aceites re'inados7 ,a ue la presencia de #cidos grasos o agua6impure"as9 presentes en los aceites usados pueden producir Jabones , desactivar elcatali"ador5 0l #cido graso libre 6contenidos superiores al .5/ 9 puede reaccionar con elhidr34ido o met34ido para dar Jabones por reacci3n de saponi'icaci3n5 La presencia de

Jabones incrementa la viscosidad del biodi2sel7 todo ello aumentando los costes de lasoperaciones de separaci3n5 Si la materia prima contiene agua con un porcentaJe en pesosuperior al .5)H.5K se pueden producir reacciones de hidr3lisis en las ue lasmol2culas de biodi2sel reaccionan con el agua para dar #cidos grasos ,7 posteriormente7

Jabones5

Si se produJera biodi2sel a partir de e4cedentes agroalimentarios , de aceite usado7 elma,or inconveniente ue tiene la producci3n de biodi2sel se solucionaría ,a ue el preciodel aceite usado o de las grasas animales es mu, baJo5 ?ambi2n se solucionaría elproblema del aumento de los precios de los productos alimenticios b#sicos , se daría unbalance global de C- positivo7 ,a ue no haría 'alta cultivar7 ni e4traer el aceite7 solo seconsumiría C- en el transporte5 $ero para ello habr# ue usar nuevos catali"adores#cidos ue no se desactiven ante la presencia de #cidos grasos , eviten la 'ormaci3n delos Jabones ante la presencia del agua5

0l denominado proceso 0ster'ipH% X7 desarrollado por el Instituto Franc2s del $etr3leo ,

comerciali"ado por la compañía ;Y0S7 ha sido el primer proceso de producci3n debiodiesel ue ha alcan"ado car#cter comercial utili"ando transesteri'icaci3n heterog2nea5La primera planta de producci3n de biodiesel 6)8. mil toneladas por año9 ue us3 estatecnología 'ue puesta en operaci3n en -..87 en Francia5 La segunda planta se termin3 deconstruir en -..>7 en Suecia50l catali"ador est# compuesto por 34ido mi4to tipo espinela7 sinteti"ando a partir de dosmetales no preciosos7 "inc 6aporte de cationes divalentes9 , aluminio 6cationestrivalentes97 los cuales se tratan , trans'orman en un soporte de al1mina5


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Figura Y5 0suema del proceso 0ster'ipH% X

La Figura Y5 muestra un esuema simpli'icado del proceso5 0l metanol , el aceite vegetalse me"clan en un reactor de lecho empacado7 en el ue se produce la metan3lisisheterogenea a condiciones de temperatura7 presi3n , e4ceso de metanol superiores a losnormalmente utili"ados en la metan3lisis b#sica homog2nea5 $ara garanti"ar conversiones cercanas al )..7 la reacci3n se lleva a cabo en dos etapas 60) , 0-95 0lmetanol en e4ceso se separa de la corriente ue sale del primer reactor 60)9 medianteevaporaci3n parcial5 Despu2s7 se promueve la separaci3n de los componentes de dichacorriente por decantaci3n7 obteni2ndose dos 'ases: la superior7 compuesta por metil2steres , aceite sin reaccionar7 , la in'erior7 rica en glicerina5 ; esta 1ltima se le retirael metanol residual por evaporaci3n5 ; la superior se le adiciona metanol en lascantidades reueridas antes de llevarla al segunda reactor 60-95 Las 1ltimas tra"as de

metanol , glicerina son retiradas del biodiesel mediante evaporaci3n al vacío , adsorci3n7respectivamente56Bourna, et #l57 -../9

;lgunas de las ventaJas de este proceso son:• 0tapas de puri'icaci3n sencillas7 al no reuerirse lavados con agua ni utili"aci3n de

reactivos uímicos adicionales5• o se generan e'luente acuosos ni salinos5• (endimiento cercano al te3rico5• Fase glicerina de alta pure"a 6cercana al *@95• $lanta de producci3n menos compleJa por la reducci3n de las operaciones

unitarias reueridas5

Zest7 $osarac , 0llis 6-..@9 utili"aron el programa in'orm#tico %&S&S5$lant paracomparar cuatro tecnologías para la producci3n de biodiesel: metan3lisis b#sicahomog2nea con esteri'icaci3n previa7 metan3lisis #cida homog2nea7 metan3lisis #cidaheterog2nea , transesteri'icaci3n en metanol supercrítico7 mediante un proceso continuodiseñado para producir ocho mil toneladas de biodiesel por año5 De acuerdo con losresultados de dicho estudio te3rico7 la metan3lisis #cida heterog2nea presenta losmenores costos de inversi3n de capital , manu'actura7 , es el 1nico proceso ue o'recetasa de retorno positiva despu2s de impuestos5 6BENJUMEA, Pedro; AGUDELO, John;


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RIOS, Luís Biodi!sel" Producción, c#lid#d $ c#r#c%erición Edi%ori#l Uni'ersid#d de An%io(uí#

Medellín )**+ -./-01

Sintesis de biodiesel /sando técnica de /ltrasonidos3

0l uso de catali"adores homog2neos ha sido un 24ito en la producci3n de biodiesel7 sin

embargo no pueden ser reutili"ados usando t2cnicas de ultrasonido ,a ue se consumenen la reacci3n , la separaci3n de este tipo de catali"adores es di'icultosa , reuiere degran euipamiento5 0stos 'actores a'ectan la economía global del proceso , el consumode energía5 Sin embargo7 las recientes investigaciones se han en'ocado en la utili"aci3nde catali"adores heterog2neos ue son capaces de lograr el mismo nivel de e'iciencia enel mismo periodo de tiempo7 , ue proporciona la oportunidad de reutili"ar dichocatali"ador5Los par#metros de reacci3n , resultados de algunos estudios centrados en catali"adoresheterog2neos en conJunci3n con ultrasonidos7 conclu,eron ue los rendimientosobtenidos en biodiesel 'ueron altos , comparables con los catali"adores homog2neos5 Sinembargo7 las temperaturas de reacci3n 'ueron ligeramente m#s altas7 mientras ue lostiempos de reacci3n 'ueron ma,ores5 La concentraci3n a utili"ar de catali"ador baJo

campo ultras3nico suele ser ma,or ue en catali"adores homog2neos7 pero esto noa'ecta signi'icativamente la economía del proceso debido a su proceso de separaci3n5

La comparaci3n entre par#metros de reacci3n 6tabla /9 , baJo la acci3n de un campoultras3nico 6tabla A9 para procesos convencionales de agitaci3n mec#nica7 nos muestranclaramente las meJoras causadas por esta irradiaci3n5 Los tiempos de reacci3n , lascargas de catali"ador del proceso asistido por irradiaci3n ultras3nica eran m#s cortos7 uelos de procesos convencionales5 ;dem#s las relaciones molares son menores7 , losrendimientos de producci3n m#s altos5


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AGREGAR MEJORES 2A3ALI4ADORES PARA A2EI3ES USADOS5

Catalizadores sólidos utilizados para la reacción de transesterificación. Los c#%#lidores

%r#dicion#les" hidró6ido de sodio, e hidró6ido de o%#sio, resen%#n ro7le8#s #soci#dos #l #l%o

consu8o ener9!%ico, ueden re#ccion#r con los :cidos 9r#sos li7res or8#ndo

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