BIODIESEL PRODUCTION BY HOMOGENEOUS CATALYSIS

1. BIODIESEL PRODUCTION BY HOMOGENEOUS CATALYSIS GRUPO A PAREJA 03: ROBERTO DE ABIA SÁNCHEZ JORGE E. MORANTE RODRÍGUEZ

2. Biodiesel productionbyhomogeneouscatalysis • Introducción • Materiales y métodos: Catálisis Homogénea y Heterogénea • Aspectos económicos y ecológicos de la producción de biodiesel mediante catálisis homogénea • Estudio de la caracterización de la producción de biodiesel por catálisis homogénea: KOH ÍNDICE:

3. Biodiesel productionbyhomogeneouscatalysis • Introducción • Materiales y métodos: Catálisis Homogénea y Heterogénea • Aspectos económicos y ecológicos de la producción de biodiesel mediante catálisis homogénea • Estudio de la caracterización de la producción de biodiesel por catálisis homogénea: KOH ÍNDICE:

4. Biodiesel productionbyhomogeneouscatalysis • Biodiesel • Constituye los ésteres etílicos de ácidos grasos de aceites vegetales o grasas animales que se obtienen mediante un proceso de transesterificación con metanol en presencia de un catalizador. • Ventajas: • Constituyen una alternativa a los combustibles derivados del petróleo • Utilización como combustibles renovables • Balance energético favorable • Reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero (Protocolo de Kyoto) • Disminución de las emisiones nocivas • Su uso como combustible biodegradable y no tóxico INTRODUCCIÓN:

5. Biodiesel productionbyhomogeneouscatalysis • Introducción • Materiales y métodos: Catálisis Homogénea y Heterogénea • Aspectos económicos y ecológicos de la producción de biodiesel mediante catálisis homogénea • Estudio de la caracterización de la producción de biodiesel por catálisis homogénea: KOH ÍNDICE:

6. Biodiesel productionbyhomogeneouscatalysis • Preparación de la catálisis • Reacción de transesterificación: catalizadores homogéneos y heterogéneos • Materiales • Condiciones de reacción • Proceso experimental • Regeneración y recuperación de catalizadores MATERIALES Y MÉTODOS: CATÁLISIS HOMOGÉNEA Y HETEROGÉNEA

7. Biodiesel productionbyhomogeneouscatalysis • Tres reacciones consecutivas y reversibles • Los triglicéridos de la grasa con metanol dan lugar a los ésteres y glicerina (transesterificación) • Estequiometría: 1 mol triglicéridos y 3 moles de metanol para dar 3 moles de ésteres y 1 mol de glicerol PREPARACIÓN DE LA CATÁLISIS

8. Biodiesel productionbyhomogeneouscatalysis • La reacción puede ser catalizada por catalizadores homogéneos o heterogéneos • Homogéneos: • Básicos: NaOH, CH3OONa, KOH • Ácidos: H2SO4 ó HCl • Heterogéneos: enzimas, titanio-silicatos o compuestos metálicos alcalinotérreos PREPARACIÓN DE LA CATÁLISIS

9. Biodiesel productionbyhomogeneouscatalysis • Catalizadores Homogéneos: Básicos • Velocidad de reacción elevada y condiciones de operación moderadas. • Problema: formación de jabones por neutralización de ácidos grasos libres • Utilizar grasas de bajo contenido de ácidos grasos libres • Catalizadores Homogéneos: Ácidos • Velocidad de reacción baja, condiciones de operación elevadas (Temperatura y presión extremas) y catalizador corrosivo • Solución al problema de la catálisis básica: catalizan los ácidos grasos libres • Aumento rendimiento biodiesel • Elevado coste de operación Reacción de transesterificación: catalizadores homogéneos y heterogéneos

10. Biodiesel productionbyhomogeneouscatalysis • Catalizadores Heterogéneos: • Simplifican y economizan el tratamiento de los productos (separación del biodiesel del glicerol) • Respetuosos con el medio ambiente • Alta actividad y selectividad • Elevada estabilidad • Tolerancia al agua Reacción de transesterificación: catalizadores homogéneos y heterogéneos

11. Biodiesel productionbyhomogeneouscatalysis • Materiales: • Aceite vegetal • Metanol con pureza elevada • Catalizador • Condiciones de reacción (homogéneo alcalino) • Temperaturas en torno a 65ºC • Relación 3:1 molar de metanol con aceite • Cantidad mínima de catalizador (1% en peso de aceite vegetal aproximadamente) Materiales y condiciones de reacción

12. Biodiesel productionbyhomogeneouscatalysis • Cargar reactor con la cantidad deseada de aceite a temperatura constante • Se disuelve el catalizador en el metanol y se introduce en el reactor • Se deja completar la reacción • Separación del catalizador • Centrifugación, decantación, filtración • Lavado con etanol y agua Proceso experimental: recuperación del catalizador

13. Biodiesel productionbyhomogeneouscatalysis Proceso experimental: recuperación del catalizador

14. Biodiesel productionbyhomogeneouscatalysis • Introducción • Materiales y métodos: Catálisis Homogénea y Heterogénea • Aspectos económicos y ecológicos de la producción de biodiesel mediante catálisis homogénea • Estudio de la caracterización de la producción de biodiesel por catálisis homogénea: KOH ÍNDICE:

15. Biodiesel productionbyhomogeneouscatalysis Aspectos económicos y ecológicos de la producción de biodiesel mediante catálisis homogénea. Aspectos económicos: • Estudio de los costes de conversión: • Información de proveedores de tecnología y datos de una planta existente. • El proceso de construcción, los sitios (almacenes, servicios públicos), coste de preparación del sitio, lo costes iniciales, contingencias e impuestos (estos costes se calculan en base al consumo de la planta y mano de obra). • Consumo de energía eléctrica 12 KWh por cada tonelada de biodiesel. • Productos químicos, catalizadores, materias primas. • El metanol constituye el 75% del coste de la producción de biodiesel.

16. Biodiesel productionbyhomogeneouscatalysis Aspectos económicos y ecológicos de la producción de biodiesel mediante catálisis homogénea.

17. Biodiesel productionbyhomogeneouscatalysis Aspectos económicos y ecológicos de la producción de biodiesel mediante catálisis homogénea. Aspectos ambientales: • Catalizadores y productos químicos (pueden ser contaminantes y difíciles de eliminar). • Glicerina: producto originado en el proceso de transesterificación que necesita un proceso de refinado. • Materiales peligrosos como el NaOH y HCl (aguas residuales de lavado) y Na2PO4 (proceso de neutralización cáustica).

18. Biodiesel productionbyhomogeneouscatalysis • Introducción • Materiales y métodos: Catálisis Homogénea y Heterogénea • Aspectos económicos y ecológicos de la producción de biodiesel mediante catálisis homogénea • Estudio de la caracterización de la producción de biodiesel por catálisis homogénea: KOH ÍNDICE:

19. Biodiesel productionbyhomogeneouscatalysis Estudio de la caracterización de la producción de biodiesel por catálisis homogénea: KOH. • Utilizado para las materias primas baratas (aceite de cocina). • Rendimiento máximo es del 96.5% en una relación molar 9:1. • En términos de tiempo de reacción: • Rendimiento máximo = 15 minutos • Rendimiento mínimo = 60 minutos • El aumento de concentración origina un aumento de rendimiento hasta el 98% disminuyendo un 1% debido a la formación de jabón que impide separar las fases.

20. Biodiesel productionbyhomogeneouscatalysis Estudio de la caracterización de la producción de biodiesel por catálisis homogénea: KOH.

21. Biodiesel productionbyhomogeneouscatalysis Gracias por su atención