Producción de biodiesel a partir de aceite de cocina usado, simulación y evaluación económica

La disposición final de aceite de cocina usado se ha convertido en un foco importante que requiere la atención de autoridades ambientales alrededor del globo debido a su alto impacto ambiental, en acuíferos principalmente, ya que se estima que un litro de aceite puede contaminar hasta mil litros de...

Full description

Autores:
Arenas Sánchez, Julián José
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2021
Institución:
Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
Repositorio:
Repositorio UNAB
Idioma:
spa
OAI Identifier:
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Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/20.500.12749/15868
Palabra clave:
Energy engineering
Technological innovations
Energy
Research
Environmental impact
Biodiesel
Production
Temperature
Economic study
Ingeniería en energía
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Energía
Investigación
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Producción
Temperatura
Estudio económico
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description La disposición final de aceite de cocina usado se ha convertido en un foco importante que requiere la atención de autoridades ambientales alrededor del globo debido a su alto impacto ambiental, en acuíferos principalmente, ya que se estima que un litro de aceite puede contaminar hasta mil litros de agua limpia de acuerdo a la Asociación Nacional de Gestores y Residuos de Aceite y Grasas Comestibles de España. Adicionalmente su poder energético se ha venido explorando en los últimos años llevándolo a convertirse en materia prima para la producción de Biodiesel. En el presente trabajo se realizó la simulación del proceso de producción de Biodiesel a partir de aceite de cocina usado recolectado en la ciudad de Bucaramanga, mediante software de diseño asistido por computador ASPEN HYSYS v11. Adicionalmente se ejecutó el análisis de sensibilidad en las variables de temperatura de entrada y relación molar alcohol/aceite del proceso, obteniendo datos de producción que sirvieron de base para hacer el estudio económico y determinar su viabilidad.
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Adicionalmente su poder energético se ha venido explorando en los últimos años llevándolo a convertirse en materia prima para la producción de Biodiesel. En el presente trabajo se realizó la simulación del proceso de producción de Biodiesel a partir de aceite de cocina usado recolectado en la ciudad de Bucaramanga, mediante software de diseño asistido por computador ASPEN HYSYS v11. Adicionalmente se ejecutó el análisis de sensibilidad en las variables de temperatura de entrada y relación molar alcohol/aceite del proceso, obteniendo datos de producción que sirvieron de base para hacer el estudio económico y determinar su viabilidad.INTRODUCCION 11 1 Formulación Del Problema 14 2 Objetivos 16 3 Antecedentes 17 4 Estado del Arte 20 5 Marco Teórico 23 5.1. 5.1 Proceso de Producción Biodiesel 23 5.1.1. Transesterificación 24 5.1.2. Variables de Proceso 25 5.1.3. Concentración del Catalizador 26 5.1.4. Exceso de alcohol 26 5.1.5. Tiempo de reacción 26 5.1.6. Grado de refinación del aceite 27 5.2. Simulación de Procesos 27 5.2.1. Uso de software para simulación de procesos 28 5.3. Evaluación Económica de Proyectos 31 5.3.1. Estudios Técnicos 32 5.3.2. Estudios de Costos 32 5.3.3. Evaluación Financiera 33 6 METODOLOGIA 35 6.1. Selección Paquete Termodinámico 36 6.2. Simulación del Proceso de Producción 36 6.2.1. Parámetros para la simulación 37 6.2.2. Diagrama PFD 39 6.2.3. Sensibilización de Variables 39 6.3. Escalamiento de Producción de Biodiesel 39 6.4. Evaluación Económica de la Producción de Biodiesel 39 7 SIMULACION DE PRODUCCION BIODIESEL USANDO COMO MATERIA PRIMA ACEITE DE COCINA USADO 41 7.1. PFD (Procces Flow Diagram) 45 7.2. Presentación Workbook de las corrientes 46 7.3. Análisis de sensibilidad 47 7.3.1. Temperatura Entrada Reacción 47 7.3.2. Relación molar Alcohol: Aceite 48 8 ANALISIS ECONOMICO DE LA PRODUCCION DE BIODIESEL CON ACU 50 8.1. Insumos: 50 8.2. Equipos: 51 8.3. Servicios Industriales: 52 8.4. Servicios Operación 52 8.5. Balance estados financieros 53 8.6. Evaluación Financiera 54 9 CONCLUSIONES 56 10 BIBLIOGRAFIA 57 11 ANEXOS 60PregradoThe final disposal of used cooking oil has become an important focus that requires the attention of environmental authorities around the globe due to its high environmental impact, mainly in aquifers, since it is estimated that one liter of oil can contaminate up to a thousand liters of clean water according to the National Association of Edible Oil and Fat Managers and Waste of Spain. Additionally, its energy power has been explored in recent years, leading it to become a raw material for the production of Biodiesel. In the present work, the simulation of the Biodiesel production process was carried out from used cooking oil collected in the city of Bucaramanga, using computer-aided design software ASPEN HYSYS v11. Additionally, the sensitivity analysis was carried out on the variables of inlet temperature and alcohol/oil molar ratio of the process, obtaining production data that served as the basis for carrying out the economic study and determining its viability.application/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Producción de biodiesel a partir de aceite de cocina usado, simulación y evaluación económicaBiodiesel production from used cooking oil, simulation and economic evaluationIngeniero en EnergíaUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABPregrado Ingeniería en Energíainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPEnergy engineeringTechnological innovationsEnergyResearchEnvironmental impactBiodieselProductionTemperatureEconomic studyIngeniería en energíaInnovaciones tecnológicasEnergíaInvestigaciónImpacto ambientalBiodieselProducciónTemperaturaEstudio económicoZHANG, Y. DUBÉ M.A. MALEAN D.D. y KATES, M. Biodiesel Production From Waste Cooking Oil: Process Design and Technological. Bioresource Technology Volume 89, Issue 1, 1-16p, 2003.Soojin Lee, Dusko Posarac, Naoko Ellis. Process simulation and economic analysis of biodieselproduction processes using fresh and waste vegetable oiland supercritical methanol. Department of Chemical and Biological Engineering, University of British Columbia, Vancouver, BC, Canada V6T 1Z3,2011A.P. Singh Chouhan, A.K. Sarma. Modern heterogeneous catalysts for biodiesel production: A comprehensive review. Sardar Swaran Singh National Institute for Renewable Energy, 12 Km Stone, Jalandhar-Kapurthala Road, Wadala Kalan, Kapurthala, Punjab 144601, India.2011Surbhi Semwal a, Ajay K. Arora b, Rajendra P. Badoni a, Deepak K. Tuli. Biodiesel production using heterogeneous catalysts. College of Engineering, University of Petroleum & Energy Studies, Dehradun 248007, India. 2010Mohamad I. Al-Widyan a,*, Ali O. Al-Shyoukh. Experimental evaluation of the transesterification of waste palm oil into biodiesel. Department of Agricultural Engineering & Technology, Jordan University of Science & Technology, P.O. Box 3030, Irbid 22110, Jordan.2002K.T. Tan*, K.T. Lee, A.R. Mohamed. Potential of waste palm cooking oil for catalyst-free biodiesel production. School of Chemical Engineering, Universiti Sains Malaysia, Engineering Campus, Seri Ampangan, 14300 Nibong Tebal, Pulau Pinang, Malaysia.2010Wan Nor Nadyaini Wan Omar, Nor Aishah Saidina Amin. Biodiesel production from waste cooking oil over alkaline modified zirconia catalyst. Chemical Reaction Engineering Group (CREG), Energy Research Alliance, Faculty of Chemical Engineering, Universiti Teknologi Malaysia, 81310 UTM, Skudai, Johor, Malaysia.2011.Stella Bezergianni *, Athanasios Dimitriadis, Themistoklis Sfetsas, Aggeliki Kalogianni. Hydrotreating of waste cooking oil for biodiesel production. Part II: Effect of temperature on hydrocarbon composition. Center for Research and Technology Hellas – CERTH, Chemical Process Engineering Research Institute – CPERI, Thermi-Thessaloniki, GreeceRafael Guzatto, Tiago Luis de Martini, Dimitrios Samios. The use of a modified TDSP for biodiesel production from soybean, linseed and waste cooking oil. Centro de Combustíveis, Biocombustíveis, Lubrificantes e Óleos, Institute of Chemistry, Federal University of Rio Grande do Sul, 9500, Bento Gonçalves Avenue, Postal Box 15003, Postal Code 91501–970, Porto Alegre, RS, Brazil.2010Sulaiman Al-Zuhair*, Asma Almenhali, Iman Hamad, Maryam Alshehhi, Noura Alsuwaidi, Suaad Mohamed. Enzymatic production of biodiesel from used/waste vegetable oils: Design of a pilot plant . Chemical and Petroleum Engineering, UAE University, 17555 Al-Ain, United Arab Emirates.2010http://www.minminas.gov.co/minminas/downloads/archivosSoporteRevistas/7766.pdfhttp://es.scribd.com/diego_cordero_2/d/65524488-Lista-de-Precios-Marrhttp://www.fedebiocombustibles.com/v2/http://www.quiminet.com/sh1/sh_p_1_armaasdvcdvcd.htmLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8829https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/15868/3/license.txt3755c0cfdb77e29f2b9125d7a45dd316MD53open accessORIGINAL2021_Tesis_Arenas_Sanchez_Julian_Jose.pdf2021_Tesis_Arenas_Sanchez_Julian_Jose.pdfTesisapplication/pdf720211https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/15868/1/2021_Tesis_Arenas_Sanchez_Julian_Jose.pdfe5d8aeb52275d1f6aee3e2715f6edbc2MD51open access2021_Licencia_Arenas_Sanchez_Julian_Jose.pdf2021_Licencia_Arenas_Sanchez_Julian_Jose.pdfLicenciaapplication/pdf354679https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/15868/2/2021_Licencia_Arenas_Sanchez_Julian_Jose.pdfd21a7303f2e3c7e0bdcc00839be24c8eMD52metadata only accessTHUMBNAIL2021_Tesis_Arenas_Sanchez_Julian_Jose.pdf.jpg2021_Tesis_Arenas_Sanchez_Julian_Jose.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg4727https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/15868/4/2021_Tesis_Arenas_Sanchez_Julian_Jose.pdf.jpg3f1a04e0a355ccb90e147f1ccef33cd4MD54open access2021_Licencia_Arenas_Sanchez_Julian_Jose.pdf.jpg2021_Licencia_Arenas_Sanchez_Julian_Jose.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg9958https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/15868/5/2021_Licencia_Arenas_Sanchez_Julian_Jose.pdf.jpgcf2e35d89dc55450181f9ec3082d3429MD55metadata only access20.500.12749/15868oai:repository.unab.edu.co:20.500.12749/158682022-05-03 17:23:13.414open accessRepositorio Institucional | Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABrepositorio@unab.edu.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