Diseño, montaje y puesta en marcha de un sistema de reacción de lecho fijo y flujo continuo para la producción de biodiésel
El sistema de reacción diseñado para la producción de biodiésel a partir de aceite de palma RBD cuenta con tres zonas principales: zona de alimentación y acondicionamiento, zona de reacción y, zona de separación y almacenamiento, cada una de las cuales fue diseñada a partir de los requerimientos del...
- Autores:
- Tipo de recurso:
- Fecha de publicación:
- 2019
- Institución:
- Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano
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- Expeditio: repositorio UTadeo
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- oai:expeditiorepositorio.utadeo.edu.co:20.500.12010/8167
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- http://hdl.handle.net/20.500.12010/8167
- Palabra clave:
- Reactor continuo
Lecho fijo
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El sistema de reacción diseñado para la producción de biodiésel a partir de aceite de palma RBD cuenta con tres zonas principales: zona de alimentación y acondicionamiento, zona de reacción y, zona de separación y almacenamiento, cada una de las cuales fue diseñada a partir de los requerimientos del sistema de reacción. Se realizó el montaje de acuerdo con los diagramas de proceso de cada zona, con sus correspondientes equipos principales y auxiliares. La zona de reacción cuenta con un reactor de lecho fijo empacado con cenizas volantes peletizadas como catalizador, presenta un diámetro interno de 2,19 cm, una altura de 40 cm y una chaqueta de agua para asegurar la temperatura de reacción. El sistema que opera en flujo continuo, fue evaluado con una mezcla de metanol: aceite RBD en relación molar 6:1; una temperatura de 60°C, un rango de flujo de 0,25 a 0,33 mL/min, tiempos de residencia entre 94 a 135 minutos y una profundidad de lecho de 10,14 y 20 cm. La concentración de FAMEs fue determinada mediante cromatografía de gases; de acuerdo a los ensayos realizados, se encontró que el mayor porcentaje en masa de FAMEs fue de 20,98 %, el cual corresponde a un tiempo de residencia de 135 min y una profundidad de lecho de 20 cm. El sistema de reacción garantiza la variación de la temperatura de reacción, la velocidad de flujo de alimentación entre 0,18 a 1,05 mL/min y una profundidad máxima de lecho de 30 cm, permitiendo monitorear y controlar dichas variables. |
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La zona de reacción cuenta con un reactor de lecho fijo empacado con cenizas volantes peletizadas como catalizador, presenta un diámetro interno de 2,19 cm, una altura de 40 cm y una chaqueta de agua para asegurar la temperatura de reacción. El sistema que opera en flujo continuo, fue evaluado con una mezcla de metanol: aceite RBD en relación molar 6:1; una temperatura de 60°C, un rango de flujo de 0,25 a 0,33 mL/min, tiempos de residencia entre 94 a 135 minutos y una profundidad de lecho de 10,14 y 20 cm. La concentración de FAMEs fue determinada mediante cromatografía de gases; de acuerdo a los ensayos realizados, se encontró que el mayor porcentaje en masa de FAMEs fue de 20,98 %, el cual corresponde a un tiempo de residencia de 135 min y una profundidad de lecho de 20 cm. El sistema de reacción garantiza la variación de la temperatura de reacción, la velocidad de flujo de alimentación entre 0,18 a 1,05 mL/min y una profundidad máxima de lecho de 30 cm, permitiendo monitorear y controlar dichas variables.Requerimientos de sistema: Adobe Acrobat ReaderThe reaction system designed for the production of biodiesel from RBD palm oil has three main zones: feed and reconditioning zone, reaction zone and, separation and storage zone, each one was designed based on the reaction system requirements. The assembly was performed according to process diagrams for each zone, with their corresponding auxiliary and principal equipment. The reaction zone had a packed bed reactor with fly ash pellets as catalyst, it presents an interior diameter of 2,19 cm, the height is 40 cm and has a water jacket to maintain the reaction temperature. The system that operates in continuous flow was evaluated with a mixture of methanol: RBD oil molar ratio 6:1, to 60 ºC temperature, residence times between 94 to 135 minutes with a flow range of 0,25 to 0,33 mL/min and bed depth of 10, 14 and 20 cm. The concentration of FAMEs was determined by gas chromatography; according to performed experiments, 20,98 % was found as the greatest mass percentage of FAMEs, which corresponds to a residence time of 135 min and a bed depth of 20 cm. The reaction system secures the variation of reaction temperature, the feed flow rate between 0,18 to 1,05 mL/min and maximum bed depth of 30 cm, which allows the monitoring and control of these variables.Ingeniero Químico68 páginasapplication/pdfspaUniversidad de Bogotá Jorge Tadeo LozanoIngeniería QuímicaFacultad de Ciencias Naturales e IngenieríaReactor continuoLecho fijoAceite de palma RBDQuímica, IngenieríaQuímicaSoluciones (Química)BiocombustiblesBiodiéselIngeniería química -- Trabajos de gradoBiofuelsDiseño, montaje y puesta en marcha de un sistema de reacción de lecho fijo y flujo continuo para la producción de biodiéselTrabajo de gradoinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fAbierto (Texto Completo)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2AERNOR. (2011). Productos derivados de aceites y grasas. Ésteres metílicos de ácidos grasos (FAME). Determinación de los contenidos de éster y de éster metílico de ácido linolénico. Norma Española UNE-EN 14103. MadridAndrigo, P., Bagatin, R., & Pagani, G. (1999). Fixed bed reactors. Catalysis Today, 52(2-3), 197-221.Avhad, M., & Marchetti, J. M. (2015). A review on recent advancement in catalytic materials for biodiesel production. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 50, 696-718.Bendeck Olivella, J. (2017). Perspectivas y retos de los biocombustibles. PALMAS, 38, 8891.Benjumea, P. N., Agudelo, J. R., & Corredor, L. (2003). Biodiésel del aceite de palma: una alternativa para el desarrollo del país y para la autosuficiencia energética nacional. Uiversidad de Antioquia Facultad de Ingeniería, 28, 50-61.Buasri, A., Ksapabutr, B., Panapoy, M., & Chaiyut, N. (2012). Biodiesel production from waste cooking palm oil using calcium oxide supported on activated carbon as catalyst in a fixed bed reactor. Korean Journal of Chemical Engineering, 29(12), 1708-1712.Chattopadhyay, S., & Sen, R. (2013). 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The heterogeneous catalyst system for the continuous conversion of free fatty acids in used vegetable oils for the production of biodiesel. Catalysis Today, 131(1-4), pp.238-243.Ren, Y., He, B., Yan, F., Wang, H., Cheng, Y., Lin, L., Li, J. (2012). Continuous biodiesel production in a fixed bed reactor packed with anion-exchange resin as heterogeneous catalyst. Bioresource Technology, 113, 19-22.Salcedo, T., & Delgado Ruíz, J. (2016). La agroindustria del biodiésel en Colombia. PALMAS, 37(0121-2923), 331-335.Shibasaki-Kitakawa, N., Honda, H., Kuribayashi, H., Toda, T., Fukumura, T., & Yonemoto, T. (2007). Biodiesel production using anionic ion-exchange resin as heterogeneous catalyst. Bioresource Technology, 98(2), 416-421.Shibasaki-Kitakawa, N., Tsuji, T., Chida, K., Kubo, M., & Yonemoto, T. (2010). Simple continuous production process of biodiesel fuel from oil with high content of free fatty acid using ion-exchange resin catalysts. 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Madrid: Laia Arqueros ClaramuntORIGINALTrabajo de grado.pdfTrabajo de grado.pdfTrabajo de gradoapplication/pdf3085799https://expeditiorepositorio.utadeo.edu.co/bitstream/20.500.12010/8167/1/Trabajo%20de%20grado.pdf377948612334acfd650cb75cd0b8908aMD51open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82938https://expeditiorepositorio.utadeo.edu.co/bitstream/20.500.12010/8167/3/license.txtabceeb1c943c50d3343516f9dbfc110fMD53open accessLicencia de autorización.pdfLicencia de autorización.pdfLicencia de autorizaciónapplication/pdf505921https://expeditiorepositorio.utadeo.edu.co/bitstream/20.500.12010/8167/4/Licencia%20de%20autorizaci%c3%b3n.pdfcdcc1fb7a22858fd24227c06a3ebf852MD54open accessTHUMBNAILTrabajo de grado.pdf.jpgTrabajo de grado.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6454https://expeditiorepositorio.utadeo.edu.co/bitstream/20.500.12010/8167/5/Trabajo%20de%20grado.pdf.jpgab2717820aa83f67d2c7e23dd36ada4cMD55open access20.500.12010/8167oai:expeditiorepositorio.utadeo.edu.co:20.500.12010/81672020-11-12 15:35:56.254open accessRepositorio Institucional - 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