Diseño de un proceso continuo de producción de biodiesel

Design of a continuous process of biodiesel production

A. Evangelista-Flores¹, F. S. Alcántar-González¹, N. Ramírez de Arellano Aburto², A. Cohen Barki², J. M. Robledo-Pérez², M. J. Cruz-Gómez¹*

¹ Departamento de Ingeniería Química, Facultad de Química, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) Conjunto E, L-212, Ciudad Universitaria, México D.F., 04360. *Autor para la correspondencia. E-mail: mjcg@servidor.ur Tel. (55) 56225359.

² Resinas y Materiales S.A. DE C. V. Blvd. M. Avila Camacho 1994, 54055. Col. Sam Lucas Tepetlacalco, Tlanepantla, Estado de México.

Recibido 26 de Junio, 2013.
Aceptado 13 de Marzo, 2014.

Resumen

La mayoría de los procesos industriales de producción de biodiesel utilizados en el mundo se realizan empleando reactores por lotes o semi-continuos acoplados a equipos de separación de los productos, sin embargo; estos procesos tienen como desventaja el tiempo muerto así como el costo de operación de carga y descarga. El objetivo de este trabajo es proponer un proceso continuo de producción de biodiesel utilizando un reactor tubular de flujo continuo (RTFC) usando aceite vegetal, metanol y un catalizador homogéneo básico, cuya aplicación permita reducir costos de operación, mantenimiento y tiempo de producción. Se realizaron pruebas en el serpentín de un reactor industrial para obtener una cinética general de reacción y se estudió la transferencia de energía en el equipo con diferentes fluidos de calentamiento. Se consideró una producción de 500 toneladas mensuales de biodiesel en un reactor tubular de flujo continuo con geometría no lineal; una conversión mayor al 99% en un paso, temperaturas entre 60 y 75 °C, con recuperación del exceso de metanol y obtención de glicerina como subproducto de valor comercial.

Palabras clave: biodiesel, reactor continuo, catálisis básica, proceso industrial y aceite vegetal.

Abstract

Most of the industrial processes used for biodiesel production in the world are performed in batch or semicontinuous reactors coupled to separation equipment to obtain by-products, however, a disadvantage of these processes is the downtime as well as the cost of loading and unloading. The aim of this paper is to propose a continuous process for biodiesel production using a continuous flow tubular reactor (CFTR) using vegetable oil, methanol and a alkaline catalyst, whose application will reduce operating costs, maintenance and production time. Tests were conducted inside an industrial reactor's heating coil to obtain the reaction kinetics and to evaluate the equipment' s energy transfer with different heating fluids. The design parameters were considered to obtain a biodiesel production of 500 tons per month in a continuous flow tubular reactor with nonlinear geometry, a conversion in one step greater than 99%, temperatures between 60 and 75 ° C, with recovery of methanol and obtaining glycerin as a commercial by-product.

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