Optimización energética de redes de intercambio de calor : aplicación a la síntesis del proceso de producción de biodiesel a partir de aceites vegetales usados
En esta Tesis Doctoral se realizó la síntesis y análisis del proceso de esterificación y transesterificación con metanol para la obtención de biodiesel a partir de aceites vegetales usados (AVUs). Para realizar los diseños y análisis de alternativas tecnológicas se utilizó la herramienta de simul...
Guardado en:
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| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería; Argentina
2020
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| Materias: | |
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Metanol Biodiesel Aceite vegetal usado Aspen Plus Optimización energética Ingeniería Software AVUs Química Proceso de esterificación Proceso de transesterificación Redes de Intercambio de Calor RIC Laborde, María Fernanda Optimización energética de redes de intercambio de calor : aplicación a la síntesis del proceso de producción de biodiesel a partir de aceites vegetales usados |
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En esta Tesis Doctoral se realizó la síntesis y análisis del proceso de esterificación y
transesterificación con metanol para la obtención de biodiesel a partir de aceites
vegetales usados (AVUs). Para realizar los diseños y análisis de alternativas
tecnológicas se utilizó la herramienta de simulación que constituye el software Aspen
Plus®, utilizando el paquete de propiedades NRTL.
Los AVUs se consideraron compuestos principalmente por trilinoleina, trioleina y ácido
oleico provenientes del aceite de soja y de girasol. Se estimó una composición de estos
triglicéridos de un 75% y 25% para el aceite de girasol y de un 66% y 34% para el
aceite de soja, respectivamente, con una acidez libre del 5-6% p/p (expresada en ácido
oleico). Para la síntesis de la planta se utilizó un caudal másico de AVUs de 680,7 kg/h.
La planta diseñada puede tratar AVUs con un máximo de 14,66% de ácidos grasos
libres (AGL).
Se diseñaron dos opciones de Redes de Intercambio de Calor (RIC) para el proceso
completo de obtención de biodiesel. Opción 1: Aplicar redes de intercambio de calor al
proceso de Esterificación y al de Transesterificación por separado, Opción 2: Aplicar
integración energética al proceso completo de obtención de biodiesel. La RIC se diseñó,
en ambos casos, a partir de dos metodologías diferentes: el método Punto de Pliegue y
un modelo de programación no lineal entera mixta. Ambos diseños aportan un ahorro
energético de aproximadamente 12%. Se analizó la posibilidad de incorporar una
Bomba de Calor y/o un Ciclo Rankine Orgánico; estas alternativas no fueron factibles
debido a las temperaturas de la fuente y el sumidero de calor.
La mejor alternativa de diseño de Red de Intercambio de Calor se seleccionó mediante
un análisis económico diferencial entre las alternativas con y sin RIC. Ambas opciones
con integración de calor presentaron un valor VAN mayor que aquellas en las que no se
aplicó integración energética, debido fundamentalmente a la disminución en los costos
operativos. El valor de VAN para las opciones 1 y 2 fue de US$ 29.821.901 y US$
26.004.006, respectivamente. Por lo tanto, la Opción 1 resultó ser la alternativa
tecnológica económicamente más conveniente. |
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Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería; Argentina |
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