ผลิตไบโอดีเซล & transesterification

เมื่อคุณทำไบโอดีเซลจลนพลศาสตร์ปฏิกิริยาช้าและการถ่ายโอนมวลยากจนจะลดกำลังการผลิตของโรงงานไบโอดีเซลไบโอดีเซลและผลผลิตและคุณภาพ เครื่องปฏิกรณ์ล้ำ Hielscher ปรับปรุงจลนศาสตร์ transesterification อย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นเมทานอลส่วนเกินลดลงและตัวเร่งปฏิกิริยาน้อยที่จำเป็นสำหรับการประมวลผลไบโอดีเซล

ไบโอดีเซลคือ ผลิตทั่วไปในเครื่องปฏิกรณ์ชุด ใช้ความร้อนและเครื่องจักรกลผสมเป็น input พลังงาน อัลตราโซนิก cavitational ผสม เป็น เลือกที่มีประสิทธิภาพ หมายถึงการบรรลุผสมที่ดีกว่าในการประมวลผลไบโอดีเซลเชิงพาณิชย์ cavitation ล้ำเสียงให้พลังงานยืนยันการใช้งานที่จำเป็นสำหรับการผลิตไบโอดีเซล transesterification อุตสาหกรรม

transesterification (แปลงสารเคมีในการผลิตไบโอดีเซล)

การผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันพืช (เช่นถั่วเหลือง, คาโนลา, สบู่ดำ, เมล็ดทานตะวันหรือ ตะไคร่น้ำ) หรือไขมันสัตว์เกี่ยวข้องกับฐานเร่งปฏิกิริยา transesterification ของกรดไขมัน กับเมทานอลหรือเอทานอลเพื่อให้เมทิลเอสเตอร์หรือเอสเทอเอทิลที่สอดคล้องกัน กลีเซอรีนเป็นผลพลอยได้หลีกเลี่ยงไม่ได้ของการเกิดปฏิกิริยานี้

น้ำมันพืชไขมันสัตว์เป็นไตรกลีเซอไรด์ประกอบด้วยสามโซ่ของกรดไขมันผูกพันตามโมเลกุลกลีเซอรีน Triglycerides เป็นเอสเทอ Esters เป็นกรดเช่นกรดไขมันรวมกับเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ กลีเซอรีน (= กลีเซอรอล) เป็นเครื่องดื่มแอลกอฮอล์หนัก ในขั้นตอนการแปลงเอสเทอไตรกลีเซอไรด์จะกลายเป็นเอสเทอคิล (= ไบโอดีเซล) โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา (ด่าง) และสารแอลกอฮอล์เช่น เมทานอลที่ทำให้ methyl esters ไบโอดีเซล. เมทานอลแทนกลีเซอรีน

กลีเซอรีน – ขั้นตอนที่หนักกว่า – จะจมลงไปด้านล่าง ไบโอดีเซล – ขั้นตอนที่มีน้ำหนักเบา – ลอยอยู่ด้านบนและสามารถแยกออกจากกันเช่น โดยขวดหรือ centrifuges ขั้นตอนการแปลงนี้จะเรียกว่า transesterification

ปฏิกิริยา esterification ธรรมดา การประมวลผลชุดมีแนวโน้มที่จะช้าและการแยกเฟสของกลีเซอรีนเป็นเวลานานมักจะสละ 5 ชั่วโมงหรือมากกว่านั้น

Ultrasonics สำหรับการประมวลผลไบโอดีเซล

วันนี้ไบโอดีเซลที่ผลิตส่วนใหญ่ในเครื่องปฏิกรณ์ชุด การประมวลผลไบโอดีเซลอัลตราโซนิกช่วยให้การประมวลผลแบบอินไลน์อย่างต่อเนื่อง Ultrasonication สามารถบรรลุ ผลผลิตไบโอดีเซลในส่วนที่เกิน 99%. เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิก ลดเวลาในการประมวลผล จากเดิม 1-4 ชั่วโมงการประมวลผลชุดที่จะน้อยกว่า 30 วินาที ที่สำคัญกว่านั้น ultrasonication ช่วยลดเวลาในการแยก 5-10 ชั่วโมง (โดยใช้การกวนธรรมดา) น้อยกว่า 60 นาที ultrasonication ไม่นอกจากนี้ยังช่วยลดปริมาณของตัวเร่งปฏิกิริยาที่จำเป็นลงได้ถึง 50% เนื่องจากกิจกรรมทางเคมีที่เพิ่มขึ้นในการปรากฏตัวของโพรงอากาศ (เห็น sonochemistry) เมื่อใช้ ultrasonication ปริมาณของเมทานอลส่วนเกินที่ต้องการจะลดลงมากเกินไป ประโยชน์ก็คือการเพิ่มขึ้นส่งผลให้ในความบริสุทธิ์ของกลีเซอรีนที่

การประมวลผลอัลตราโซนิกของไบโอดีเซลเกี่ยวข้องกับขั้นตอนต่อไปนี้:

1. น้ำมันพืชหรือไขมันสัตว์จะถูกผสมกับเมทานอล (ซึ่งทำให้เมทิลเอสเตอร์) หรือเอทานอล (สำหรับเอสเทอเอทิล) และโซเดียมหรือโพแทสเซียมไฮดรอกไซเมทอกหรือ
2. ผสมร้อนเช่น ที่มีอุณหภูมิระหว่าง 45 และ 65degC
3. ผสมน้ำอุ่นจะถูก อินไลน์ sonicated สำหรับ 5 ถึง 15 วินาที
4. กลีเซอรีนหยดออกมาหรือมีการแยกออกจากกันโดยใช้เครื่องหมุนเหวี่ยง
5. ไบโอดีเซลที่แปลงจะถูกชะล้างด้วยน้ำ

มากที่สุด sonication คือ ดำเนินการที่ความดันสูง (1 ถึง 3bar, วัดความดัน) โดยใช้เครื่องปั๊มน้ำและวาล์วแรงดันย้อนกลับปรับติดกับเซลล์ไหล

การประมวลผลไบโอดีเซลอุตสาหกรรม ไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานมากล้ำ ตารางข้างต้นแสดงให้เห็นถึงความต้องการไฟฟ้าปกติสำหรับอัตราการไหลต่างๆ ความต้องการพลังงานที่เกิดขึ้นจริงสามารถตรวจสอบได้โดยใช้ หน่วยประมวลผลล้ำ 1kW ในระดับบนม้านั่ง. ผลการทดลองทั้งหมดจากม้านั่งบนดังกล่าวสามารถ ปรับขนาดได้อย่างง่ายดาย. หากต้องการ FM และ ATEX ได้รับการรับรองอุปกรณ์อัลตราโซนิกที่มีอยู่เช่น UIP1000-Exd.

Hielscher วัสดุอุปกรณ์การประมวลผลไบโอดีเซลอุตสาหกรรมอัลตราโซนิกทั่วโลก ด้วยโปรเซสเซอร์ล้ำเสียงถึง พลังงาน 16kW ต่อเครื่องเดียวมีขีด จำกัด ในขนาดโรงงานไบโอดีเซลหรือความสามารถในการประมวลผลไม่มี

ค่าใช้จ่ายในการผลิตไบโอดีเซลอัลตราโซนิก

Ultrasonication เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการเพิ่ม ความเร็วปฏิกิริยา และอัตราการแปลง ในการประมวลผลไบโอดีเซลเชิงพาณิชย์. อัลตราโซนิกค่าใช้จ่ายในการประมวลผลส่งผลให้ส่วนใหญ่มาจากการลงทุน
สำหรับเครื่องจักรอุปกรณ์อัลตราโซนิกค่าใช้จ่ายสาธารณูปโภคและการบำรุงรักษา โดดเด่น ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน (คลิกแผนภูมิไปทางขวา) ของ Hielscher อุปกรณ์ล้ำเสียงช่วยในการลดค่าใช้จ่ายสาธารณูปโภคและโดยการนี้เพื่อ ทำให้กระบวนการนี้สีเขียวแม้. ค่าใช้จ่ายที่เกิดสำหรับ ultrasonication แตกต่างกันระหว่าง 0.1ct และ 1.0ct ต่อลิตร (0.4ct เพื่อ 1.9ct / แกลลอน) เมื่อ นำมาใช้ในเชิงพาณิชย์. อ่านข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ ต้นทุนการประมวลผลอัลตราโซนิก.

น้ำค้างแข็ง & ซัลลิแวนเทคโนโลยีนวัตกรรมแห่งปี

Hielscher Ultrasonics ได้รับเกียรติฟรอสต์ & ซัลลิแวนนวัตกรรมเทคโนโลยีแห่งปีรางวัลในการรับรู้ของการพัฒนาของ บริษัท เทคโนโลยี ultrasonics นวนิยายสำหรับการผลิตไบโอดีเซล คลิกที่นี่เพื่ออ่านรายละเอียดเพิ่มเติม.

การตั้งค่าไบโอดีเซลขนาดเล็ก Ultrasonication

Ultrasonication สามารถนำมาใช้สำหรับการแปลงของน้ำมันไบโอดีเซลที่ลงไปในระดับใด ภาพไปทางขวา (คลิกเพื่อดูขนาดใหญ่!) แสดงให้เห็นถึงการติดตั้งขนาดเล็กสำหรับการประมวลผลของ 60-70L นี้ (16-19 แกลลอน) นี่คือการตั้งค่าทั่วไปสำหรับการศึกษาเริ่มต้นและการสาธิตกระบวนการ

การตั้งค่านี้ประกอบด้วยส่วนต่อไปนี้:

• หนึ่ง 500 วัตต์ หรือ 1,000 วัตต์ อุปกรณ์อัลตราโซนิก (20kHz) ด้วยการสนับสนุน, sonotrode และการไหลของเซลล์
• มิเตอร์ไฟฟ้าสำหรับการวัดแสงไฟและพลังงาน
• การประมวลผล 80L ถัง (พลาสติกเช่น HDPE)
• องค์ประกอบความร้อน (1 ถึง 2 กิโลวัตต์)
• 10L ตัวเร่งปฏิกิริยาพรีมิกซ์ถัง (พลาสติกเช่น HDPE)
• ตัวเร่งปฏิกิริยา premixer (กวน)
• ปั๊ม (centrifuge, โมโนหรือเกียร์) ประมาณ 10 ถึง 20L / นาทีที่ 1-3 barg
• วาล์วแรงดันย้อนกลับสำหรับการปรับความดันในเซลล์ไหล
• มาตรวัดความดันสำหรับการวัดความดันฟีด

การจัดเตรียม

โพแทสเซียมไฮดรอกไซ (0.2 ถึง 0.4kg ตัวเร่งปฏิกิริยา) จะถูกละลายลงไปประมาณ เมทานอลในตัวเร่งปฏิกิริยา 8.5L ถังก่อนผสม นี้ต้องกวนของพรีมิกซ์ตัวเร่งปฏิกิริยา รถถังในการประมวลผลจะถูกเติมเต็มด้วยน้ำมันพืช 66L น้ำมันจะถูกความร้อนจากองค์ประกอบความร้อนถึง 45 เพื่อ 65degC

การประมวลผล

เมื่อตัวเร่งปฏิกิริยาจะละลายอย่างเต็มที่ในเมทานอลพรีมิกซ์ตัวเร่งปฏิกิริยามีการผสมกับน้ำมันอุ่น ปั๊มฟีดผสมกับเซลล์ไหล โดยวิธีการของวาล์วแรงดันย้อนกลับ, ความดันจะถูกปรับเป็น 1 เพื่อ 3barg (15 45psig) หมุนเวียนผ่านเครื่องปฏิกรณ์ไบโอดีเซลล้ำควรดำเนินการประมาณ 20 นาที. ในช่วงเวลานี้น้ำมันจะถูกแปลงเป็นไบโอดีเซล หลังจากนี้ปั๊มและอัลตราซาวนด์ที่มีการปิด กลีเซอรีน (เฟสหนัก) จะแยกจากไบโอดีเซล (เฟสเบา) การแยกใช้เวลาประมาณ 30 ถึง 60 นาที เมื่อแยกเสร็จสิ้นกลีเซอรีนที่สามารถระบายน้ำได้

ไบโอดีเซลซักผ้า

ในฐานะที่เป็นไบโอดีเซลแปลงมีสิ่งสกปรกซักผ้าเป็นสิ่งจำเป็น สำหรับการซักผ้าที่มีน้ำผสมลงในน้ำมันไบโอดีเซล Ultrasonication สามารถได้รับประโยชน์การผสมไบโอดีเซลที่มีน้ำ นี้จะเพิ่มพื้นที่ผิวที่ใช้งานเป็นผลมาจากการลดขนาดหยด (ดู: ผสมอัลตราโซนิก) โปรดพิจารณาว่า sonication รุนแรงมากอาจลดหยดน้ำให้มีขนาดที่อิมัลชันที่มีเสถียรภาพเกือบจะถูกสร้างขึ้นที่จะต้องใช้วิธีพิเศษ (centrifuge เช่น) ที่จะแยกออกจากกัน

ไบโอดีเซลผลิตพืช

การไหลกราฟด้านล่างแสดงการตั้งค่าทั่วไปสำหรับ sonication ในสายการผลิตของน้ำมันสำหรับการแปลงเป็นไบโอดีเซล คลิกที่แผนภูมิ ที่จะได้รับมุมมองขนาดใหญ่

ไบโอดีเซลอย่างต่อเนื่องและการประมวลผลแยก

ในการตั้งค่าสำหรับการ การประมวลผลไบโอดีเซลอย่างต่อเนื่องและการแยกอย่างต่อเนื่องน้ำมันทำความร้อนและพรีมิกซ์ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีการผสมกันอย่างต่อเนื่องโดยใช้ปั๊มปรับ อินไลน์ผสมแบบคงที่ช่วยเพิ่มความสม่ำเสมอของฟีดไปเครื่องปฏิกรณ์ล้ำ ผสมน้ำมัน / ตัวเร่งปฏิกิริยาผ่านเซลล์ไหลซึ่งจะมีการสัมผัสกับอัลตราโซนิก โพรงอากาศประมาณ 5 ถึง 30 วินาที. วาล์วแรงดันย้อนกลับจะใช้ในการควบคุมความดันในเซลล์ไหล ผสม sonicated เข้าคอลัมน์ปฏิกรณ์ที่ด้านบน ปริมาณของคอลัมน์เครื่องปฏิกรณ์ถูกออกแบบมาเพื่อให้ประมาณ เวลาการเก็บรักษา 1 ชั่วโมงในคอลัมน์. ในช่วงเวลานั้น ปฏิกิริยา transesterification เป็นที่เรียบร้อยแล้ว. ผสมกลีเซอรีน / ไบโอดีเซลมีปฏิกิริยาตอบสนองจะสูบไปแปะที่มันถูกแยกออกเป็นไบโอดีเซลและกลีเซอรีเศษส่วน การโพสต์ที่เกี่ยวข้องกับการกู้คืนเมทานอลซักผ้าและอบแห้งและสามารถทำได้อย่างต่อเนื่องอีกด้วย

การตั้งค่านี้ ช่วยขจัดสำหรับกระบวนการผลิตไบโอดีเซลเครื่องปฏิกรณ์, ยุธรรมดาและรถถังแยกขนาดใหญ่

ความเร็วปฏิกิริยาไบโอดีเซล Transesterification

แผนภาพด้านล่างจะแสดงผลตามแบบฉบับของ transesterification น้ำมันเรพซีด (เกรดอุตสาหกรรม) ด้วย โซเดียมเมทอก (ซ้าย) และ โพแทสเซียมไฮดรอกไซ (ขวา). สำหรับการทดสอบทั้งสองตัวอย่างการควบคุม (สายสีน้ำเงิน) ได้สัมผัสกับความรุนแรงผสมกล เส้นสีแดงหมายถึงตัวอย่าง sonicated ของสูตรเหมือนกันด้วยความเคารพต่ออัตราส่วนปริมาณความเข้มข้นของตัวเร่งปฏิกิริยาและอุณหภูมิ แกนนอนแสดงเวลาหลังจากผสมหรือ sonication ตามลำดับ แกนตั้งแสดงให้เห็นถึงปริมาณของกลีเซอรีนที่ตั้งรกรากอยู่ที่ด้านล่าง นี่คือวิธีการที่เรียบง่ายของการวัดความเร็วการเกิดปฏิกิริยา ในแผนภาพทั้งสอง ตัวอย่าง sonicated (สีแดง) ตอบสนองเร็วกว่า ตัวอย่างการควบคุม (สีฟ้า).

ลิงค์สำหรับวัสดุไบโอดีเซล

คลิกที่นี่เพื่อเชื่อมโยงไปยังซัพพลายเออร์ของเครื่องสูบน้ำและถังสำหรับอุตสาหกรรมไบโอดีเซล

ทางเคมีและข้อมูลด้านความปลอดภัย

โปรดอ่านข้อมูลด้านล่างอย่างระมัดระวังเพื่อป้องกันภาวะแทรกซ้อนและผลกระทบต่อสุขภาพที่ไม่พึงประสงค์

ไบโอดีเซลสารเคมี

เมทานอลเป็นพิษ มันสามารถทำให้เกิดการเสื่อมสภาพของเส้นประสาทที่เป็นผลมาจากการใช้งานเป็นเวลานาน มันสามารถดูดซับโดยผิวหนังมากเกินไป หากกระเด็นเข้าตาอาจทำให้ตาบอดและเมทานอลสามารถร้ายแรงเมื่อกลืนกิน ด้วยเหตุนี้ใช้ความระมัดระวังที่จำเป็นเมื่อจัดการเมทานอล ก็จะแนะนำให้ใช้เครื่องช่วยหายใจที่ดีผ้ากันเปื้อนและถุงมือยาง

โพแทสเซียมไฮดรอกไซ (เกาะ) เป็นพิษและทำให้เกิดการเผาไหม้ผิวเมื่อสัมผัส การระบายอากาศที่ดีจะต้อง

ตรวจสอบให้แน่ใจพื้นที่ทำงานจะไม่เห็นแก่ตัวและทั่วถึงมีการระบายอากาศที่จะอนุญาตให้ควันที่จะหลบหนี เครื่องช่วยหายใจตลับไอไม่ได้มีผลต่อการเกิดควันเมทานอล ระบบที่จัดอากาศ (SCBA — Self-เครื่องช่วยหายใจ) ให้การป้องกันที่ดีกับไอระเหยเมทานอล

ไบโอดีเซลและยางอะไหล่

ทำงานบนไบโอดีเซล 100% เป็นเวลานานอาจทำให้เกิดภาวะแทรกซ้อนกับส่วนเปียกยาง (ปั๊ม, ท่อ, โอริง) ของเครื่องยนต์ เปลี่ยนจากชิ้นส่วนเหล็กหรือยางหนักสามารถขจัดปัญหานี้ หรือคุณสามารถผสมประมาณ 25% ธรรมดา (ฟอสซิล) ดีเซลเป็นไบโอดีเซลของคุณเพื่อป้องกันภาวะแทรกซ้อน

ไบโอดีเซล

ไบโอดีเซลเช่น rapeseed เมทิลเอสเตอร์ (RME) เป็นเชื้อเพลิงทดแทนและย่อยสลายได้ ไบโอดีเซลมีข้อดีหลายประการเมื่อเทียบกับน้ำมันพืชตรง (SVO) มันไม่ต้องแปลงเครื่องยนต์หรือระบบเชื้อเพลิงปรับเปลี่ยนการเรียกใช้ไบโอดีเซลในเครื่องยนต์ดีเซลธรรมดา ไบโอดีเซลจะมีการเพิ่มทั่วไปดีเซลที่ขายที่ปั้มในวันนี้เพื่อเพิ่มการหล่อลื่นของบริสุทธิ์ ดีเซลกำมะถันต่ำ (ULSD)ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบตั้งแต่ไบโอดีเซลมีเกือบจะไม่มีกำมะถัน