Muammer DURGUN GEA Westfalia Seperator "Biyodizel Üretiminde
Transkript
Muammer DURGUN GEA Westfalia Seperator "Biyodizel Üretiminde
Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Mechanical Separation Division Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Mechanical Separation Division 1893’den buyana ! Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Mechanical Separation Division Merkez & Fabrika, Oelde / Almanya Fabrika, Chateau-Thierry/ Fransa Westfalia Separator /Tü ürkiye /T /Türkiye Fabrika, Fabrika, Niederahr / Almanya Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Mechanical Separation Division Separasyon nedir? Separasyon, iki veya daha fazla bileşenli homojen karışımların yoğunluk farklılıklarından dolayı fiziksel kuvvet yardımı ile bileşenlerine ayrıldığı bir prosestir. Westfalia Santrifüjler ( Separatör ve dekantör ) sıvısıvı, sıvı-katı, iki sıvı ve katı separasyonlarında yaklaşık 2000 farklı proseste kullanılmaktadır. Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Mechanical Separation Division Temel Santrifüj Teorisi: 8,000 g Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Mechanical Separation Division • Separatörler içerisinde max. % 5 katı içeren ürünlerin prosesinde kullanılan tek yataklama üzerinde yüksek devirde separasyon yapabilen santrifüjlerdir. • Dekantörler içerisinde max. % 60‘a kadar katı içeren ürünlerin prosesinde kullanılan çift yataklama üzerinde yüksek devirde separasyon yapabilen yatay santrifüjlerdir. Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Mechanical Separation Division Deşarj prensibi Ürün akışı ve tortu ayrışması Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Mechanical Separation Division • Biyodizel prosesinde santrifüj kullanımı; – – – – – – ham yağın ön temizliğinde, Özel degaming, Alkolik nötralizasyon, reaksiyon esnasında gliserinin separasyonu, metilesterin yıkanması, sürekli Conneman prosesinde reaksiyon ve metil ester yıkama safhalarında separatör kullanımı, – gliserinden yağ asitlerinin uzaklaştırılması, – gliserinin tuzlardan arındırılması. Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Klasik kesikli sistem Mechanical Separation Division Buhar Katalist + Metanol Katalist + Metanol M M Kondens Gliserin Yıkama suyu Gliserin Yıkama suyu M M Yıkama suyu Yıkama Suyu Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Reaksiyon aşamasında separatör kullanımı Mechanical Separation Division Buhar Katalist + Metanol Katalist + Metanol M M Kondens Gliserin Gliserin Yıka suyu Yıkama suyu M M Yıkama suyu Yıkama suyu Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Yıkama aşamasında separatör kullanımı Mechanical Separation Division Buhar Katalist + Metanol Katalist + Metanol M M Kondens Gliserin Yıkama suyu Gliserin Yıkama suyu M M Yıkama suyu Yıkama suyu Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Komple Biodiesel prosesi Mechanical Separation Division Ham yağ Gamlar ffa Methylester plus ffa and triglycerides Metanol Su / Metanol Teknik Kalitede Gliserin Su Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Mechanical Separation Division Çekirdekten Biodiesele (Seed) (Crushing) Hegzan (Extraction) Meal=Pres keki Hegzan Pre-cleaning Tortular De-Gumming Gamlar De-Acidification (De-Waxing) Transesterification Methylester FFA Vakslar Gliserin Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Mechanical Separation Division Neden önişleme? Tortular: (Tortu miktarı %0,1 den az olmalı) - Pompaları,tankları ve ekipmanları tıkayabilir, - Gliserin kalitesi için kötü etken, - Proteinler tüm termal proseslerin kirlenmesine neden olur, - Emulsifier olabilir. ATIK Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Mechanical Separation Division Su: ( Max.0,05 olmalı ) - Katalisti kostiğe dönüştürür -Fazla miktarda katalist sarfiyatı - Yağın saponifikasyonunu artırır - proses verimliliğini düşürür ATIK Neden önişleme? Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Mechanical Separation Division Neden önişleme? Gamlar: ( 10 ppm P dan az olmalı ) - Biodiesel standartlarında fosfatid miktarı 10 ppm in altında olmalıdır, - Gliserin kalitesi için kötü etken, - Termal Gliserin prosesinde kirlenmeye sebep olur, - Çok iyi bir emülsifier, tüm separasyon kademelerinde zorluk yaşanır, kayıplar yüksek olur ve kaliteyi negatif etkiler, ATIK Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Mechanical Separation Division Vakslar: ( 0 ° C Neden önişleme? 24 saat soğuk test ) - + 40 ° C de mineral yağ filterelerinde tıkanmaya neden olur, - EN 14214 Biodiesel standartlarına göre farklı farklı CFPP değerleri gerekmektedir. ATIK Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Mechanical Separation Division Neden önişleme? FFA (Serbest yağ asitleri):(Mak. %0,1 ffa olmalı ) - Transesterifikasyon reaksiyonunda alkali katalist gereklidir, FFA sabuna dönüştüğü için reaksiyon için yüksek oranda katalist sarfiyatı gerekecektir, aynı zamanda verimliliği düşürür, - Sabun iyi bir emülsifier, tüm separasyon kademelerinde zorluk yaşanmasına sebep olur, kayıplar yüksek olur ve kaliteyi negatif etkiler, - Gliserin fazla miktarda MONG içerir. ( Matter Organic Not Glycerol) DEEĞERLİ YAN ÜRÜN Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Alkol rafinasyonlu yeni ön işleme kombinasyonu Mechanical Separation Division Alkol Rafinasyonu değerli ürünlerden gumların ayrılması için yeni proses kombinasyonlarına elverişlidir. Ham yağ Alkol Degaming Standard Alkaline Neutralization Rafinasyonu nötür yağ Ham yağın % 2’si atık Yan ürün gamlar sabun (yağ asidi) sabun(yağ asidi) Nötür yağ nötür yağ 240 €/ton Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Mechanical Separation Division Özel Degaming ve Alkolik Nötralizasyon kombinasyonu Rapeseed Oil, Soybean Oil, Palm Oil Alkolik Nötralizasyon: Westfalia Patent Asit Soda Su Buhar Metanol Asit Buhar Gliserin / Metanol / Su/Sabun / Gam M Nötür yağ Metanol M Ham yağ Kondens M M Kondens Gam Gliserin / Metanol / Alkol /Alkali Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Mechanical Separation Division Asit Metanol Alkolik Rafinasyon + Esterifikasyon, Degaming ve Transesterifikasyon ffa Fosfatid+ Vaks Degaming Serbest Yağ Asitleri Esterifikasyon Alkolik Nötralizasyon Metilester (2% ffa) Transesterifikasyon Alk.Nötralizasyondan gelen ağır faz Transesterifikasyon 1.reaksiyon deşarjı Metilester Ağır faz Sabunayrıştırma Gliserinprosesi ffa Mechanical Separation Division Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Özel Degaming ve Alkolik Nötralizasyon kombinasyonu Avantajları: • Fiziksel rafinasyon ve alkali rafinasyon & sabun-ayrıştırma kombinasyonu ile karşılaştırdığımızda daha az yatırım maliyeti gerekiyor, • Yüksek ürün verimliliği, • Daha az buhar sarfiyatı, çünkü sıcaklık transesterifikasyonda ve degaming deki ile aynı seviyede, • İyi kalite gliserin , çünkü fosfatid miktarı öndegaming aşamasında düşürülüyor, • Atık su yok, soapstock ayrıştırma yok, sabun kolayca FFA ya ayrıştırılabilecek kalitede, • Transesterifikasyon ile kombinasyonunda ilave yatırım maliyeti gerekmemektedir, çünkü bu işlem transesterifikasyonun gliserin su muamelesi aşamasında gerçekleştirilmektedir. Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Mechanical Separation Division Yağın tipi Çalışan tesisten Alkolik rafinasyon sonuçları FFA; Ham Yağ Fosfatid; Ham yağ Katalist; Transesterifikasyon FFA; Alkolik Nötralizasyon dan sonra Fosfatid miktarı; Alkolik Nötralizasyon dan sonra Atık Kızartma 4 % yağları 100 ppm P Potasyum hidroksit 0,1 % 5 ppm P Ham rape seed oil 2% 250 ppm P Potasyum hidroksit 0,08 % 8 ppm P Degam edilmiş rape seed oil 1,5 % 10 ppm P Sodyummetilat 0,1 % 5 ppm P Ham rape seed oil 1,5 % 300 ppm P Sodyummetilat 0,1 % 8 ppm P Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Mechanical Separation Division Özet • Ön işleme Transesterifikasyon ve gliserin prosesinde yaşanabilecek problemlerden uzaklaşmak için gerekli, • Ön işleme prosesi yatırım maliyeti, güvenilirlilik ve sarfiyat kalemleri açısından gereklidir, • Klasik ön işleme prosesleri çalışmaktadır, ancak ikisinin de dezavantajları vardır ve biodiesel üretim standartlarına kolayca adapte edilememektedir. • Alkolik rafinasyon prosesi oldukça ekonomik, ilave enerji ve alkali gerektirmeyen, sonuçları ise çok başarılı ve 4 yıldır çalışan tesislerdir. • Eğer ilaç tipi gliserin üretilecekse o zaman ham yağın ön degamingi önem kazanmaktadır. Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Mechanical Separation Division Recommendations for State of the Art Biodiesel Processes Yüksek verimlilik Atık, kirletme Ütilitiler ve kimyasallar Güvenilir, dayanıklı Sürekli Yüksek kalite Metilester Tecrübe Yüksek kalite gliserin B.Harten /2300 Oil- and Fats Processing Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Mechanical Separation Division Dayanıklı Proses ¾ Gliserin fazının metilesterden mükemmel separasyonu, aksi takdirde geri tepki reaksiyonu gerçekleşebilir, ¾ Sabun (yüksek ffa miktarı) ve emülsiyon ( yüksek fosfatid) tüm sistemin tıkanmasına sebep olabilir, ¾ Kirlenmeden dolayı sistemin durma süresini azaltabilmek için komple sistem CIP yapılabilmektedir, ¾ Alkali katalistin hızlı ve etkin separasyonu, aksi takdirde sabunlaşma olasılığı artar ve bu direk olarak emülsiyona ve verimliliğin düşmesine neden olur, ¾ metanol miktarına bağlı olarak gliserinin çözünürlüğünden dolayı etkin yıkama gerçekleştirilir. Güvenilir , dayanıklı Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Mechanical Separation Division Atık ve kirletme ¾ Tüm tanklar ve separatörler havalandırma sistemine bağlıdır,buharlar su ile yıkanır ve metanol-rektifikasyona geri gönderilir, Garanti TA Luft, German Pollution act, ¾ Metanol-rektifikasyon: fazla metanolün sirkülasyonu için, ¾ Tüm yıkama suyu gliserin evaporasyonunda sirküle edilir, eğer değilse tüm su tekrar kullanılabilir, su distile su olarak deşarj edilmelidir, ¾ Optimize proses;gliserinde düşük miktarda MONG ve az distilasyon kalıntıları, ¾ Teknik giserin prosesi aşamasında tuz kalıntıları yoktur. atık, kirletme Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Mechanical Separation Division Ütilitiler ve kimyasallar ¾ Optimize reaksiyon parametreli iki kademeli proses ( az katalist sarfiyatı ve metanol fazlası), ¾ Ekonomizer sistemlerden dolayı ekonomik ısı transferi, ¾ Tüm kimyasalların mükemmel ve etkin karışımları, ¾ Az metanol fazlası metanol sirkülasyonun azalmasını gerektirir ve düşük buhar sarfiyatına neden olur, ¾ Separatörlerle çarpıştırmalı yıkama sistemi gliserin-su buharlaşması için gerekli enerji ihtiyacını azaltır, ¾ Yıkama aşamasındaki etkin separasyondan dolayı kurutma aşamasındaki enerji sarfiyatı azalmaktadır. Ütilitiler ve kimyasallar Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Sürekli Mechanical Separation Division ¾ Yüksek otomasyon seviyesi, ¾ Tüm prosesin kolayca kontrolü, ¾ Az sayıda operatör ihtiyacı, ¾ Biodiesel ve tüm yan ürünlerinin kalitelerinin değişmemesi, ¾ Ürün hacmi az, yani tesis çok hızlı çalıştırılıp durdurulabilir ve çok hızlı bir şekilde proses parametrelerine müdehale edilebilir, ¾ Yatırım maliyetleri açısında az alan ihtiyacı. Sürekli Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Transesterifikasyon için katalistler Mechanical Separation Division + Ucuz katalist Yüksek verimlilik Gravite çöktürme prosesleri Kolay bulunabilir Metanol ile kolayca karıştırılabilir Kolay bulunabilir Kolay taşınabilir Tuzları suda çözünür Sodyum Hidroksit Reaksiyon oluşumunda Su kayıba neden olur Sarfiyatı % 50 daha az Sodyum Metilat Bulunabilirliği ? Şuan Sadece 2 tedarikçi var Potasyum tuzları çözünmez Gübre olarak satılabilir Potasyum Hidroksit Termal proseste kirlenme NaOH den 2 kat daha pahalı Metanol ile karışımı komplekstir - Higroskopik özelliğinden dolayı, nitrogen altında depolanır NaOH ten yaklaşık Dört(4) kat daha pahalı Metanol ile karışımı komplekstir Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Mechanical Separation Division Yüksek verimlilik ¾ Yüksek verimlilik= iyi fizibilite, ¾ Dozajlama,karışım,reaksiyon süresi ve hızlı separasyonun mükemmel kontrolü, ¾ Sodyum Metilat kullanımı, ¾ Esterifikasyon, transesterifikasyon ve alkolik nötralizasyonun kombinasyonu, ¾ Mükemmel separatörlerle yıkama suyunun etkin bir şekilde ayrıştırılması. Yüksek verimlilik Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Mechanical Separation Division Connemann prosesi Reaksiyon kademesi metanol buhar + katalist Degam ve nötralize edilmiş yağ metanol buhar + katalist M M Alkolik nötralizasyona Gliserin+ su toplanma tankına Gliserin su evaporasyonundan gelen su buhar buhar Vakum FAME Biodiesel M M Yıkama suyu sirkülasyonu Yıkama Kademesi Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Mechanical Separation Division CD Prosesin avantajları • • • • • • • Sürekli bir prosestir, Standartlara uygun yüksek saflıkta Biyodizel üretilir, Ful otomasyonlu bir prosestir, Düşük sıcaklık ve basınçta çalışır, Proseste atık su yoktur, Metanol ve su geri kazanımı, Üretim de açığa çıkan atık gazlar çevre standartlarına uygundur, • 96’ı yılından beri referans tesis üretimdedir • Tesis için alan ihtiyacı azdır. Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Mechanical Separation Division OLCESPEE-JC12.10.97-15.09.01 Draft E DIN EN 14214:2001-09, Properties Specific to Esters Density 15°C Flashpoint Moisture Neutr. number total glycerol free glycerol Phosphorus Methanol CFPP Description: *same flashpoint if additivated Standards Actual data connediesel (R) Diesel fuel - FAME E DIN EN 14214 Leer + Hamburg kg/m³ 860-900 883 °C over 101 over 160 * mg/kg max. 500 below 200 exRef 0,150 mg KOH/g 0,500 0,125 %(m/m) 0,250 0,002 %(m/m) 0,020 mg/kg 10 less than 2 %(m/m) 0,300 " 0,005 winter: - 22 °C -20, -10, 0 Biodiesel from biogenic oils (esp. Rapeseed) connediesel FAME 01/-20(-10, -0) Diesel fuel E DIN EN 14214 - FAME Fatty Acid Methyl Ester Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. CD tesislerimiz Mechanical Separation Division Company Name City Country Annual Capacity Operating since Oelmühle Leer Leer Germany 120.000 t 1996 Palma Tumys Sekvice Slovakia 35.000 t 2001 Oelmühle Hamburg Hamburg Germany 150.000 t 2001 Bioölwerke Magdeburg Magdeburg Germany 75.000 t 2003 Oelmühle Hamburg Hamburg Germany 200.000 t 2005 Iberol Lisboan Portugal 100.000 t 2006 RVM Vorpommern Sternberg Germany 100.000 t 2006 Ecanol Ludmin Germany 65.000 t 2006 BCLM Ocana Spain 100.000 t 2006 EOP Falkenhagen Falkenhagen Germany 100.000 t 2006 Oelmühle Mainz Mainz Germany 275.000 t 2006 Dansuk Seoul Korea 35.000 t 2006 Velva USA 250.000 t 2006 Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Biodiesel CD- Prosesi Mechanical Separation Division Niçin Kalite? Biodiesel standartları açısından yüksek üretim riski oluşturması, Fazla miktarda üretim kapasitesinden dolayı sadece standarlara uygun Biodiesel ve Gliserin satılabilmesi, Üretim maliyetlerinin % 90’nını ham yağın oluşturması ve karların çok düşük gerçekleşmesinden dolayı; Üretim riski mümkün olduğu kadar düşük tutulmalıdır! B.Harten /2300 Oil- and Fats Processing Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Mechanical Separation Division Westfalia Separator teslimat limitleri: • Process hatları – WS tedariki – Özel degaming – Alkolik Nötralizasyon – Transesterifikasyon – Gliserin su muamelesi – Metanol Gerikazanımı – Gliserin Su Evaporasyonu – Esterifikasyon – Merkezi Proses Kontrol Ünitesi – İşletmeye alma – Mühendislik paketi( yerleşim çizimleri, malzeme listesi ve borulama çizimleri vs) • Anahtar teslimi tesis – müşteri tedariki(kendisi veya bir mühendislik firması) – Gliserin distilasyon ve topraklama – Proses tankları( eğer mümkünse) – Borulama malzemeleri (eğer mümkünse) – Yalıtım malzemeleri – Montaj(mekanik ve elektrik) – Bina – Yardımcı tesisler ( kazan, hava,su,..vs) – Tank çiftliği – Laboratuar ekipmanları Westfalia Separator San. Tic. Ltd. Şti. Mechanical Separation Division TEŞEKKÜRLER...