Upload
mervenora
View
103
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
DÜNYADA BİYODİZEL VE BİYODİZEL TEKNOLOJİLERİ
Prof. Dr. BProf. Dr. Büülent KESKlent KESKİİNLERNLER
Ülkemizin petrol rezerviÜlkemizin petrol tüketiminin sadece %8.6’ sı yerli üretim olan ham petrol ile karşılanmaktadır. İthalat ile karşılanan %91.4’ lük kısım için 5.9 milyar $ ödenmektedir.
Kaynak: Enerji, Petrol & Gaz, 15 Ocak 2005, Sayı:286
Petrol aramasıÇok yüksek maliyetli arama yatırımlarını gerektirir.Petrol keşfi ile sonuçlanma şansı dünya genelinde
% 10 civarındadır. Doğanın milyonlarca yıllık süreçte oluşturduğu petrol
potansiyeli kısıtlı olduğundan, hangi üretim teknolojisi uygulanırsa uygulansın, yüksek üretim elde edilmesi hemen hemen olanaksızdır.
Kaynak: AYT, Alternatif Yakıt Teknolojileri San. ve Tic. Ltd. Şti
Çözüm Nedir ?
Biyokütle, alternatif enerji kaynaklarıiçinde en büyük teknik potansiyele sahiptir. Biyokütle kökenli, en önemli dizel motoru alternatif yakıtı ise biyodizeldir.
ATERNATİF ENERJİ
DÜNYADA BİYODİZELİN
DURUMU
Fonte: Elaboração própria
• en fazla tüketim;• taşımacılık;• motor endüstrisigarantisi (VW, Audi, Seat, PSA, Mercedes, MAN);•1800 dolum istasyonu.
• 17 üretici veyabiyodizelin daha önemli üreticileri;• kullanım + taşımacılıkiçin (toplu veya özel), ısınma ve endüstriyel kullanımlar için;• bireysel taşımacılık için kullanılmaz.
• tüm dizel yağlar, en az 1% biyodizele sahip; • 13 petroleumrafinerinin 7’si, dizele 5% biyodizel karıştırmakta; • tüm halk otobüsleri B5 – 30 kullanır.
• 50 eyalet;• Kullanılmışkızartma yağı ve soya yağı kaynaklı;• halk otobüsü, posta servisleri ve hükümet birimleri(NASA)kullanmakta.
B100 B5 - B25 (taşımacılık) B100 (ısınma)
B5 - B30 B20 (en yaygın)B2 (çiftçiler)B100 (daha az)
Dünyada Biyodizel
Kaynak: Suzana Kahn Ribeiro, Biocombustíveis
Producers of Biodiesel
USA Germany
Malasia
Australia
Brasil
Argentina
France
Italy
European Community
Dünyada Biyodizel1.000.000 ton/ year
500.000 ton/ year
126 000 ton/ year 2.200.000 ton/ year
Commercial Producers
40.000 ton/ year
500.000 ton/ year
420.000 ton/ year
Kaynak: Suzana Kahn Ribeiro, Biocombustíveis 2004
EU ve Yeni Üye Ülkeler
2000 2001 2002 2003 2004*0
250
500
750
1000
1250
1500
1750
GermanyFranceItalyEUNew member states (Czech Republic/Slovakia/Poland)
Kaynak: Canola Council of Canada2004 Annual Convention
Mt/year
Avrupa’nın Biyodizel KapasitesiEU 15
capacities 2002 mt/y
capacities 2003 mt/y
capacities 2004 mt/y
Austria 40.000 90.000 120.000Belgium (60.000) (60.000) (60.000)Denmark 35.000 35.000 35.000UK 2.000 7.000 57.000Finland 0 0 0France 502.000 502.000 502.000Germany 945.500 1.016.000 1.156.000Greece 0 0 0Ireland 2.000 2.000 2.000Italy 419.000 419.000 419.000Luxembourg 0 0 0Netherlands 0 0 0Portugal 0 0 0Spain 0 11.000 11.000Sweden 8.000 8.000 8.000Sum 2.013.500 2.150.000 2.370.000
Non EU 15Czech Republic 90.000 70.000 70.000Hungary 0 25.000 25.000Poland 2.000 15.000 15.000Slovakia 120.000 120.000 120.000Sum 212.000 230.000 230.000total 2.225.500 2.380.000 2.600.000
Kaynak: Canola Council of Canada 2004 Annual Convention
Avrupa’nın Biyodizel ÜretimiEU 15
production 2001 mt/y
production 2002 mt/y
production 2003 mt/y
production 2004 mt/y
Austria 25.000 30.000 40.000 50.000Belgium 0 0 0 0Denmark 8.000 15.000 25.000 30.000UK 0 2.000 7.000 25.000Finland 0 0 0 0France 374.000 366.000 370.000 455.000Germany 277.000 450.000 750.000 850.000Greece 0 0 0 0Ireland 0 0 2.000 2.000Italy 150.000 230.000 300.000 300.000Luxembourg 0 0 0 0Netherlands 0 0 0 0Portugal 0 0 0 0Spain 0 0 0 0Sweden 840 825 1.000 1.000Sum 834.840 1.093.825 1.495.000 1.713.000
Non EU 15Czech Republic 71.000 70.000 70.000 70.000Hungary 0 0 0 0Poland 0 0 10.000 15.000Slovakia 120.000 0 75.000 75.000Sum 191.000 70.000 155.000 160.000total 1.025.840 1.163.825 1.650.000 1.873.000
Kaynak: Canola Council of Canada 2004 Annual Convention
Avrupa’nın Biyodizel Üretim Kapasitesi (2004)
Almanya’nın Biyodizel Satışı 1991-2004 (ton/yıl)
Operational capacity forBiodiesel production
Europe1,500,000 ton/year
USA75,700 ton/year
Biodiesel production facilities
to be created
Australia40,000 ton/year
Brazil50,000 ton/year
Malaysia500,000 ton/year
Dünya’nın Biyodizel Üretim Kapasitesi
Kaynak: GosNIIOKhT
TÜRKİYE’DE BİYODİZELİN
DURUMU
İllere Göre Dağılım (Kasım, 2005)İl Şirket Sayısı Kurulum Kapasitesi
(ton/yıl)GaziantepAnkaraİzmitAdanaMersinİzmirBursaDiğer
16117746534
158.00471.040160.64558.74570.53435.58846.062377.818
TOPLAMTOPLAM 9090 978.436978.436
Kaynak: Hüseyin Öğüt, Biodiesel in Turkey, The 3rd AOCS Biodiesel Shortcourse
DÜNYADA BİYODİZEL
TEKNOLOJİLERİ
BİYODİZEL ÜRETİM YÖNTEMLERİ
Kimyasal TransesterifikasyonHomojen katalizör (Asidik, bazik) Heterojen katalizör
Süperkritik Akışkan İle Transesterifikasyon
Biyoteknolojik Transesterifikasyonİmmobilize mikroorganizmaİmmobilize lipaz
Biyodizel Üretimi İçin Akış Diyagramı
Reaktör Çökeltme Yıkama Evaporasyon
Nötralizasyon
DistilasyonÇökeltme Evaporasyon
Alkol Kazanımı
Saflaştırma
Gliserin
Biyodizel
Mineral
asit
BitkiselYağ
YağAsitler
Alkol
Katalist
Kaynak: GosNIIOKhT
LURGI
Lurgi AG Network
Canada
USA, Memphis, TN
Mexico
Brazil
Denmark
UK
Netherlands
France
SpainSwitzerland
Austria
Italy
Botswana
South Africa
Kazakhstan
Saudi-Arabia
UAE
Turkey
Russia
Czech Republic
Poland
India
China
Thailand
Japan
Taiwan
Vietnam
Malaysia
Singapore
Indonesia
Australia
Slowenia
Germany
Biyodizel ProsesiBitkisel yağlardan
Transesterification Glycerin WaterPretreatment
Methanol+ Catalyst
Crude Glycerin> 80% conc.
Pharma Glycerin> 99.5% conc.
Biodiesel
Chemicals
Washing & Drying
Refined Oil Used Oils
DegummingBleaching
Thermal Deacidification Esterification
Methanol+ Catalyst
Pre-Treatment
Reaction
Cleaning
Degumming & Deacidification
Crude Oil MultipleFeedstock
ConstantProductQuality
Distillation & Bleaching
Transesterifikasyon.... Maksimum dönüşüm için 2-aşamalı proses
Crude Glycerin
Oil
Reactor 1 Reactor 2
Biodiesel
GlycerinWaterEvaporation
WashColumn
Methanol
Catalyst
MethanolRecovery
GlycerinWater
Transesterifikasyon
Oil
Crude Glycerin
Reactor 1 Reactor 2
Biodiesel
GlycerinWaterEvaporation
WashColumn
Methanol
Catalyst
MethanolRecovery
GlycerinWater
Catalyst
GlycerinCROSS-FLOW
(Patented)
Closed WASH-WATER loop
… High Lights of the LURGI - Process
Ticari Biyodizel Tesisi
Teknolojinin Özeti
Technology suitable for multiple feedstock
Atmosfer basıncında ve ± 60 °C (140 °F) sürekli proses
Yüksek verimli proses
Az katalizör / kimyasal consumption
Özel gravite prosesi (santrifüj değil) temiz faz ayrımı
Düşük işletim ve maintenance maliyeti
Biyodizel ASTM D-6751 / DIN 51606 / EN 14214 kalitesinde
Ham gliserin kalitesi BS 2621
Pharma Glycerin to EP 99.5 (Kosher if feedstock is virgin oil / fat)
Kaynak: Mississippi Renewable Energy Conference, March 25-26, 2003
CROWN
CROWN Prosesi İçin Akış Diyagramı
CROWN Prosesi İçin Önerilenler
Serbest asit ve fosfor için rafine edilmiş yağ önerilmektedir. Özellikleri;
o 0.05 % FFAo < 2 ppm Po 0.05 % su
Safsızlıkların transesterifikasyon prosesinden önce giderilme maliyeti prosesten sonra gidermekten daha ucuzdur.
Minimum kapasite: 100 t/d veya 35.000 t/a.
Yüksek FFA için Önerilen Metot: Asitkatalizini takip eden bazik kataliziz
1. FFA < 0.5% olana kadar FFA’ ların metil esterlerine dönüşümü için asit katalizör kullanılır,
FFA’ nın asit esterifikasyonu hızlı (1 saat) fakat asit-katalizli transesterifikasyon yavaştır (60°C’de 2 gün).Su oluşumuFFA + metanol ==> metil ester + subir problem olabilir.
2. Daha sonra, ilave metanol eklenir ve trigliseritleritransesterifiye etmek için baz katalizör ilave edilir.
FFA Giderimi İçin Asit Katalizli Sistem
Hi-FFA TG Esters to
Acid base-process
Alcohol
Acid Reactor NeutralizeSeparate
WaterMethanol recovery
BASF
BIOX PROSESİ
Tetrahidrofuranla tek faz elde edilir
30 kat Metanol
Oda sıcaklığı
Yüksek yağ asitleri ihtiva eden yağlar kullanılabiliyor
NOBA PROSESİ
NOBA PROSESİNoba Prosesi; GYTE’de geliştirilen Kesikli veya yarı sürekli homojen alkali kataliz yöntemini kullanarak, alkil ester üretimini; HızlıYüksek saflıkta ürün elde edilenHer türlü yağ ve atık yağı kullanabilenKlasik yöntemlere nazaran daha az alkol tüketerek üretim yapabilen bir prosestir.
5 , 5 K w . 6 0 d / d.(IP -54)
Y AĞ S T O K TA N K LA R I
Ö N IS IT IC I T A N K I
T A N K I
E ŞA N J Ö R
F İL TR E
K O LO N
T A N K IS U
A LK O L
Ü N İT E S İN Ö T R A L İZY O N
M A M U L S T O K TA N KL A R I
M E T E O K S İT TA N KI
A LK O L TA N K LA R I
K IZ G IN Y AĞ K AZA N I
S O Ğ U T M A K U L E S İ
A Z O T H ATTI
G IL E S E R IN TA N K I
T A N K E R
T A N K ER
P T-1 00
P T-10 0
IS IT M A H A TTI
IS IT M A H A TTI
S O Ğ U T M A H A TTIS O Ğ U T M A H A TTI
1 2 m3
2 0 0 Lt. 2 0 0 Lt. 3 0 0 Lt.
31 5 m
3 0 0 Lt.
P L A T FO R M
4 m 3
P R O JE T A S A R IM I
R E V . K O D
R E S İM A D I
O N A Y
R E S İM N O
S TO K B O Y U T L A R I
R E V İZ Y O N T A N IM I O N A YT A R İH
A D E T
Ö LÇ E K1 /1
S T O K N O
M A LZ E M E :
B A K IŞ Y Ö N Ü-----
F 7 2 0 6 .09 .2 0 04 -01
G E N E L T O L E R A N S
A T IL IM M A K İN A A .ŞM A K . F İL T . M Ü H . E N D . T E S . Ü R E . İNŞ . S A N . ve T İC . A .Ş
Ç İZ E N 3 0 /0 6 /200 6Z ey ne p K A Y A NİS İM T A R İH İM ZA
P ro f.D r.B ü len t
G Y T E B İO D İZ E L A R G E G R U B U
N O B A P R O S E S İ(B İY O D İZE L)
K E S K İN LE R----- -- - --
- - - --
6 0 0 .0 0 0 kc a l/s
5 00 .0 00 kca l/s
1 00 TO N 1 0 0 TO N
2 5m 3 2 5m 3
1 50 TO N
1 0 0 TO N 1 0 0 TO N
5 , 5 K w . 6 0 d / d.(IP -54)
M E T E O K S İT TA N K I
P L A T FO R M4 m 3
31 0m
2 2K w 0-10 0d/d . E xp roof
Azo
t
2 x45 °
2 x45 °
2 x45 °
2 / " B oru12
L oad cell
P T -100
P A T E N TL İ
F İL T R E P R E S
A D S O R B E N T
A S İT T A N K I
3 0 /0 6 /200 6
NOBA Reaktörü
PİLOT TESİS
GLİSERİNKatalizör
Sabun
Alkol
Pigmentler
Fosfolipidler
mono ve digliseridler
NOBA PROSESİNIN AVANTAJLARI
1. Proses çok kademeli alkol ilavesi için ideal kullanım potansiyeline sahiptir.
2. Proses süresi 10 ton’luk reaktör için 2 saat’tir. Toplam üretim süresi 3 veya5 saat’tir.
3. Çok yüksek yağ asidi (%5,5) ve lipit (600 ppm) içeren yağları bile rahatlıkla işlemektedir.
4. Uygun şekilde üretildiğinde yıkama yapılmadan EN 14214 standartlarında üretim yapmak mümkündür.
5. Mono ve diacil gliserit miktarları reaksiyon ve sıcaklıkla kontrol edilebilir.
6. Kademeli alkol ilavesi nedeniyle sabun etkili bir şekilde uzaklaştırılır.
7. Minimum alkol kullanımı sağlar (%75-85).
8. Minimum yatırım ve işletme maliyeti gerektirir.
9. İşletimi kolay ve otomasyona elverişlidir.
Su ile yıkama Yıkama yapılmadan
EU standart
Gliserol 0,002 0,02 0,02
Monogliserit 0,26 0,25 0,8
Digliserit 0,05 0,05 0,2
Trigliserit - - 0,2
Toplam Gliserol
0,08 0,09 0,25
Noba reaktöründe sabun uzaklaştırma
Biyodizel Laboratuvarı
Analizin Adı Birimi Test MetoduEster Muhtevası % m/m DIN EN 14103
Yoğunluk (150C) kg/m3 ASTM D 4052-96
Viskozite (40 0C) mm2 /s TS 1451 EN ISO 3104
Alevleme (Parlama) Noktası °C ASTM D 3828-98Karbon Kalıntısı Tayini (%10’luk Damıtma
Artığı) % m/m ASTM D 4530
Sülfatlanmış Kül Muhtevası % m/m ASTM D 482
Su Muhtevası mg/kg TS 6147 EN ISO 12937
Asit Sayısı mg KOH/g DIN EN 14104
İyot Değeri 1 gr iyot/100 gr FAME DIN EN 14111
Linolenic Asit Metil Esteri % m/m DIN EN 14103
Çoklu doymamış (>=4 çift bağlı ) metil esterleri % m/m DIN EN 14103
Monogliserid Muhtevası % m/m DIN EN 14105
Digliserid Muhtevası % m/m DIN EN 14105
Trigliserid Muhtevası % m/m DIN EN 14105
Serbest Gliserol % m/m DIN EN 14105 STFN (CFPP) °C ASTM D 6371-99
Akma Noktası °C TSE ISO 3016
Grup I metaller - AAS
Grup II metaller - AAS
Bakır Şerit Korozyonu (50°C’de 3 saat) Sınıflama ASTM D 130-94
Metanol Muhtevası % m/m EN 14110
Toplam Gliserol % m/m EN 14105
LABORATUVARLARIMIZDA YAPILAN BİYODİZEL ANALİZLERİ
BİYODİZEL ANALİZ CİHAZLARICİHAZ ADI MARKA-MODEL NO YAPILAN ANALİZLER
Gaz kromatografi cihazı AGILENT-6890N Ester MuhtevasıLinolenic Asit Metil EsteriÇoklu doymamış (>=4 çift
bağlı ) metil esterleriMonogliserid MuhtevasıDigliserid MuhtevasıTrigliserid içeriğiSerbest GliserolToplam GliserolMetanol Muhtevası
Micro Carbon Residue Tester TANAKA SCIENTIFIC- ACR M3 Karbon Kalıntısı
Auto Cold Filter Plugging PointTester
TANAKA SCIENTIFIC-AFP 102
Bulutlanma Noktası(CFPP)
Titration Manager- Karl Fisher RAIOMETER-TIM 880 Asit SayısıSu Muhtevası
DV-E Viscometer BROOKFIELD- LVDVE230 Viskozite analizi
Digital Density meter KYOTO ELECTRONICS- DA 130 N
Yoğunluk
Copper Strip Corrosion Standards ASTM METHOD D 130/IP 154 Bakır Şerit Korozyonu
Atomik Absorpsiyon Cihazı Perkin Emler SIMAA 6000 Metaller
Rapid Flash Tester KOEHLER-K16591 Parlama Noktası
Biyodizel Üretimi
TEŞEKKÜRLER