Separatoren und Dekanter zur … · Westfalia Separator Food Tec GmbH Frankfurt am Main, 19.Februar 2008. Inhalt Aufarbeitungstechnik im Biodieselprozess Sedimentationszentrifugen

Separatoren und Dekanter zur PhasentrennungSeparatoren und Dekanter zur Phasentrennung im Biodiesel- und Bioöl-ProzessEffiziente Trennung von Stoffströmen in derEffiziente Trennung von Stoffströmen in der industriellen Reaktionstechnik und Produktaufarbeitung

Ch i t h WilChristoph WilpTechnischer LeiterBusiness Unit Öl- u. FettverarbeitungWestfalia Separator Food Tec GmbH

Frankfurt am Main, 19.Februar 2008

Inhalt

Aufarbeitungstechnik im Biodieselprozess

Sedimentationszentrifugen

Anwendungsbeispiele

Zukünftige EinsatzmöglichkeitenZukünftige Einsatzmöglichkeiten

DECHEMA \ Industrielle Nutzung nachwachsender Rohstoffe 219.02.2008\Christoph Wilp

Motivation

Die Kosten der Aufbereitung von Rohprodukten sind mit 80 % der wesentliche Teil der gesamten Anlagenkosten.

~ 20%

~ 80%


BeispielBiodieselherstellung

Die Kosten der Aufbereitung von Rohprodukten sind mit 80 % der wesentliche Teil der gesamten Anlagenkosten.

Rohöl

CD-Prozess

Biodiesel

Glyzerin, Methanol, Lauge

UmesterungVorbehandlungRohöl Biodiesel

Waschung Klärung

Gl i W M th l S ifGl i W M th l S if Met

hano

l

Wasser M th l ss

er

Gums

Glyzerin, Wasser, Methanol, SeifeGlyzerin, Wasser, Methanol, Seife M Methanol

Was

Ein-dampfung

Seifen-spaltung

Methanol-destillation

RohglyzerinGlyzerinbehandlung

DECHEMA \ Industrielle Nutzung nachwachsender Rohstoffe 419.02.2008\Christoph WilpFettsäure

AnwendungBiodieselherstellung

Zentrifugen werden hier in einer Vielzahl von Trennschritten eingesetzt.Sie führen zu kontinuierlichen Prozessen mit geringen Verweilzeiten.

Rohöl

Vorbehandlung CD-Prozess Glyzerin, Methanol, Lauge

N t löl Biodiesel

Degumming Neutralisation

Rohöl

Umesterung Waschung Klärung

Neutralöl Biodiesel

g g g g g

Gl i W M th l S if Met

hano

l

Wasser M th l ss

er

Gums

Glyzerinbehandlung

Glyzerin, Wasser, Methanol, Seife M Methanol

Was

Ein-dampfung

Seifen-spaltung


Rohglyzerin


Trenntechnik

Sedimentationstechnik im Erdschwere- und Zentrifugalfelderfordert eine Dichtedifferenz der Phasen.

klären trennen trennen


flüssig – fest flüssig – flüssig flüssig – flüssig – fest

Trenntechnik

Aufbau und Arbeitsweise einer Tellerzentrifuge zur flüssig-flüssig Trennung.

ZulaufleichePhase

schwerePhase


Trenntechnik

Zentrifugen ermöglichen hohe Trennleistung bei kompakter Bauweise.

Absetzbecken Tellerzentrifuge Dekanterzentrifuge

1 g einfache Trennaufgabegeringer Energiebedarf

5.000 bis 13.000 gKlärfläche bis 340.000 m²Partikel 0,5 bis 500 µm

1.500 bis 4.000 gKlärfläche bis 30.000 m²Partikel15 µm bis 20 mm

keine Emulsionengroße Volumina Trennung von Emulsionen

kompakte Bauweiseabrasive Medienkompakte Bauweise


Trenntechnik

Die Trennaufgabe bestimmt die Bauart der Sedimentationszentrifuge.

VollmanteltrommelVollmanteltrommel-- bis 0,5 Vol.bis 0,5 Vol.--% Sediment% Sediment-- ReinigungReinigung

selbstentleerende Trommel-- bis 10 Volbis 10 Vol --% Sediment% SedimentReinigung Reinigung

von Handvon Hand-- bis 10 Vol.bis 10 Vol.--% Sediment% Sediment-- automatische automatische

EntleerungEntleerung

Düsentrommel DekantertrommelDüsentrommel-- bis 30 Vol.bis 30 Vol.--% Sediment% Sediment-- kontinuierlichekontinuierliche

EntleerungEntleerung

Dekantertrommel-- bis 60 Vol.bis 60 Vol.--% Sediment % Sediment -- kontinuierlicher kontinuierlicher

FeststoffaustragFeststoffaustraggg



Zentrifugen werden in einer Vielzahl von Trennschritten eingesetzt.Sie führen zu kontinuierlichen Prozessen mit geringen Verweilzeiten.

Rohöl


N t löl Biodiesel


Rohöl



g g g g g


hano

l

Wasser M th l ss

er

Gums

Glyzerinbehandlung


Was

Ein-dampfung

Seifen-spaltung


Rohglyzerin


AnwendungsbeispielReaktionsstufe CD-Prozess

Eq ilibri m

In der Umesterung ist ein Umsatzgrad größer 99,65 % zu erzielen.

1 Triglyzerid + 3 Methanol 3 Methylester + 1 Glyzerin Equilibrium

Katalysator

Reaktion findet in der kontinuierlichenEsterphase und an der Phasengrenze statt

Triglyzerid (Öl)MethanolMethylester (Biodiesel)Methylester (Biodiesel)Glyzerin In der Esterphase gelöstes Methanol

erhöht die Löslichkeit für Glyzerin.

MethanolGlyzerin

N + CH OGlyzerin

Methanol In der Esterphase gelöstes Glyzerinstoppt den Reaktionsfortschritt.

Na+ + CH3O-

Hohe Umsatzrate wird erzielt durch:Abtrennung der Glyzerinphase 2 U t t f


2. Umesterungsstufe

AnwendungsbeispielReaktionsstufe CD-Prozess

Die effiziente Glyzerinabtrennung mit Tellerzentrifuge führt zueiner wirtschaftlichen Reaktionsführung mit hoher Umsatzrate.

DampfMethanolMethanol Dampf

1. Umesterung 2. Umesterung

KatalysatorKatalysator

Rohester

NeutralölMM

Glyzerin, Methanol, Lauge

effiziente Glyzerinabtrennung durch Tellerzentrifuge führt zuniedrigem Methanolüberschuss in der 2. Reaktionsstufeminimales Produktvolumen in der Anlage gegenüber Absetzbehältern


robustes Verfahren bezüglich Schmutz und Emulsion

Anwendung2-stufige Waschung

2-stufige Gegenstromwaschunghohe Effizienz durch reine Phasen mit Zentrifugen

Frisch-wasserWasser, Methanol,

Glyzerin, SeifeBiodiesel

y ,

RohesterRohesterMM

effiziente Extraktion durch Einsatz dynamischer Mischer und Trennung in reine Phasengeringe Aufarbeitungskosten durch minimaler Einsatz an Extraktionsmitteleinfacher Betrieb und geringer Platzbedarf durch kurze Verweilzeitenrobustes Verfahren auch bei Grenzflächen aktive Substanzen durch hohe Fliehkräfte



Zentrifugen werden in einer Vielzahl von Trennschritten eingesetzt.Sie führen zu kontinuierlichen Prozessen mit geringen Verweilzeiten.

Rohöl


N t löl Biodiesel


Rohöl



g g g g g


hano

l

Wasser M th l ss

er

Gums

Glyzerinbehandlung


Was

Ein-dampfung

Seifen-spaltung


Rohglyzerin


AnwendungGlyzerinaufarbeitung

3-Phasen Trennung in Dekanterzentrifuge: Fettsäure (flüssig), Glyzerin (flüssig) und Kaliumsulfat (fest)

MH2SO4

GlyzerinMethanolWasser

Fettsäure(leichte Phase)

WasserKaliumseife N2 - überlagert

Glyzerinwasser( h Ph )

Salz: K2SO4=> Düngemittelindustrie


(schwere Phase) => Düngemittelindustrie

AnwendungPflanzenölkraftstoff

Hybridverfahren zur Herstellung von Pflanzenölkraftstoff mitDekanterzentrifuge und Kreuzstrom Filtration (Membrane)


ZukünftigeEinsatzbedingungen

Die weitere Entwicklung wird durch die Nachfrage gesteuert.

Tellerzentrifuge5.000 bis 13.000 g

Dekanterzentrifuge1.500 bis 4.000 g

bis 10% Feststoffanteil

Heute:

bis 60% Feststoffanteil

Heute:Temperatur -20°C bis 120°C Druck drucklos (3 barg)

Temperatur 0°C bis 120°C Druck drucklos bis 3 barg

Morgen:Temperatur bis 150 °CDruck bis 12 barg


g

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