Download pdf - akış şeması

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



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




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