Biodiesel congress 2010 expedito

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Biodiesel Congress 2010 Rendimento do Rendimento do Biodiesel x Qualidade Biodiesel x Qualidade dos óleos dos óleos Expedito José de Sá Parente Júnior Biodiesel Congress 2010 São Paulo, 23 de Setembro de 2010

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  • 1. Rendimento do Biodiesel x Qualidade dos leos Expedito Jos de S Parente Jnior Biodiesel Congress 2010 So Paulo, 23 de Setembro de 2010

2. NORDESTE CENTRO-SUL MOTIVAO Os problemas ambientais que afetam a qualidade de vida da populao das grandes cidades. POTENTIALIDADE Cana de acar, soja, girassol, amendoim... MOTIVAO A urgncia de programas sociais para gerar ocupao e empregos nas regies mais pobres do Brasil, atravs da agricultura familiar. POTENTIALIDADE Algodo, mamona, pinho-manso... MOTIVAO O isolamento energtico das regies longnquas da Amaznia, onde se consume at 4 litros de leo diesel, por exemplo, para levar 1! POTENTIALIDADE extractivismo sustentvel de Palmeiras NORTE 3. Fonte: Plano Decenal de Expanso Energtica 2008-2017, MME Oferta Potencial de leos e Gorduras 4. Produo mundial de leos vegetais Fonte: USDA 5. Produo brasileira de oleaginosas Fonte: ABIOVE 6. Matrias Primas para Biodiesel no Brasil Fonte: Boletim Mensal do Biodiesel Abr 2010, ANP 7. Participao do biodiesel no mercado de leo de soja

  • Safra Soja 2009/2010 = 67,9 mil kTon (CONAB)
  • 40% do gro exportado = 27,1 mil kTon
  • Dos 40,8 mil kTon processados internamente, 18% representa a produo de leo = 7,3 mil kTon.
  • Dos quais, 80% comercializado no mercado interno, i.e. 5,9 mil kTon.
  • A demanda de leo soja no mercado de biodiesel igual 1,3 mil kTon ( mercado de B5 de 1,6 mil kTon, um rendimento mssico leo/biodiesel igual a 1 e a participao da soja de 80% )
  • Isso significa que o biodiesel representa 22% do mercado interno de leo soja ou 10% do equivalente em leo de soja produzido no pas.

8. Produo, produtividade e preo Fonte: Plano Decenal de Expanso Energtica 2009-2019, MME Fonte: CBOT 9. Preo atrelado ao da soja

  • consenso que o leo de soja continuar sendo a matria prima protagonista do setor de biodiesel brasileiro na prxima dcada.
  • Preo dos leos alternativos dever estar atrelado ao preo do leo de soja.

10. Biodiesel um negcio de custo varivel Fonte: Brasil Ecodiesel, Relatrio de Divulgao dos Resultados 2T10 11. Tecnicamente, qual a diferena entre matrias primas? 12. Fonte: Embrapa Qual a Diferena entre Matrias Primas? Matria-prima Rendimento (kg/ha.ano) Teor de leo (%) Produtividade (kg sem./ha.ano) Soja 560 20 2.800 Nabo forrageiro 240 30 800 Mamona 470 47 1.000 Girassol 572 44 1.300 Palma 22500 20 4.500 Caroo de Algodo 361 19 1.900 Canola 713 38 1.876 AmendoimSeca 563 45 1.251 Amendoimguas 788 45 1.751 13. Cadeia Produtiva ARMAZENAMENTO E EXPEDIO DOS PRODUTOS C&CQ Biodiesel Glicerina ... Caracterizao: Acidez Teor de Metanol Glicerideos Glicerina Livre ndice de Iodo Teor de Fsforo... INVENTRIO PRODUO INDUSTRIAL T, P, Re, Composio Rendimentos... MANUTENO Preditiva Preventiva Corretiva CONTROLE C&CQ Caracterizao: Acidez ndice de Saponificao Teor de Metanol ndice de Iodo Teor de Fsforo... INVENTRIO RECEPO E ARMAZENAMENTO DAS MATRIAS PRIMAS Gros Matrias Graxas lcool Outros Insumos PRODUO DE GROS Inventrio Cronograma de Produo SUPRIMENTOS Matrias Primas Outros Insumos PLANEJAMENTO COMERCIALIZAO Leiles Contratos Spot VENDAS Produtos Co-produtos PLANEJAMENTO 14. Nome N C N Duplas Caprlico 08 0 Cprico 10 0 Lurico 12 0 Mirstico 14 0 Palmtico 16 0 Esterico 18 0 Araqudico 20 0 Olico 18 1 Linolico 18 2 Linolnico 18 3 Ricinolico 18 1 + OH Qual a Diferena entre Matrias Primas?

  • Existem dezenas de espcies identificadas
    • Rendimento por hectare
    • Custo & Preo
    • Natureza das Impurezas
    • Composio dos cidos Graxos
      • Nmero de Carbonos
      • Nmero de Saturaes
      • Grupamentos Qumicos

15. Qual a Diferena entre Matrias Primas? Composio dos cidos graxos dos leos(Nascimento, 2003 apud COSTA NETO et alii, 1999) LIMA et alii, 2007 HENG & HANNA, 1996 cido n.C n.C do R n.duplas Soja Algodo Palma Girassol Babau Sebo Caprico 6 5 0 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% Caprlico 8 7 0 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 5,41% 0,00% Cprico 10 9 0 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 6,49% 0,00% Lurico 12 11 0 0,10% 0,00% 0,00% 0,00% 47,57% 0,00% Mirstico 14 13 0 0,20% 0,80% 0,90% 0,10% 18,38% 4,80% Palmtico 16 15 0 11,00% 27,30% 43,70% 5,50% 8,65% 28,40% Palmitolico 16 15 1 0,20% 0,80% 0,10% 0,10% 0,00% 4,70% Heptadecanico 17 16 0 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% Esterico 18 17 0 4,20% 2,00% 4,50% 4,70% 4,86% 14,80% Olico 18 17 1 21,80% 18,30% 39,80% 19,50% 15,14% 44,60% Linolico 18 17 2 53,30% 50,50% 10,50% 68,50% 2,16% 2,70% Linolnico 18 17 3 7,50% 0,00% 0,30% 0,10% 0,00% 0,00% Araqudico 20 19 0 0,30% 0,30% 0,20% 0,30% 0,00% 0,00% Gadolico 20 19 1 0,20% 0,00% 0,00% 0,10% 0,00% 0,00% Behnico 22 21 0 0,50% 0,00% 0,00% 0,90% 0,00% 0,00% Ercico 22 21 1 0,30% 0,00% 0,00% 0,00% 3,24% 0,00% Lignocrico 24 23 0 0,40% 0,00% 0,00% 0,20% 0,00% 0,00% Somatria das fraes: 100% 100% 100% 100% 100% 100% Principais Substncias Indesejadas Lecitina Gossipol Estearina Ceras AGL Saturados Colgeno AGL Saturados Outras Substncias Indesejadas gua, Materiais Insaponificveis, "borras", culturas de microorganismos, outros contaminantes 16. Condicionamento da Matria Prima

  • Objetivo: adequao da matria prima especificao de qualidade requerida pela Tecnologia, com o objetivo de permitir sua maior eficincia e eficcia.
  • As especificaes de qualidade do biodiesel so claras quanto aos limites de teor de impurezas (ASTM D-6751; EN14214; ANP Resoluo 07/2008) A deciso sempre a seguinte: retiramos as impurezas antes ou depois da transesterificao? Certamente melhor antes.
  • Principais impurezas inconvenientes: gua, cidos graxos livres, gomas, colgeno (gordura animal).

17. Condicionamento daMatria Prima

  • Processos de remoo de cidos graxos livres:
    • Se IA < 1% possvel prosseguir com a reao, porm com perda de rendimento biodiesel/matria prima. Para garantir um rendimento superior a 98% p/p, o IA deve ser normalmente menor que 0,2% p/p. Para isso, deve-se neutralizar a matria prima com soluo aquosa de soda custica, seguindo de uma operao de separao da borra, lavagem com gua e secagem.
    • Se 1% < IA < 5%desacidificao fsica (destilao por arraste a vapor);
    • Se IA > 5%esterificao anterior transesterificao. Cuidado: Se IA > 5%, o que ser os demais 95%? Ainda so triglicerdeos?
  • Os cidos graxos livres,em ambiente custico , formam sabo, que ocasionam problemas na separao de fases e na purificao do biodiesel, alm de, e principalmente, diminuir o rendimento biodiesel/leo.

18. Condicionamento da Matria Prima

  • Remoo de gomas:
    • Degomagem com gua quente (gomas hidratveis)Teor de P ~ 200 ppm;
    • Demogomagem com cido fosfrico (gomas no-hidratveis)Teor de P < 10 ppm;
    • Adsoro.
  • As gomas se no forem adequadamente removidas podero causar problemas na separao de fases, na concentrao da glicerina e/ou na qualidade do biodiesel final.

19. Condicionamento da Matria Prima

  • Desumidificao: integrao entre aquecimento, vcuo e asperso:
    • Cuidado especial quanto exposio dos triglicerdeo a oxignio (mesmo o absorvido pela gua) em alta temperatura.
    • Cuidado especial com a evaporao dos steres mais leves.
    • Em um processo de alta performance, normalmente exige-se uma umidade mxima na entrada menor que 0,1% p/p;
    • Se no:

20. Condicionamento da Matria Prima

  • Remoo de colgeno:
    • Precipitao pela adio de um cido forte;
    • Adsoro.
  • O colgeno pode precipitar-se ao longo do processo produtivo e consequentemente causar problemas na separao de fases, na concentrao da glicerina e/ou na qualidade do biodiesel final.

21.

  • Afinidade fsico-qumica com metanol e glicerol distintas.
    • (Des)Favorecimento da cintica da reao
    • Prejuzo (ou benefcio) ao equilbrio termodinmico
  • Densidade e viscosidade do biodiesel produzido distintos.
  • Higroscopicidade diferenciada dos demais biodieseis.
    • Risco de perda de especificao durante transporte e armazenamento.
  • Inadequao de metodologias analticas para caracterizao.
  • Largo universo de condies operacionais exigidos no processo de produo, para garantir flexibilidade de operao.
  • Dificuldades da rota etanlica potencializadas.

Quais os riscos operacionais? 22.

  • Sabes:
    • Reduo do teor de cidos graxos livres e umidade na reao de transesterificao;
    • Otimizao da proporo de catalisador e do excesso estequiomtrico de metanol;
    • Uso de Catalisadores alternativos;
  • Vazamentos/transbordamentos:
    • Manuteno preditiva e preventiva;
    • Uso de equipamentos, tubulaes e conexes confiveis;
    • Automao;
  • Arraste:
    • Reduo dos sabes;
    • Reduo das gomas;
    • Recuperao da matria graxa arrastada e transformao em biodiesel.

Rendimento leoBiodiesel leo Vegetal Arrastes Vazamentos Sabes B100 23. E quanto qualidade do Biodiesel final? 24. Resoluo ANP No 07 de 2008 EN 14214 ASTM D6751 CARACTERSTICA Tipo MTODO UND LIMITE LIMITE LIMITE ABNT NBR ASTM D EN/ISO Aspecto P - - - - LII NE NE Massa especfica a 20C N 7148, 14065 1298, 4052 kg/m3 850,0 900,0 NE NE Viscosidade Cinemtica a 40C, N 10441 445 EN ISO 3104 mm2/s 3,000 6,000 3,5 - 5,0 1,9 - 6,0 gua e sedimentos, mx. P - 2709 - mg/Kg 500 500 500 Contaminao Total P - - EN12662 mg/kg 24 24 NE Ponto de fulgor, mn. P 14598 93 EN ISO3679 C 100 120 130 Teor de ster, mn P - - EN 14103 % massa 96,5 96,5 NE Ponto de Entupimento, mx. N - 6371 - C 10 Resduo de carbono, mx. P - 4530, 189 EN ISO 10370, % massa 0,05 NE 0,05 Cinzas sulfatadas, mx. P 9842 874 ISO 3987 % massa 0,02 0,02 0,02 Enxofre total, mx. P - 4294, 5453 EN ISO 14596 mg/kg 50 10 15 Sdio + Potssio, mx P - - EN 14108,EN 14109 mg/kg 5 5 NE Clcio + Magnsio, mx. P - - EN 14538 mg/kg 5 5 NE Fsforo, mx. P - 4951 EN 14107 mg/kg 10 10 10 25. Blend de Biodieseis ndice de Iodo Fonte: Tecbio 26. Blend de Biodieseis Densidade Fonte: Tecbio 27. Blend de Biodieseis Viscosidade Fonte: Tecbio 28. Mais um aspecto que diferencia as matrias primas... 29. 30. Muito Obrigado! Expedito Jos de S Parente Jnior Diretor Industrial +55 11 3137 3100 +55 11 8980 4571 [email_address]