BRPI0804817A2 - usina para transesterificação de óleos vegetais e gordura animal via catálise básica, para obtenção de biocombustìvel - Google Patents

Abstract

USINA PARA TRANSESTERIFICAçãO DE óLEOS VEGETAIS E GORDURA ANIMAL VIA CATáLISE BáSICA, PARA OBTENçãO DE BIOCOMBUSTìVEL. A presente invenção refere-se a uma usina monobloco móvel, para a transesterificação de óleos vegetais e/ou gordura animal, por meio de catálise básica, para a obtenção de óleo combustível sem glicerina. Construída em aço tubular ou perfilada, nela se fixam todosos tanques para reação e armazenagem, quadros elétricos misturadores, estação de aquecimento, botijões de gás, filtros, encanamentos, bombas, compressor e lâmpadas. Possui aquecimento próprio a gás, tanto em fogo direto como através de caldeira a gás. A alimentação elétrica pode ser monofásica ou trifásica. Todos os motores e bombas são acionados por chavesmagnéticas. O fluxo dos líquidos é direcionado através de um conjunto de válvulas e bombas elétricas. A agitação de líquidos é feita através de mis- turadores e ar comprimido. Todas as quantidades decantadas em todas as etapas do processo podem ser avaliadas através do nível de coluna localizado no corpo de cada um dos tanques de reação, lavagem e armazenamento. A usina possui ainda um filtro para a purificação da água e outro para a purificação do biocombustível. A estrutura é equipada com equipamento de combate a incêndio e ponto de aterramento.

Description

"USINA PARA TRANSESTERIFICAÇÃODE ÓLEOS VEGETAIS E GORDURA ANIMAL VIA CATALISEBÁSICA, PARA OBTENÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEL ".

A presente invenção refere-se a uma usinamóvel, de estado sólido, para a transesterificação de óleos vegetais e/ougordura animal, por meio de catálise básica, para a obtenção de óleo com-bustível sem glicerina. A usina permite a realização da reação a partir dosálcoois etílico ou metílico, e utiliza qualquer tipo de óleo vegetal, inclusivemisturas. Todos os tanques para reação e armazenagem, bem como mistu-radores, bombas, estação de aquecimento, encanamentos, quadros de co-mando, chaves automáticas, filtros, botijões de gás, lâmpadas e compressorestão fixados em uma estrutura monobloco içável, construída em aço tubu-lar ou perfilado. A usina possui aquecimento próprio a gás, com dois obje-tivos diferentes: 1o - aquecimento direto ao fogo na base dos tanques desecagem 01 e 02 para temperaturas elevadas; T - aquecimento através decaldeira a gás, por troca de calor indireto na parte interna do reator (tan-que 03), no caso de temperaturas mais baixas requeridas para a reação. Oconjunto possui pontos de iluminação (LA e LB), a partir de uma caixa cen-tral (CXC ), que também alimenta as bombas de transferência de líquidos(BI, B2, B3, B4 e B5), além dos motores dos misturadores (M1 e M2) e ocompressor. A caixa central possui ainda um relê para falta de fase, luzesindicadoras de acionamento dos aparelhos elétricos e interruptores das Iu-minárias. A alimentação elétrica é feita em 220 V (monofásica) / 380V (tri-fásica), ou em 11OV (monofásica) / 220V (trifásica). Todos os motores ebombas são acionados por chaves magnéticas (CH1, CH2, CH3, CH4,CH5, CH6, CH7, CH8). A usina possui válvulas para interromper ou dire-cionar o fluxo dos líquidos, assim distribuídas: as válvulas V1 e V2 inter-rompem a saída da biomassa aquecida nos tanques 01 e 02; a válvula V3Ainterrompe a saída dos produtos da reação no reator (tanque 03); a válvulaV3B secciona a saída de líquido do reator para o tanque de lavagem; a vál-vula V3C libera a glicerina do reator para tanque de armazenamento exter-no; a válvula V4 interrompe a saída de água e biocombustível no tanquede lavagem (tanque 04); a válvula V4A interrompe a passagem de líquidosdo tanque de lavagem para os tanques de armazenamento; a válvula V4Clibera a água de lavagem do tanque 04 para um tanque de armazena-mento externo; as válvulas V5 e V6 direcionam a entrada de biocombus-tível respectivamente nos tanques de armazenamento (tanques 05 ou 06);as válvulas V5A e V6A liberam o biocombustível respectivamente dos tan-ques de armazenamento 05 e 06 para recolhimento fora da usina; a vál-vula V7 interrompe a saída de álcool do tanque de mistura álcool/cata-lisador (tanque 07) para o reator; a válvula V8 interrompe a saída de águado tanque de água purificada (tanque 08) para o tanque de lavagem; a vál-vula V9 libera álcool do reservatório de álcool puro (tanque 09) para o tan-que de mistura de álcool; a válvula V10 interrompe a saída de água para otanque de lavagem (tanque 04); a válvula V11 regula a quantidade de águaque entra no filtro F1; a válvula V12 libera água do filtro F1 para o tanquede água purificada e a válvula V13 libera ar do compressor para o tanquede lavagem. Todo o encanamento de condução de fluidos é em tubo deaço inox de 1 polegada. O encanamento elétrico é em tubo de ferro de1/2 polegada. O aquecimento do óleo nos tanques 01 e 03 são feitos atra-vés da central de aquecimento à gás (CAG), sendo que, nos tanques 01 e02 também existem bicos de aquecimento direto via gás GLP. O gás é for-necido a partir de dois botijões de GLP de 45 Kg interligados, queintegram o conjunto.

O óleo vegetal / gordura de reação é co-locado nos tanques de secagem 01 ou 02, onde sofrerá aquecimento. Apartir desse ponto, o conteúdo de um desses tanques é transferido porbombeamento (bomba B1) para o reator onde ocorrerá efetivamente areação.

No reator, a biomassa de reação é mistu-rada ao álcool previamente tratado com NaOH. Nesta etapa o óleo/gor-dura deve estar na temperatura correta de reação conforme requerida pelotipo de álcool utilizado. Este controle pode ser feito através do termômetrodigital que controlará a Central de aquecimento a gás. Um segundo termô-metro analógico serve como referência e confirmação da temperatura esta-belecida. Uma vez finalizada a reação, o agitador deve ser desligado. Aobservação das quantidades de glicerina e biocombustível pode ser feitaatravés do visor de nível tipo coluna.

Após o processo de decantação a glicerinaé transferida para um recipiente externo, e o biocombustível segue porbombeamento (bomba B2) para o tanque de lavagem. Nesta etapa, o bio-combustível é misturado à água previamente filtrada, e toda a massa é agi-tada através de injeção de ar comprimido do compressor. A água deveráser retirada por gravidade. As quantidades decantadas poderão ser avali-adas através do nível de coluna localizado no corpo do tanque de lavagem.Para que o visor tipo coluna entre em operação é necessário que uma dasválvulas inferiores (Vi), bem como uma das válvulas superiores (Vs) estejamabertas.

Após o período de decantação, e tendosido retirada a água decantada na primeira etapa, o biocombustível étransferido por bombeamento (bomba B3) para um dos tanques de arma-zenamento (tanques 05 ou 06). A escolha do tanque deverá ser feita atra-vés das válvulas V5 e V6. Deve-se observar o nível através do nível decoluna presente em cada um dos tanques. O visor tipo coluna dessestanques seguem a mesma forma de funcionamento dos visores anteriores.

O álcool armazenado no tanque 09 deve-rá ser previamente misturado ao NaOH sólido no tanque 07, dispensadaatravés da tampa rosqueável superior. A mistura deve ser agitada antes deser transferida por bombeamento (bomba B4) para o reator (tanque 03).Esta etapa do processo deverá acontecer à temperatura ambiente.

A água utilizada no processo de lavagemdeverá ser filtrada através do filtro de carvão ativado (filtro F1), e seráarmazenada no tanque 08, de onde será bombeada (bomba B5) para otanque de lavagem. A água utilizada na central de aquecimento a gás éarmazenada no tanque 10, localizado na parte superior da estrutura paraalimentação do sistema por gravidade.A estrutura é equipada com equipamentode combate a incêndio e ponto de aterramento.

Claims (9)

1.

"USINA PARA TRANSESTERIFICAÇÃODE ÓLEOS VEGETAIS E GORDURA ANIMAL VIA CATALISEBÁSICA, PARA OBTENÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEL ".A presente invenção refere-se a uma usinamóvel, de estado sólido, para a transesterificação de óleos vegetais e/ougordura animal, por meio de catálise básica, para a obtenção de óleo com-bustível sem glicerina.

A invenção é caracterizada por uma estrutura mono-bloco içável, construída em aço tubular ou perfilada, onde se fixam todosos tanques para reação e armazenagem, além dos quadros de comando,misturadores, estação de aquecimento, filtros, encanamentos, botijões degás, compressor e lâmpadas.

Outro diferencial do invento careacteriza-sepor possuir aquecimento próprio a gás, tanto em fogo direto na base dostanques de secagem como por aquecimento indireto através de caldeira agás.

O conjunto possui pontos de iluminação (LA e LB), a partir de umacaixa central (CXC ), que também alimenta as bombas de transferência delíquidos (61, 62, B3, B4 e B5), além dos motores dos misturadores (M1 eM2) e do compressor.

A caixa central possui ainda um relê para falta defase, luzes indicadoras de acionamento dos aparelhos elétricos e inter-ruptores das luminárias.

A alimentação elétrica é feita em 220 V (mono-fásica) / 380V (trifásica), ou em 11OV (monofásica) / 220V (trifásica).

Todosos motores e bombas são acionados por chaves magnéticas (CH1, CH2,CH3, CH4, CH5, CH6, CH7, CH8).

A usina possui válvulas para inter-romper ou direcionar o fluxo dos líquidos, assim distribuídas: as válvulasV1 e V2 interrompem a saída da biomassa aquecida nos tanques 01 e 02;a válvula V3A interrompe a saída dos produtos da reação no reator (tanque03); a válvula V3B secciona a saída de líquido do reator para o tanque delavagem; a válvula V3C libera a glicerina do reator para tanque de armaze-namento externo; a válvula V4 interrompe a saída de água e biocom-bustível no tanque de lavagem (tanque 04); a válvula V4A interrompe apassagem de líquidos do tanque de lavagem para os tanques de armaze-namento; a válvula V4C libera a água de lavagem do tanque 04 para umtanque de armazenamento externo; as válvulas V5 e V6 direcionam aentrada de biocombustível respectivamente nos tanques de armazena-mento (tanques 05 ou 06); as válvulas V5A e V6A liberam o biocom-bustível respectivamente dos tanques de armazenamento 05 e 06 pararecolhimento fora da usina; a válvula V7 interrompe a saída de álcool dotanque de mistura álcool/catalisador (tanque 07) para o reator; a válvula V8interrompe a saída de água do tanque de água purificada (tanque 08) parao tanque de lavagem; a válvula V9 libera álcool do reservatório de álcoolpuro (tanque 09) para o tanque de mistura de álcool; a válvula V10 inter-rompe a saída de água para o tanque de lavagem (tanque 04); a válvulaV11 regula a quantidade de água que entra no filtro F1; a válvula V12libera água do filtro F1 para o tanque de água purificada e a válvula V13libera ar do compressor para o tanque de lavagem. Todo o encanamentode condução de fluidos é em tubo de aço inox de 1 polegada. O enca-namento elétrico é em tubo de ferro de 1/2 polegada. A usina tambémtem como característica o aquecimento do óleo nos tanques 01 e 02através de bico de gás GLP direto. Além disso, outra característica peculiaré o aquecimento indireto através da central de aquecimento à gás (CAG),também de GLP, tanto no reator quanto no tanque 01 que, neste caso,pode utilizar duas fontes de calor ao mesmo tempo. O gás é fornecido apartir de dois botijões de GLP de 45 Kg interligados e integrantes do con-junto da usina. O óleo vegetal / gordura de reação, colocado nos tanquesde secagem 01 ou 02, após aquecimento, seguem para o reator através dabomba B1, onde é misturado com álcool e catalisador. Após ocorrida areação, os produtos da reação são separados manualmente, e o biocom-bustível é transferido para o tanque de lavagem através da bomba B2,onde á misturado à água filtrada, oriunda do tanque de armazenamentode água, com injeção de ar comprimido. Após a lavagem, a água é sepa-rada manualmente do biocombustível, que é enviado para os tanques dearmazenamento através da bomba B3. Todas as quantidades decantadasem todas as etapas do processo poderão ser avaliadas através do nível decoluna localizado no corpo dos tanques de reação, lavagem e armazena-mento. Para que o visor tipo coluna entre em operação é necessário queuma das válvulas inferiores (Vi), bem como uma das válvulas superiores (Vs)estejam abertas. A escolha do tanque de armazenamento deverá ser feitaatravés das válvulas V5 e V6. O álcool armazenado no tanque 09 deveráser previamente misturado ao catalisador sólido no tanque 07, e poste-riormente enviado ao reator através da bomba B4. A água utilizada no pro-cesso de lavagem deverá ser filtrada através do filtro de carvão ativado(filtro F1), e será armazenada no tanque 08, de onde será bombeada(bomba B5) para o tanque de lavagem. O filtro F1 recebe a água de umafonte externa, e envia para o tanque 08. Já o filtro F2 filtra o biocom-bustível, retirando impurezas. A estrutura é equipada com equipamento decombate a incêndio e ponto de aterramento.