MARCO CONCEPTUAL DE LA IMPLEMENTACIÓN DE CONTROL

INDUSTRIAL EN EL RACTOR PRINCIPAL DE UNA PLANTA DE

BIODIESEL

Yorman Zambrano SilvaIngeniería Química

UNIVERSIDAD DE PAMPLONA

OBJETIVOS.1. Objetivo General.Proporcionar los fundamentos teóricos para el control del Reactor Principal de una planta de producción de Biodiesel .

2.Objetivos Específicos. 2.1 Realizar el Lazo de Control del Reactor de Transesterificación del Biodiesel. 2.2 Considerar la Instrumentación adecuada para el manejo de Temperatura, caudal y nivel del proceso en general.

BIOCOMBUSTIBLES: Generalidades.

Los Biocombustibles se definen como los combustibles que se derivan de cualquier recurso biológico o biomasa.

Son combustibles alternativos a los derivados petroquímicos, que son en gran medida amigables con el medio ambiente ya que generan poca (insignificante) contaminación al mismo..

BIODIESEL: Generalidades. El biodiesel está constituido de ésteres

mono-alquílicos de ácidos grasos de cadena larga, obtenidos mediante la reacción entre un aceite vegetal u otro cuerpo graso y un alcohol en presencia de un catalizador.

Se obtiene por la Transesterificación de triglicéridos (aceite) a ésteres alquílicos de ácidos grasos. (1)

.

REACCIÓN QUÍMICA En esta reacción se convierte el triglicérido en esteres y

glicerol.

Fuente :“Biodiesel production” , Fuel Fact Sheets - National Biodiesel Board.2013

REACCIÓN QUÍMICA: Metanol

La estequiometría de la reacción indica la eficiencia del proceso.

DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESO

BIBLIOGRAFÍA

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1. CRAQUEO TÉRMICOLas válvulas son los otros dispositivos de control que se deben tener en cuenta al momento de Automatizar el proceso en de Producción de Biodiesel

REACTOR PRINCIPAL

Se da lugar la Transesterificación (Reacción homogénea, reversible y catalizada a 65°C Isotérmicamente).

Balance de Energía y Balance de Masa.

Parámetros de Diseño:1. Volumen del Reactor.2. Tiempo de residencia.3. Volumen de reactivo y catalizador.

FUNCIONAMIENTO EN BATCHEl proceso de la producción de biodiesel se puede establecer de dos maneras: 1. En continuo (CSTR)2. Discontinuo (BATCH)

Es necesaria una agitación intensiva al principio de la reacción para obtener una buena mezcla del aceite, del catalizador y del alcohol en el reactor.

En este caso se está estimando un reactor discontinuo con un tiempo de residencia ± 1 hora y media.

DIAGRAMA DE CONTROL DEL PROCESO

LAZO DE CONTROL. (°T Reactor)

ControladorControlador

Sensor de TemperaturaSensor de lmñlNivel

ResistenciaResistencia Reactor

Sensor de Temperatura

LAZO DE CONTROL. (NIvel de reactor)

Volumen ControladorControlador

Válvula

Reactor

Sensor de Nivel

Sensor de Nivel

INSTRUMENTACIÓN.Para el correcto funcionamiento de un sistema de control es imprescindible una buena medida de la variable controlada y unas líneas de transmisión efectivas.

En este proceso se deben controlar algunas variables, estas son:

Control de Temperatura. Control de la Agitación*. Control del Caudal y Nivel

Control de Temperatura.Los sensores de Temperatura más comunes en este tipo de procesos son aquellos que miden la temperatura como una señal eléctrica (Termopares).Este tipo de sensores son muy utilizados para mediciones de temperaturas bajas.Los termopares son modelados siguiendo sistemas de primer orden o sistemas de segundo orden sobre amortiguados.Las condiciones de operación más habituales son a temperaturas de 65ºC, aunque rangos de temperaturas desde 25ºC a 85ºC

Control de Caudal.Este es una caso muy especial ya que la variable manipulada es la controlada y por lo tanto la ganancia del proceso resulta igual a 1. Los medidores de caudal más utilizados en la industria son aquellos que miden una diferencia depresión en el fluido al pasar por un elemento en la línea que crea una pérdida de carga.Por lo general dinámica que sigue el control del caudal es de primer orden.

Las dos configuraciones más difundidas son

Control de NivelEl control del Nivel de reactor principal va de la mano con el Control del caudal del sistema.El Nivel indica finalmente el volumen (V(t)), por lo general se calcula con la medición de la altura entre la base del reactor.Este tiene un problema, la perturbación llamada Resonancia Hidráulica

Válvulas.El elemento final de control más común es la válvula.Una válvula se puede definir como un aparato mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulación (paso) de fluidos mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos.Las Válvulas están compuestas de dos partes principales:1. Cuerpo.2. Actuador.

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El agitador ideal es de tipo aspas planas

BIBLIOGRAFÍA1. García, J. y García, A. 2006. Biocarburantes líquidos: biodiesel

y bioetanol.Universidad Rey Juan Carlos del Círculo de Innovación en Tecnologías Medioambientales y Energía (CITME). Madrid. España.

2. Knothe, G; Van Gerpen, J y Krahl, J. 2005. The Biodiesel Handbook. AOCS Press, Champaign, Illinois.

3. “Biodiesel production”, Fuel Fact Sheets - National Biodiesel Board.2013

4. http://www.biodiesel.org/pdf_files/fuelfactsheetsDonato, A.; Huerga, I. y Hilbert, J. 2008. “Balance energético de la producción de biodiesel a partir de soja en la República Argentina”. INTA. Argentina.

5. Sheehan, J.; Camobreco, V. y Duffield, J. 2005. An Overview of Biodiesel and Petroleum Diesel Life Cycles. US Department Energy and US Department Agricultural. Colorado. USA.

REFERENCIA DE IMÁGENES1. http://www.norteeconomico.com.ar/detalle.php?a=un-ingenio-brasileno-tendra-la-primer

a-planta-industrial-de-micro-algas-del-mundo&t=6&d=943

2. http://www.solventia.net/portfolio-view/planta-bio/

3. http://veraguas.quebarato.com.pa/santiago/vendo-planta-de-produccion-de-biodiesel-biocombustible__615166.html

4. http://www.abengoa.es/web/es/negocio/energia/biocombustibles/

5. http://www.fyo.com/tags/biodiesel?page=2

6. http://www.alibaba.com/product-detail/Biodiesel-plant_104756992.html

7. http://www.agro20.com/group/jatrophacurcasehiguerilla/forum/topics/2015296:Topic:14239

8. http://www.biodiesel-uruguay.com/biodiesel_planta_productora.php

9. http://energia12.com/2012/11/13/plantas-de-produccion-de-biodiesel-enargentina/

10. http://www.biodisol.com/presentacion-de-planta-de-biodiesel-automatizada-g-tek-para-produccion-de-biocombustibles-con-aceites-de-frituras/

IMPLEMENTACIÓN DE CONTROL INDUSTRIAL EN EL RACTOR

PRINCIPAL DE UNA PLANTA DE BIODIESEL

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