Obtención de biodiésel mediante transesterificación de aceite de ricino y grasas animales. Aprovechamiento energético de la glicerina como subproducto del proceso

Abstract

En la presente tesis doctoral se aborda la obtención de biodiésel a partir de grasas animales y aceite de ricino, la evalución de las propiedades del biodiésel producido, su evolución con el tiempo de almacenamiento y el aprovechamiento de la glicerina, obtenida como subproducto del proceso, mediante reformado con vapor de agua.

La utilización de grasas animales para obtener biodiésel supone la revalorización de un residuo. El ricino, por su parte, es una planta que crece de forma silvestre, presenta fácil adaptación y altos rendimientos de aceite. Para ambas materias primas se estudiaron diferentes procesos de producción de biodiésel como catálisis ácida y básica con calefacción convencional, con radiación microondas o en condiciones subcríticas de metanol. Además, se examinó un proceso de dos etapas: dos transesterificaciones básicas en serie para el aceite de ricino, y esterificación ácida seguida de transesterificación básica, para las grasas animales. Para los procesos más favorables se realizó una estimación económica del coste de producción del biodiésel, y se analizaron las propiedades del biocombustible.

La glicerina es generada en grandes cantidades por la industria del biodiésel, por ello se propone su aprovechamiento para la generación de gas de síntesis o hidrógeno, mediante reformado con vapor. Para ello se estudió el reformado de glicerina con vapor de agua, su reformado en presencia de materiales adsorbentes de CO2, su reformado catalítico y la combinación de catalizador con adsorbente, obteniéndose un gas rico en hidrógeno y la conversión completa de la glicerina alimentada.

This doctoral dissertation was divided into four main sections: biodiesel production form animal fats, biodiesel production from castor oil, determination of biodiesel properties, and use of glycerine by means of steam reforming.

The use of animal fats as raw material to produce biodiesel would suppose the revitalization of this waste. On the other hand, the castor oil plant can grow in marginal lands, shows easy adaptability and high oil yield. Several processes to obtain biodiesel were studied for both raw materials. They were acid and basic catalysis under conventional heating, in presence of microwave radiation and under subcritical methanol conditions. Moreover, a two-step process was tested for castor oil and animal fats. In the first case, the process consisted of two basic transesterification reactions in series. And, for animal fats, it consisted of acid esterification followed by basic transesterification. Biodiesel production cost was estimated for the most favorable conditions. Finally, biodiesel properties and its changes along storage time were evaluated.

Considerable amounts of glycerine are generated by biodiesel industry. For this reason, its use to produce syngas or hydrogen by steam reforming was proposed. The studied processes were: steam reforming of glycerine, this process with CO2 abatement, catalytic steam reforming and catalytic steam reforming in presence of CO2 sorbent. The result was a gas stream rich in hydrogen.