Evaporadores y Condensadores de Metanol para Biodiesel

Antecedentes del caso de estudio para el sistema de producción de Biodiesel

A SACOME le fue encargado el diseño y fabricación de intercambiadores de calor para el sistema de producción de biodiesel proveniente del aceite de palma. Nuestro cliente fue una ingeniería del sector con la cual colaboramos de manera activa, proporcionándole nuestra experiencia en condensadores y evaporadores de metanol y fluidos en base de etanol:

• Condensadores: La función de los intercambiadores de calor tubulares fue condensar tanto metanol puro como una mezcla en fase vapor (compuesta por componentes condensables, así como metanol y agua, y no condensables como aire). Además, esta condensación tiene lugar en condiciones de vacío. El diseño térmico acertado de los intercambiadores de calor fue un punto crítico en este proyecto. Para condensaciones de mezclas de gases (y aún más teniendo fases no condensables como se ha mencionado) el proceso no tiene lugar en condiciones isotérmicas como ocurre con componentes puros, siendo necesario un cálculo muy riguroso por parte de nuestros ingenieros. Además, nuestro Departamento Técnico aconsejó al cliente en cada caso sobre el uso del fluido de refrigeración más adecuado, ya sea el agua de la torre, o soluciones de glicol.

• Evaporadores: El cálculo del proceso de evaporación tenía varios detalles que debían tenerse en cuenta, así como el riesgo de tener mist flow (flujo de niebla) o la dificultad de conseguir la completa evaporación entre otros.

Nuestros expertos en el diseño térmico, respaldados por nuestra experiencia en la industria de procesos, junto con al apoyo de Heat Transfer Research, Inc. (organización de la que somos miembros de desde 1.998) hizo posible llevar a cabo una solución de ingeniería personalizada y adaptada al proceso de nuestro cliente.

La solución: Condensadores y Evaporadores de metanol

Teniendo en cuenta los datos del proceso, nuestros ingenieros hicieron el diseño térmico para los condensadores y los evaporadores, comprobando en cada caso diferentes alternativas, con el objetivo de ofrecer la mejor solución a nuestros clientes.

Por tanto, y con esto en mente, se describe de la siguiente manera los puntos más importantes considerados en el diseño de los evaporadores y condensadores de metanol:

• Evaporadores de metanol: Evaporar el agua es uno de los procesos térmicos que requieren un conocimiento más profundo por parte del diseñador. En este caso, la evaporación se realiza por calentamiento de los vapores de metanol usando vapor de agua como servicio. Nuestros ingenieros optaron por un diseño adecuado para evitar el flujo de niebla (lo que puede hacer que sea difícil que se evapore totalmente el flujo de entrada) y sobre dimensionando de forma adecuada el caudal de proceso, asegurando así que se consiguiera la capacidad de evaporación requerida.

• Condensadores de metanol: La condensación no tiene problemas tan delicados en el cálculo térmico, aunque es importante tener cuidado en el diseño al elegir una geometría y separación de baffle adecuada para asegurar un buen drenaje de los condensados ​​y evitar también los riesgos de vibración en la carcasa. En este sentido, nuestro departamento técnico utiliza la última versión del software de HTRI, la cual tiene un módulo específico para el control de vibraciones.

Proceso de producción de Biodiesel

El biodiesel es un biocombustible producido por reacciones químicas de transesterificación y esterificación, a partir de grasas y aceites (puros o reciclados) que reaccionan con alcoholes de cadena corta, como el metanol o etanol.

A lo largo de esta reacción, cuyo paso principal se lleva a cabo en un reactor, otros productos y subproductos son procesados o generados, tales como el glicerol (útil en la industria cosmética), jabones o agua residual.

Especificaciones del Biodiesel

El biodiesel es un combustible diésel de aceite vegetal (a veces también puede ser de grasa animal) que está compuesto por una cadena larga de ésteres alcalinos.

Se puede utilizar tanto solo (conocido en este caso como biodiesel B100) como mezclado en cualquier proporción con hidrocarbono convencional Diésel procedente de la gasolina (en este caso se etiqueta dependiendo del contenido de biodiesel, es decir, B20 para 20% de contenido de biodiesel, etc.)

En nuestro proyecto, los lípidos para la materia prima procedían de aceite de palma, aunque el biodiesel también puede obtenerse a partir de otros aceites vegetales con o sin uso previo, como colza o aceite de soja