Verdampers en condensors voor methanol voor biodiesel

Achtergrond van de casestudy voor het biodieselproductiesysteem

SACOME kreeg de opdracht om warmtewisselaars te ontwerpen en te produceren voor het systeem voor de productie van biodiesel uit palmolie. Onze klant was een ingenieursbureau uit de sector waarmee we actief samenwerken en dat we onze expertise op het gebied van condensors en verdampers voor methanol en vloeistoffen op basis van ethanol ter beschikking hebben gesteld:

• Condensors: De functie van de buisvormige warmtewisselaars was het condenseren van zowel pure methanol als een mengsel in dampfase (bestaande uit condenseerbare componenten, zoals methanol en water, en niet-condenseerbare componenten, zoals lucht). Bovendien vindt deze condensatie plaats onder vacuümomstandigheden. Het juiste thermische ontwerp van de warmtewisselaars was een cruciaal punt in dit project. Voor condensatie van gasmengsels (en nog meer wanneer er niet-condenseerbare fasen aanwezig zijn, zoals hierboven vermeld) vindt het proces niet plaats onder isothermische omstandigheden, zoals bij zuivere componenten, waardoor onze ingenieurs zeer nauwkeurige berekeningen moesten uitvoeren. Bovendien adviseerde onze technische afdeling de klant in elk geval over het gebruik van de meest geschikte koelvloeistof, of dat nu water uit de toren of glycoloplossingen was.

• Verdampers: Bij de berekening van het verdampingsproces moest rekening worden gehouden met verschillende details, zoals het risico op mist flow (nevelstroom) of de moeilijkheid om volledige verdamping te bereiken.

Onze experts op het gebied van thermisch ontwerp, gesteund door onze ervaring in de procesindustrie, samen met de ondersteuning van Heat Transfer Research, Inc. (een organisatie waarvan wij sinds 1998 lid zijn), maakten het mogelijk om een op maat gemaakte technische oplossing te realiseren die was aangepast aan het proces van onze klant.

De oplossing: condensors en verdampers voor methanol

Op basis van de procesgegevens hebben onze ingenieurs het thermische ontwerp voor de condensors en verdampers gemaakt, waarbij ze in elk geval verschillende alternatieven hebben getest om onze klanten de beste oplossing te kunnen bieden.

Met dit in gedachten worden hieronder de belangrijkste punten beschreven die in aanmerking zijn genomen bij het ontwerp van de methanolverdampers en -condensors:

• Methanolverdampers: Het verdampen van water is een van de thermische processen die een grondige kennis van de ontwerper vereisen. In dit geval vindt de verdamping plaats door de methanoldampen te verwarmen met behulp van waterdamp. Onze ingenieurs hebben gekozen voor een ontwerp dat nevelvorming voorkomt (waardoor het moeilijk kan zijn om de instroom volledig te verdampen) en hebben de processtroom op de juiste wijze gedimensioneerd, zodat de vereiste verdampingscapaciteit wordt bereikt.
• Methanolcondensors: Condensatie levert geen problemen op bij de thermische berekening, maar het is belangrijk om bij het ontwerp zorgvuldig te zijn bij het kiezen van een geschikte geometrie en afstand tussen de baffles om een goede afvoer van het condensaat ​​te garanderen en ook trillingsrisico’s in de behuizing te voorkomen. In dit verband maakt onze technische afdeling gebruik van de nieuwste versie van de software van HTRI, die een specifieke module voor trillingsbeheersing heeft.

Productieproces van biodiesel

Biodiesel is een biobrandstof die wordt geproduceerd door chemische reacties van verestering en omestering, op basis van vetten en oliën (zuiver of gerecycled) die reageren met korteketenalcoholen, zoals methanol of ethanol.

Tijdens deze reactie, waarvan de belangrijkste stap plaatsvindt in een reactor, worden andere producten en bijproducten verwerkt of gegenereerd, zoals glycerol (bruikbaar in de cosmetica-industrie), zeep of afvalwater.

Specificaties van biodiesel

Biodiesel is een dieselbrandstof op basis van plantaardige olie (soms ook van dierlijk vet) die bestaat uit een lange keten van alkalische esters.

Het kan zowel alleen worden gebruikt (in dit geval bekend als biodiesel B100) als in elke verhouding worden gemengd met conventionele koolwaterstof Diesel uit benzine (in dit geval wordt het gelabeld afhankelijk van het biodieselgehalte, d.w.z. B20 voor 20% biodieselgehalte, enz.).

In ons project waren de lipiden voor de grondstof afkomstig van palmolie, hoewel biodiesel ook kan worden verkregen uit andere plantaardige oliën, al dan niet voorheen gebruikt, zoals koolzaad- of sojaolie.