Estudio de factibilidad para la producción de alcoholes grasos a partir de ácidos grasos

Abstract

Este proyecto tiene como objetivo llevar a cabo un estudio sobre la factibilidad de incorporar una línea de producción de alcoholes grasos en una planta existente que produce ácidos grasos a partir de aceite de girasol usado, para lo cual se analizan las distintas rutas disponibles para llevarlo a cabo. Luego, a partir de un estudio de mercado tanto nacional como internacional, se define que se buscará abastecer al mercado interno. Teniendo esto en cuenta, se define la capacidad productiva de la planta, así como las especificaciones del producto final y materia prima y la ubicación de la misma. A partir de esto, se realiza la justificación preliminar del proyecto. Posteriormente, y luego de un exhaustivo análisis, se concluye que la ruta más conveniente para la producción de alcoholes grasos es el método Lurgi. El mismo consiste en una reacción considerada instantánea de esterificación entre los ácidos grasos presentes en la alimentación y alcoholes grasos, seguido por una hidrogenación catalítica del éster graso producido. Las reacciones mencionadas ocurren en condiciones elevadas de presión y temperatura. Se definen los modelos termodinámicos y cinéticos del sistema y, luego de la evaluación de las reacciones, se puede plantear el balance de masa preliminar teniendo en cuenta el rendimiento de las mismas. A partir de estos resultados se conocen los requisitos de materia prima y la producción. Ahora bien, en función del balance de masa y de estudios realizados por bibliografía, se procede a diseñar el reactor mediante ecuaciones cinéticas. Para llevarlo a cabo, es necesario definir los mecanismos de transferencia de calor y masa del sistema. Luego, a partir del diseño efectuado, se obtienen las dimensiones y material del reactor. Por último, para evitar condiciones indeseadas dentro del reactor, se define el sistema de control adecuado para el mismo. Una vez diseñado el reactor, se debe realizar el sistema de purificación, el cual debe cumplir con ciertos requisitos. Entre ellos, se destaca tanto la necesidad de recuperación de hidrógeno para ser recirculado al reactor como la obtención de la fase slurry, compuesta por el catalizador regenerado, los alcoholes grasos necesarios para la esterificación y una fracción de ésteres no reaccionados que contribuirá a incrementar la producción. A su vez, y para cumplir con los requerimientos de diseño, para el fraccionamiento de alcoholes se busca obtener una pureza del 98% en masa tanto para el alcohol esteárico como para el cetílico. En vista de la definición de la planta, se realiza la integración energética con el objetivo de aprovechar térmicamente las corrientes involucradas en el sistema. Para ello se utiliza el método Pinch, que permite definir los intercambiadores entre las corrientes de procesos así como los intercambiadores de las restantes corrientes que requerirán corrientes auxiliares para cumplir con sus requisitos térmicos. A su vez, se diseñan los equipos auxiliares necesarios como son la torre de enfriamiento, caldera, centrífuga, bomba, compresor, válvulas, eyectores y tanques. De esta manera se puede conocer el consumo energético total de la planta. Para la justificación del proyecto se procede a llevar a cabo el análisis económico del mismo. Para ello, se definen los costos de inversión (CapEx), los costos de operación (OpEx) y la rentabilidad. Éste último se obtiene a partir del análisis del cuadro de fuentes y usos de fondos que permite conocer el beneficio asociado a la implementación de la planta en cuestión. Complementariamente, se analiza la sensibilidad de la variación de la rentabilidad del proyecto ante cambios en ciertos parámetros como el precio de venta de los alcoholes grasos, la inversión fija y el costo de la materia prima y catalizador. Por último, se lleva a cabo un plan de gestión ambiental en el cual se definen los objetivos y políticas ambientales a implementar en la planta. El mismo consiste en un análisis de los riesgos que se pueden generar en el proceso productivo y las medidas preventivas y correctivas ante dichos riesgos. Mail de los autores Paula Alfonso <paualfonso@gmail.com>; Candelaria Celuce <caanceluce@gmail.com>; Guillermina Toro <guillermina.t98@gmail.com>; Elisa Vera <elivera1405@gmail.com>