Name: Laboratorio de Producción de biocombustibles y Bioquímicos de un aceite de colza través de Craqueo Catalítico Conversión (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-09-02T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 33 s
Description: Aprende a producir biocombustibles y bioquímicos mediante craqueo catalítico de aceite de colza con alimentos fósiles. Este método rápido y económico permite control total de parámetros para desarrollo de catalizadores.

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Los autores desean agradecer al laboratorio de análisis del Centro de Tecnología CanmetENERGY por su apoyo técnico y Suncor Energy Inc. para suministrar el petróleo crudo sintético. Parte de los fondos para este estudio fue proporcionado por Recursos Naturales de Canadá y el gobierno del Programa Interdepartamental de Canadá de Investigación de la Energía y el Desarrollo (PERD) con A22.015 ID del proyecto. Yi Zhang desea reconocer sus Ciencias Naturales e Ingeniería de Investigación (NSERC), de Canadá Visiting Fellowship de enero 2015 a enero 2016.

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</ol>

Los autores declaran que no tienen intereses financieros en competencia.

El protocolo descrito aquí utiliza funcionamiento cíclico de un solo reactor que contiene un lote de partículas de catalizador fluidizadas para simular grietas aceite de alimentación y regeneración del catalizador. El aceite que se agrietado se precalienta y se alimenta desde la parte superior a través de un tubo de inyector con su punta cerca de la parte inferior del lecho fluido. El vapor generado después de craqueo catalítico se condensa y se recoge en un receptor, y el producto líquido recogido se analiza posteriorm...

Existe un fuerte interés mundial tanto en el sector público y privado para encontrar medios eficaces y económicos para producir combustibles para el transporte de materias primas de biomasa derivada. Este interés es impulsada por una preocupación general por la contribución sustancial de la quema de combustibles fósiles derivados del petróleo a gas de efecto invernadero (GEI) y su contribución asociado al calentamiento global. Además, hay una fuerte voluntad política en América del Norte y Europa para desplazar el petróleo producido en el extranjero con los combustibles líquidos domésticos renovables. En 2008, los biocombustibles proporcionan el 1,8% de combustibles para el transporte de todo el mundo 1. En muchos países desarrollados, se requiere que los biocombustibles reemplacen del 6% al 10% de los combustibles derivados del petróleo en un futuro próximo 2. En Canadá, las regulaciones requieren un contenido de combustible renovable promedio de 5% en la gasolina a partir del 15 de diciembre de 2010 3. La Directiva de Energía Renovable (RED) en Europa también ha ordenado un objetivo de energía renovable del 10% para la Unión Europea transsector portuario en 2020 4. El reto ha sido desarrollar y demostrar una vía económica viable para producir combustibles para el transporte fungibles a partir de biomasa. fuentes biológicas incluyen la biomasa a base de triglicéridos, tales como aceites vegetales y grasas animales, así como aceite de cocina usado y la biomasa de celulosa tales como astillas de madera, residuos forestales y residuos agrícolas. Durante las últimas dos décadas, la investigación se ha centrado en la evaluación de la elaboración del aceite derivado de la biomasa mediante craqueo catalítico fluido (FCC) 5 convencionales - 12, una tecnología responsable de producir la mayor parte de la gasolina en una refinería de petróleo. Nuestro enfoque novedoso en este estudio es co-proceso de aceite de canola se mezcla con materia prima derivada de betún de arenas petrolíferas. Normalmente, el betún se deben actualizar antes de la refinación, la producción de materiales de alimentación de refinería, tales como petróleo crudo sintético (SCO) -esta ruta de procesamiento es particularmente intensivo de energía, que representan el 68-78% de la GHG emissicomplementos de la producción de SCO 13 y, en 2011, lo que constituye el 2,6% de las emisiones totales de GEI de Canadá 14. La sustitución de una porción de hidrocarburos pesados ​​actualizado con Biofeed reduciría las emisiones de gases de efecto invernadero, ya que la producción de biocombustibles implica una huella de carbono mucho menor. El aceite de canola es elegido en este trabajo, ya que es abundante en Canadá y los EE.UU.. Este material de alimentación posee una densidad y viscosidad similar a los de HGOs mientras que el contenido de azufre, nitrógeno y metales que podrían afectar al rendimiento o la calidad del producto FCC son insignificantes. Por otra parte, esta opción de co-procesamiento ofrece ventajas tecnológicas y económicas significativas, ya que permitiría la utilización de la infraestructura existente y la refinería, por lo tanto, requeriría poco hardware o modificación de la refinería adicional. Además, puede haber sinergia potencial que podría resultar en la mejora de la calidad del producto cuando el co-procesamiento en un asfalto muy aromáticos alimentan con su homólogo de la biomasa de cadena lineal. Sin embargo, el co-procesamientoimplica importantes desafíos técnicos. Estos incluyen las características físicas y químicas únicas de bio-feeds: alto contenido de oxígeno, la composición parafínico ricos, compatibilidad con materiales de alimentación de petróleo, el potencial de ensuciamiento, etc. Este estudio proporciona un protocolo detallado para la producción de biocombustibles a escala de laboratorio a partir de aceite de canola a través de craqueo catalítico. Un sistema totalmente automatizado de reacción - se hace referencia en este trabajo como la unidad de análisis de laboratorio (LTU) 15 - se utiliza para este trabajo figura 1 muestra esquemáticamente cómo funciona esta unidad.. Esta licencia de uso se ha convertido en el estándar de la industria para los estudios de laboratorio de la FCC. El objetivo de este estudio es comprobar la idoneidad de la licencia de uso para el craqueo de aceite de canola para producir combustibles y productos químicos con el objetivo de mitigar las emisiones de gases de efecto invernadero. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/54390/54390fig1.jpg" /> Figura 1: Illustratio conceptualn de la Ilustración del reactor. que muestra las líneas de flujo del catalizador, alimentación, del producto, y el diluyente. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54390/54390fig1large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>

<table><tbody><tr><td>Unidad de Evaluación Avanzada de Grietas (ACE)</td><td>Kayser Technology Inc.</td><td>ACE R+ 46</td><td>ensamblado por Zeton Inc. SN:505-46; consistente en: (1) un reactor; (2) sistema de adición de catalizador; (3) sistema de entrega de alimento; (4) sistema de recolección de líquidos; (5) sistema de recolección de gas; (6) sistema de análisis de gas; (7) sistema de regeneración de catalizadores; (8) Convertidor catalítico de CO; (9) sistema de análisis de coque</td></tr><tr><td>Reactor (ACE)</td><td>Kayser Technology Inc.</td><td>V-105</td><td>Un tubo de acero inoxidable de 1,6 cm de diámetro interno que tiene un fondo cónico cónico y con un diluyente (nitrógeno) que fluye desde el fondo para fluidificar el catalizador y también servir como gas de extracción al final de la ejecución Sistema de</td></tr><tr><td>adición de catalizador (ACE)</td><td>Kayser Technology Inc.</td><td></td><td>Seis tolvas (V-120F, con sus respectivas válvulas) para la adición de catalizador para hasta 6 corridas Sistema de</td></tr><tr><td>suministro de alimento (ACE)</td><td>Kayser Technology Inc.</td><td></td><td>Compuesto por una botella de alimentación (V-100), una jeringa (FS-115), una bomba (P-100) y un inyector (con una altura de inyector de 1.125 pulgadas, es decir, , la distancia desde el punto más bajo del fondo del reactor cónico hasta el extremo inferior del inyector de alimentación)Sistema de</td></tr> <tr><td>recolección de líquidos (ACE)</td><td>Kayser Technology Inc.</td><td></td><td>Seis receptores de líquido (V-110F) sumergidos en un baño de refrigerante común (mezcla de etilenglicol/agua en una proporción de masa de 50:50) a aproximadamente &ndash; 15 &deg; C en un tanque grande (V-145)Sistema de</td></tr> <tr><td>recolección de gas (ACE)</td><td>Kayser Technology Inc.</td><td></td><td>Basado en el principio de desplazamiento del agua; compuesto por un recipiente de recolección de gas (V-150) con un agitador accionado por motor (MTR-100) y una báscula de peso (WT-100) para pesar el agua desplazada recolectada en un vaso de precipitados (V-160).</td></tr><tr><td>Sistema de análisis de gas (ACE)</td><td>Kayser Technology Inc.</td><td></td><td>El elemento clave es Agilent micro GC (modelo 3000A) con cuatro columnas capilares equipadas con sus respectivos detectores de conductividad térmica (TCD)&nbsp;</td></tr><tr><td>Sistema de regeneración de catalizadores (ACE)</td><td>Kayser Technology Inc.</td><td>V-105</td><td>Catalizador gastado en reactor que se quema in situ en el aire a +700 &deg; C para garantizar la eliminación completa del carbono depositado en el</td></tr><tr><td>catalizador convertidor catalítico de CO &nbsp; (ACE)</td><td>Tecnología Kayser Inc.</td><td></td><td>Un reactor (V-140) con CuO como catalizador para oxidar cualquier CO e hidrocarburos en los gases de combustión agotados a CO2 (para ser analizado por un analizador de gas IR) y H2O (para ser absorbido por un secador)</td></tr><tr><td>Sistema de análisis de coque (ACE)</td><td>Kayser Technology Inc.</td><td></td><td>Analizador IR Servomex (Modelo 1440C) para medir CO2 en gases de combustión agotados</td></tr><tr><td>Paquete de software R+MM</td><td>Kayser Technology Inc.</td><td></td><td>Incluyendo iFIX 3.5&nbsp;</td></tr><tr><td>Agilent Micro GC</td><td>Agilent Technologies</td><td>3000A</td><td>Para el análisis de gases después del craqueo</td></tr><tr><td>Sistema de datos en red Cerity</td><td>Software de Agilent Technologies</td><td></td> para el analizador de gas <td>Agilent Micro GC</td></tr><tr><td>CO2</td><td>Servomex Inc.</td><td>1440C</td><td>SN: 01440C1C02/2900</td></tr><tr><td>NESLAB Baño Refrigerado</td><td>Themo Electron Corporation</td><td>RTE 740</td><td>SN: 104300061</td></tr><tr><td>Orión&nbsp; Bomba de jeringa de salvia</td><td>Themo Electron Corporation</td><td>M362</td><td>para suministrar aceite de alimentación al tubo del inyector</td></tr><tr><td>Petróleo crudo sintético (SCO) &nbsp;</td><td>Suncor Energy Inc.</td><td></td><td>Identificada como Suncor OSA 10-4.1</td></tr><tr><td>Catalyst P</td><td>Petro-Canada Refinery</td><td></td><td>Equilibrium</td></tr><tr><td>catalyst Balance</td><td>Mettler Toledo</td><td>AB304-S</td><td>Para el pesaje de receptores de productos líquidos</td></tr><tr><td>Balanza</td><td>Mettler Toledo</td><td>XS8001S</td><td>Para el pesaje de agua desplazada por productos gaseosos</td></tr><tr><td>Etilenglicol</td><td>Fisher Scientifc Inc.</td><td>CAS 107-21-1</td><td>Mezclado con agua destilada como refrigerante (50 v%)</td></tr> <tr><td>Drierite</td><td>W.A. Hammond Drierite Co. Ltd.</td><td>24001</td><td>Para la absorción de agua después del convertidor catalítico</td></tr><tr><td>de CO Óxido de cobre</td><td>LECO Corporation</td><td>501-170</td><td>Catalizador para la conversión de CO a CO2</td></tr><tr><td>Tolueno</td><td>Fisher Scientific Co.&nbsp;</td><td>CAS 108-88-3</td><td>Para la limpieza de receptores de líquidos</td></tr><tr><td>Acetona</td><td>Fisher Scientific Co.&nbsp;</td><td>CAS 67-64-1</td><td>Para la limpieza de recipientes de líquidos</td></tr><tr><td>Micro GC Calibración Gas Air</td><td>Liquid Canada Inc.</td><td>SPG-25MX0015306</td><td>Gas estándar multicomponente</td></tr><tr><td>19.8% CO2 Gas estándar</td><td>BOC Canada Ltd.</td><td>24069890</td><td>Para la calibración del analizador IR Argon</td></tr><tr><td>Gas</td><td>Linde Canada ltd.</td><td>24001306</td><td>Grado 5.0 Pureza</td></tr><tr><td>Helio Gas Linde</td><td>Canada ltd.</td><td>24001333</td><td>Grado 5.0 Analizador</td></tr> de gas de pureza <tr><td>Módulo GC Inficon</td><td>GCMOD-15</td><td>Canal A</td><td></td></tr><tr><td>Analizador de gas</td><td>Módulo GC Inficon</td><td>GCMOD-03</td><td>Canal B</td></tr><tr><td>Analizador de gas Módulo GC Inficon</td><td></td><td>GCMOD-04</td><td>Canal C</td></tr><tr><td>Analizador de gas Módulo</td><td>GC Inficon</td><td>GCMOD-73</td><td>Canal D</td></tr><tr><td>HP 6890 GC</td><td>Hewlett-Packard Co.&nbsp;</td><td>G1530A</td><td>Para destilación simulada</td></tr><tr><td>ASTM 2887 Muestra estándar</td><td>PAC L.P.</td><td>26650.150</td><td>Para el control de calidad en destilación simulada</td></tr><tr><td>ASTM 2887 Standard Sample</td><td>PAC L.P.</td><td>25950.200</td><td>Para calibración en destilación simulada</td></tr><tr><td>Columna para GC 6890 (destilación simulada)</td><td>Agilent Technologies</td><td>CP7562</td><td>10 m x 0,53 mm x 1,2 &micro; m, columna HP 6890 GC</td></tr><tr><td>Nitrógeno líquido</td><td>Aire líquido Canadá Inc.</td><td>SPG-NIT1AC240LC</td><td>Para uso en destilación simulada&nbsp;</td></tr><tr><td>Nitrógeno</td><td>Aire Líquido Canadá Inc.</td><td>A granel (edificio N2)</td><td>Para uso en el funcionamiento de la unidad ACE</td></tr><tr><td>Horno programable Isotemp</td><td>Thermo Fisher Scientifc Inc.</td><td>10-750-126</td><td>Para la calcinación de catalizadores Viales de</td></tr><tr><td>GC, Crimp Top</td><td>Chromatograghic Specialties Inc</td><td>C223682C</td><td>2 ml, para</td></tr><tr><td>sellos de productos líquidos, Crimp Top</td><td>Chromatograghic Specialties Inc</td><td></td><td>C221150 11 mm, para usar con viales de GC</td></tr> 4 <tr><td>oz botellas redondas Boston transparentes Fisher</td><td>Scientific Co.&nbsp;</td><td>02-911-784</td><td>Con tapas forradas de cono de PE, para uso en el sistema de alimentación</td></tr><tr><td>Sieve</td><td>Endecotts Ltd.</td><td>6140269</td><td>Apertura 38 micras</td></tr><tr><td>Tamiz</td><td>Endecotts Ltd.</td><td>Apertura 6146265</td><td>250 &mu; m</td></tr><tr><td>Shaker</td><td>Endecotts Ltd.</td><td>MIN 2737-11</td><td>Tamizadora Minor-Meinzer 2 para el cribado de catalizadores</td></tr><tr><td>V20 Valorador volumétrico KF</td><td>Mettler Toledo</td><td>5131025056</td><td>Para el análisis del contenido de agua del producto líquido</td></tr><tr><td>Hydranal Composite 5</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>34805-1L-R</td><td>Reactivo para la valoración Karl Fischer</td></tr><tr><td>Metanol (grado de agua extremadamente bajo)</td><td>Fisher Scientific Co.&nbsp;</td><td>A413-4</td><td>Mezclado con tolueno (40:60 p/p) para la valoración KF: también se utiliza para recuperar agua en el receptor</td></tr><tr><td>Glass Wool</td><td>Fisher Scientific Co.&nbsp;</td><td>11-388</td><td>Colocado dentro de la parte superior del brazo de salida del receptor&nbsp;</td></tr></tbody></table>

laboratorio de producción de biocombustibles y bioquímicos de un aceite de colza través de craqueo catalítico conversión

Laboratory Production of Biofuels and Biochemicals from a Rapeseed Oil through Catalytic Cracking Conversion

El trabajo se basa en un estudio reportado que investiga la procesabilidad del aceite de canola (bio-feed) en presencia de gasóleo pesado derivado del betún (HGO) para la producción de combustibles para el transporte a través de una ruta de craqueo catalítico fluido (FCC). Los experimentos de craqueo se realizan con una unidad de reacción totalmente automatizada a una velocidad espacial horaria (WHSV) de peso fijo de 8 hr-1, 490-530 °C y relaciones catalizador/aceite de 4-12 g/g. Cuando una alimentación está en contacto con el catalizador en el reactor de lecho fluido, se produce un craqueo que genera productos gaseosos, líquidos y sólidos. El vapor producido se condensa y se recoge en un depósito de líquido a -15 °C. El efluente no condensable se dirige primero a un recipiente y se envía, después de la homogeneización, a un cromatógrafo de gases (GC) en línea para el análisis de gases de refinería. El coque depositado en el catalizador se determina in situ quemando el catalizador gastado en aire a altas temperaturas. Los niveles de CO2 se miden cuantitativamente a través de una celda de infrarrojos (IR) y se convierten en rendimiento de coque. Las muestras líquidas en los receptores se analizan por GC para una destilación simulada para determinar las cantidades en diferentes rangos de ebullición, es decir, IBP-221 °C (gasolina), 221-343 °C (aceite de ciclo ligero) y 343 °C+ (aceite de ciclo pesado). El agrietamiento de un alimento que contiene aceite de canola genera agua, que aparece en el fondo de un recipiente de líquido y en su pared interna. La recuperación del agua en la pared se logra mediante un lavado con metanol seguido de una valoración Karl Fischer para el contenido de agua. Los resultados básicos informados incluyen la conversión (la porción de la alimentación convertida en gas y producto líquido con un punto de ebullición inferior a 221 °C, coque y agua, si está presente) y los rendimientos de gas seco (H2-C 2, CO y CO2), gas licuado de petróleo (C3-C 4), gasolina, aceite de ciclo ligero, aceite de ciclo pesado, Coca-Cola, y agua, si está presente.

El protocolo establecido se ha aplicado con éxito a una mezcla de aceites de relación en volumen 15:85 (es decir, 14,73: 85,27 proporción de masa) entre el aceite de canola y un derivado HGO-20 SCO. Por razones prácticas (coste, disponibilidad de aceite de canola, y los posibles retos en operación comercial), el estudio se centró en la alimentación que contiene 15% v Además el aceite de canola, aunque también se trataron los alimentos con mayores concentraciones. La m...

En este trabajo se presenta un método experimental para producir biocombustibles y productos bioquímicos a partir de aceite de canola mezcladas con una alimentación basada en combustibles fósiles en presencia de un catalizador a temperaturas suaves. Gaseoso, líquido y productos sólidos a partir de una unidad de reacción se cuantifican y se caracterizan. rendimientos de conversión y productos individuales se calculan y se informó.

Laboratorio de Producción de biocombustibles y Bioquímicos de un aceite de colza través de Craqueo Catalítico Conversión

The work is based on a reported study which investigates the processability of canola oil (bio-feed) in the presence of bitumen-derived heavy gas oil ...

El objetivo general de este método de laboratorio es producir biocombustibles y bioquímicos a partir del coprocesamiento de aceite de canola con piensos de origen fósil. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en ingeniería química, en realidad, sobre el craqueo catalítico de aceites pesados, la química del combustible, la catálisis y los mecanismos de reacción. La principal ventaja de esta técnica es que el método es rápido y rentable, lo que permite un control total sobre los parámetros de prueba y la reducción del error humano.Las implicaciones de esta técnica se extienden hacia el desarrollo de catalizadores, ya que el equipo utilizado es sencillo, fiable y productivo para probar nuevas fórmulas. Aunque este estudio se centra en la distribución del producto y la calidad, el estudio principal también se puede aplicar a otros campos como el modelado predictivo y las simulaciones. Me complace presentar a mis compañeros de equipo.la científica investigadora Nicole Heshka, Yi Zhang y el asesor del programa de investigación y desarrollo Edward Little. Ellos demostrarán el procedimiento y/o discutirán el método. Para comenzar este procedimiento, desconecte la línea de ali

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Research

Investigación

JoVE Journal

Chemistry

Química

Un auto sostenible sistema de regulación de las bacterias para la remediación de contaminaciones de aceite ha sido diseñado utilizando piezas estándar de ADN intercambiables (BioBricks). Una...

Un juego de herramientas para la conversión de hidrocarburos en ambientes acuosos

Se describe un método de espectrometría de masas bidimensional de cromatografía de gases en tiempo de vuelo para la caracterización de la fracción acuosa de biocrudo producida a partir de la licuefacción hidrotermal de algas. Este protocolo también se puede emplear para analizar la fracción acuosa de productos líquidos de pirólisis rápida, pirólisis rápida catalítica, desoxigenación catalítica e hidrotratamiento.

Caracterización cualitativa de la fracción acuosa de hidrotérmico Licuefacción de algas mediante 2D cromatografía de gases con espectrometría de masas de tiempo de vuelo

Se presentan métodos experimentales para la pirólisis rápida de biomasa lignocelulósica para producir bio-aceites y para el hidrotratamiento catalítico de aceites biológicos para la producción de hidrocarburos en el rango de combustible. También se evaluó la filtración en caliente de vapor durante la pirólisis rápida para eliminar las partículas de carbonilla fina y contaminantes inorgánicos de bio-aceite.

Conversión de biomasa para la producción de hidrocarburos líquidos de combustible a través de vapor caliente-filtrada pirólisis rápida y catalítico de hidrotratamiento

Métodos detallados se presentan para la producción de biodiesel junto con el co-aislamiento de alquenonas como coproductos valiosos a partir de microalgas comercial Isochrysis.

Protocolo experimental para la producción de biodiesel con Aislamiento de alquenonas como Coproductos de Comercial<em&gt; Isochrysis</em&gt; La biomasa de algas

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Aquí, presentamos un protocolo con un proceso sol-gel para sintetizar oro intercalado en las paredes de materiales mesoporosos (GMS), que se confirma que posee una matriz mesoporosa con oro intercalado en las paredes que imparte una gran estabilidad y reciclabilidad.

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Un protocolo simple y eficaz para la inserción catalítico de polimerización norbornenos funcionales

Aprende a producir biocombustibles y bioquímicos mediante craqueo catalítico de aceite de colza con alimentos fósiles. Este método rápido y económico permite control total de parámetros para desarrollo de catalizadores.

Laboratorio de Producción de biocombustibles y Bioquímicos de un aceite de colza través de Craqueo Catalítico Conversión

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