Identificador: TFG:9322
Autors: Pérez Díaz, Ainhoa
Resum:
L’actual context de crisi energètica global i la necessitat urgent de reduir la dependència dels combustibles fòssils han situat els biocombustibles al centre de les estratègies de transició energètica. En aquest escenari, el biodièsel destaca com una de les opcions renovables més viables, ja que pot ser produït a partir de fonts naturals i sostenibles, com ara olis vegetals, greixos animals i olis residuals. A més, la seva utilització permet una reducció significativa de les emissions de gasos amb efecte d’hivernacle, fet que contribueix positivament als objectius climàtics establerts per la Unió Europea i altres organismes internacionals. No obstant això, la producció eficient de biodièsel es veu sovint limitada per la qualitat de les matèries primeres. Els olis de rebuig i altres subproductes de baix cost solen presentar un alt contingut d’àcids grassos lliures (FFA), els quals interfereixen negativament en el procés de transesterificació, generant sabons i reduint el rendiment de conversió. Per tal d’afrontar aquesta problemàtica, una de les solucions més efectives és la incorporació d’una etapa prèvia d’esterificació, que permet reduir el contingut de FFA i ampliar l’espectre de matèries primeres aprofitables. En aquest context, el present treball de fi de grau proposa el revamping d’una planta de biodièsel mitjançant la integració d’una nova unitat d’esterificació, amb l’objectiu de millorar-ne la flexibilitat operativa i la capacitat de tractar matèries primeres de baixa qualitat. Aquesta modificació representa una aposta estratègica per adaptar les instal·lacions a les exigències actuals del sector, promovent un model productiu més eficient, sostenible i alineat amb els principis de l’economia circular. L’estudi planteja una visió integral del projecte, abordant-ne totes les etapes fonamentals: des de la selecció del model cinètic i termodinàmic més adient fins al disseny detallat dels equips principals i la seva integració dins del procés existent. Mitjançant eines de simulació avançada com Aspen Plus, s’ha analitzat el comportament del sistema en condicions reals d’operació i s’han obtingut els balanços de matèria i energia que fonamenten les decisions de disseny. El reactor escollit és de tipus PFR (plug flow reactor), operant a altes temperatures i pressions, i utilitza àcid metansulfònic (MSA) com a catalitzador homogeni, combinat amb metanol en excés per garantir una elevada conversió. A més del reactor, el projecte inclou el dimensionament i la configuració d’altres unitats essencials com ara intercanviadors de calor, una bomba d’impulsió, un recipient flash per a la separació líquid-vapor, un decantador per a la separació de fases immiscibles i una columna de destil·lació per a la recuperació i reutilització del metanol. Tots els equips han estat dissenyats segons codis i normes reconegudes internacionalment (ASME, TEMA, API), assegurant el compliment de criteris de seguretat, eficiència i mantenibilitat. El treball també contempla l’elaboració dels diagrames de flux (PFD) i d’instrumentació i control (P&ID), així com una anàlisi HAZOP per identificar possibles desviacions operatives i riscos associats, i proposar les salvaguardes corresponents. Finalment, es presenta una avaluació econòmica del projecte, incloent una estimació de la inversió, costos d’operació i indicadors de rendibilitat com el VAN, TIR i payback, per determinar-ne la viabilitat econòmica. Així, aquest TFG ofereix una solució tècnica completa i viable per a la modernització d’una planta de biodièsel, contribuint a millorar-ne tant el rendiment com la sostenibilitat, i posicionant-la davant els reptes actuals del sector energètic.
Repositori URV