Τεχνοοικονομική ανάλυση διεργασίας παραγωγής βιοντίζελ
Η παγκόσμια εντεινόμενη περιβαλλοντική επιβάρυνση και η μείωση του αποθέματος ορυκτών καυσίμων λειτουργούν ως κινητήρια δύναμη για την αναζήτηση εναλλακτικών καυσίμων. Το μεγαλύτερο μέρος της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας παγκοσμίως προέρχεται από πηγές ορυκτών καυσίμων, οι οποίες είναι μη ανανεώσ...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2022
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/15968 |
| id |
nemertes-10889-15968 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Βιοντίζελ Παραγωγή βιοντίζελ Μετεστεροποίηση Τεχνοοικονομική ανάλυση Biodiesel Biodiesel production Transesterification Technoeconomic analysis |
| spellingShingle |
Βιοντίζελ Παραγωγή βιοντίζελ Μετεστεροποίηση Τεχνοοικονομική ανάλυση Biodiesel Biodiesel production Transesterification Technoeconomic analysis Λέπουρη, Μαρία Τεχνοοικονομική ανάλυση διεργασίας παραγωγής βιοντίζελ |
| description |
Η παγκόσμια εντεινόμενη περιβαλλοντική επιβάρυνση και η μείωση του αποθέματος ορυκτών καυσίμων λειτουργούν ως κινητήρια δύναμη για την αναζήτηση εναλλακτικών καυσίμων. Το μεγαλύτερο μέρος της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας παγκοσμίως προέρχεται από πηγές ορυκτών καυσίμων, οι οποίες είναι μη ανανεώσιμες και αναμένεται να εξαντληθούν στο το εγγύς μέλλον. Το βιοντίζελ μπορεί να είναι ένας πιθανότατα καλός αντικαταστάτης του συμβατικού πετρελαίου ντίζελ και παράγεται μέσω μιας χημικής αντίδρασης γνωστής ως μετεστεροποίησης. Στην παρούσα διπλω-ματική εργασία παρουσιάζεται η μέθοδος παραγωγής με μετεστεροποίηση χρησιμοποιώντας βασικό καταλύτη (Μεθοξείδιο του Νατρίου, NaOCH3).
Η αντίδραση μετεστεροποίησης υλοποιείται σε δύο στάδια με χρησιμοποίηση 100% περίσσειας μεθανόλης και ενδιάμεση απομάκρυνση της παραγόμενης γλυκερίνης για επίτευξη μεγαλύτερης με-τατροπής και καλύτερο έλεγχό της. Το 80% της απαιτούμενης αλκοόλης και του καταλύτη εισέρχο-νται σε πρώτο αντιδραστήρα μαζί με το έλαιο, όπου και επιτυγχάνεται περίπου 90% μετατροπή του ελαίου. Έπειτα, απομακρύνεται η γλυκερίνη από το ρεύμα προϊόντος το οποίο εισέρχεται σε δεύτερο αντιδραστήρα όπου αντιδρά με το υπόλοιπο 20% της αλκοόλης. Με αυτό τον τρόπο η συνολική μετατροπή είναι της τάξης του 99%.
Αρχικά, πραγματοποιείται τεχνοοικονομική ανάλυση για την παραγωγή της διεργασίας για τρεις δυναμικότητες, 10,000, 50,000 και 100,000 t/y, μελετώντας το κόστος προμήθειας του εγκατεστημένου εξοπλισμού, το κόστος των πρώτων υλών και το κόστος των βοηθητικών παροχών. Προκύπτει ότι το ύψος του απαιτούμενου παγίου κεφαλαίου ανέρχεται στα 4.65, 9.695 και 14.29 Μ$, ενώ το συνολικό κόστος παραγωγής χωρίς αποσβέσεις ανέρχεται στα 22.03, 103.78 και 206.2 Μ$ για δυναμικότητες 10,000, 50,000 και 100,000 t/y, αντίστοιχα.
Στη συνέχεια έγινε μοντελοποίηση του επενδυτικού σχεδίου και στατιστική ανάλυση Monte Carlo, με βάση την οποία προέκυψε ότι η τιμή αγοράς του φυτικού ελαίου έχει την μεγαλύτερη επιρ-ροή στην ελάχιστη τιμή πώλησης του βιοντίζελ. Τέλος, για το επενδυτικό πλάνο παραγωγής 100,000 t/y βιοντίζελ προέκυψε ότι η πιθανότητα ζημίας είναι περίπου 65%, και άρα το πλάνο είναι ασύμ-φορο. |
| author2 |
Lepouri, Maria |
| author_facet |
Lepouri, Maria Λέπουρη, Μαρία |
| author |
Λέπουρη, Μαρία |
| author_sort |
Λέπουρη, Μαρία |
| title |
Τεχνοοικονομική ανάλυση διεργασίας παραγωγής βιοντίζελ |
| title_short |
Τεχνοοικονομική ανάλυση διεργασίας παραγωγής βιοντίζελ |
| title_full |
Τεχνοοικονομική ανάλυση διεργασίας παραγωγής βιοντίζελ |
| title_fullStr |
Τεχνοοικονομική ανάλυση διεργασίας παραγωγής βιοντίζελ |
| title_full_unstemmed |
Τεχνοοικονομική ανάλυση διεργασίας παραγωγής βιοντίζελ |
| title_sort |
τεχνοοικονομική ανάλυση διεργασίας παραγωγής βιοντίζελ |
| publishDate |
2022 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/15968 |
| work_keys_str_mv |
AT lepourēmaria technooikonomikēanalysēdiergasiasparagōgēsbiontizel AT lepourēmaria technoeconomicanalysisofbiodieselproductionprocess |
| _version_ |
1771297278054629376 |
| spelling |
nemertes-10889-159682022-09-05T20:31:44Z Τεχνοοικονομική ανάλυση διεργασίας παραγωγής βιοντίζελ Techno-economic analysis of biodiesel production process Λέπουρη, Μαρία Lepouri, Maria Βιοντίζελ Παραγωγή βιοντίζελ Μετεστεροποίηση Τεχνοοικονομική ανάλυση Biodiesel Biodiesel production Transesterification Technoeconomic analysis Η παγκόσμια εντεινόμενη περιβαλλοντική επιβάρυνση και η μείωση του αποθέματος ορυκτών καυσίμων λειτουργούν ως κινητήρια δύναμη για την αναζήτηση εναλλακτικών καυσίμων. Το μεγαλύτερο μέρος της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας παγκοσμίως προέρχεται από πηγές ορυκτών καυσίμων, οι οποίες είναι μη ανανεώσιμες και αναμένεται να εξαντληθούν στο το εγγύς μέλλον. Το βιοντίζελ μπορεί να είναι ένας πιθανότατα καλός αντικαταστάτης του συμβατικού πετρελαίου ντίζελ και παράγεται μέσω μιας χημικής αντίδρασης γνωστής ως μετεστεροποίησης. Στην παρούσα διπλω-ματική εργασία παρουσιάζεται η μέθοδος παραγωγής με μετεστεροποίηση χρησιμοποιώντας βασικό καταλύτη (Μεθοξείδιο του Νατρίου, NaOCH3). Η αντίδραση μετεστεροποίησης υλοποιείται σε δύο στάδια με χρησιμοποίηση 100% περίσσειας μεθανόλης και ενδιάμεση απομάκρυνση της παραγόμενης γλυκερίνης για επίτευξη μεγαλύτερης με-τατροπής και καλύτερο έλεγχό της. Το 80% της απαιτούμενης αλκοόλης και του καταλύτη εισέρχο-νται σε πρώτο αντιδραστήρα μαζί με το έλαιο, όπου και επιτυγχάνεται περίπου 90% μετατροπή του ελαίου. Έπειτα, απομακρύνεται η γλυκερίνη από το ρεύμα προϊόντος το οποίο εισέρχεται σε δεύτερο αντιδραστήρα όπου αντιδρά με το υπόλοιπο 20% της αλκοόλης. Με αυτό τον τρόπο η συνολική μετατροπή είναι της τάξης του 99%. Αρχικά, πραγματοποιείται τεχνοοικονομική ανάλυση για την παραγωγή της διεργασίας για τρεις δυναμικότητες, 10,000, 50,000 και 100,000 t/y, μελετώντας το κόστος προμήθειας του εγκατεστημένου εξοπλισμού, το κόστος των πρώτων υλών και το κόστος των βοηθητικών παροχών. Προκύπτει ότι το ύψος του απαιτούμενου παγίου κεφαλαίου ανέρχεται στα 4.65, 9.695 και 14.29 Μ$, ενώ το συνολικό κόστος παραγωγής χωρίς αποσβέσεις ανέρχεται στα 22.03, 103.78 και 206.2 Μ$ για δυναμικότητες 10,000, 50,000 και 100,000 t/y, αντίστοιχα. Στη συνέχεια έγινε μοντελοποίηση του επενδυτικού σχεδίου και στατιστική ανάλυση Monte Carlo, με βάση την οποία προέκυψε ότι η τιμή αγοράς του φυτικού ελαίου έχει την μεγαλύτερη επιρ-ροή στην ελάχιστη τιμή πώλησης του βιοντίζελ. Τέλος, για το επενδυτικό πλάνο παραγωγής 100,000 t/y βιοντίζελ προέκυψε ότι η πιθανότητα ζημίας είναι περίπου 65%, και άρα το πλάνο είναι ασύμ-φορο. The global oil crisis and the decline in the stock of fossil fuels act as a driving force in the search for alternative fuels. Most of the world's total energy consumption comes from fossil fuels that are non-renewable and are expected to run out in the near future. Biodiesel can be a good substitute for conventional diesel oil and is produced by a chemical reaction known as transesterification. This thesis presents the transesterification process using a basic catalyst (Sodium methoxide, NaOCH3). The transesterification reaction is carried out in two steps, using 100% excess methanol and intermediate removal of the glycerol produced, to achieve greater conversion and better control. Ap-proximately 80% of the required alcohol and catalyst are introduced into the first reactor with the oil, whereby about 90% conversion of the oil is achieved. The glycerol is then removed from the product stream, which enters a second reactor, where it reacts with the remaining 20% of the alcohol. This results in an overall conversion about 99%. Initially, a techno-economic analysis was carried out for three capacities, 10,000, 50,000 and 100,000 t/y, examining the cost of procuring the installed equipment, the cost of the raw materials and the cost of the auxiliary supplies. As a result, the required fixed capital investments are 4.65, 9.695 and 14.29 M $, while the total costs of production without depreciation are 22.03, 103.78 and 206.2 M $ for capacities of 10,000, 50,000 and 100,000 t/y, respectively. Subsequently, a Monte Carlo investment model and statistical analysis were made, which showed that the unit price of vegetable oil had the greatest influence on the minimum selling price of biodiesel. Finally, for the 100,000 t/y biodiesel production investment plan, the probability of failure is approximately 65%, and therefore the plan is unprofitable. 2022-03-10T11:44:52Z 2022-03-10T11:44:52Z 2020-02-10 http://hdl.handle.net/10889/15968 gr application/pdf |
