Aditivo biodegradable para biodiésel.

Aditivo biodegradable para biodiesel.

Esta invención se refiere a un procedimiento de obtención de un aditivo biodegradable para biodiésel.

El procedimiento comprende una etapa de mezcla de bio-oil, biodiésel y un disolvente.

Aditivo biodegradable para biodiesel.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la obtención de un aditivo biodegradable para biodiésel. Por tanto, la invención se podría encuadrar en el campo de los aditivos para biocombustibles.

ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR

El biodiésel es un combustible alternativo que puede ser calificado de renovable. Su biodegradabilidad y baja ecotoxicidad, además de la posibilidad de ser obtenido a partir de una gran variedad de materias primas, hace que sea un paso indispensable en el camino hacia la sostenibilidad.

Desde un punto de vista químico, el biodiésel es una mezcla de ésteres monoalquílicos de cadenas largas de ácidos grasos. Estas cadenas de ácidos grasos se encuentran mezcladas entre sí en los aceites vegetales o en las grasas animales, principalmente en forma de triglicéridos. Para conseguir los ésteres, se hacen reaccionar con un alcohol de cadena corta siendo el metanol el más empleado. Los productos de esta reacción se designan como FAMEs (del inglés, Fatty Acid Methyl Esters). Sin embargo, no todos los FAMEs se pueden considerar biodiésel apropiados. El biodiésel debe cumplir unas condiciones establecidas en las normas EN 14214:2012 (Norma Europea) o ASTM 6751-12 (American Society of Testing and Materials).

Las propiedades finales del biodiésel son función de la composición de las materias primas empleadas para su obtención y del proceso de producción. Se puede dar el caso de que, debido a dicha composición, no se cumplan los estándares establecidos para la comercialización de ese biodiésel. Por ejemplo, una alta concentración de ésteres insaturados reduce la estabilidad a la oxidación haciendo necesario el uso de aditivos que estabilicen el biodiésel, y de esta forma pueda ser almacenado por periodos largos de tiempo. En concreto, se establece una resistencia a la oxidación, determinada por un procedimiento establecido de oxidación acelerada, de 8 horas según la norma europea EN 14214 (también llamado método Rancimat). Esta especificación es susceptible de ser endurecida, por ejemplo la norma europea EN 14214 ha pasado de establecer una resistencia a la oxidación de 6 horas en 2008 a 8 horas en 2012. Además, The EastAsia Summity EIRA (Economic Research Institute for ASEAN and East Asia) está estudiando la conveniencia de establecer una resistencia a la oxidación de 10 horas.

Normalmente, los productores de biodiésel utilizan en estos casos aditivos comerciales de origen sintético, algunos de los más conocidos son Baynox (Lanxess), Bioextend (Eastman) y Ethanox 4760E (Albemarle). Debido al alto coste de estos aditivos, los productores de biodiésel suelen utilizar cantidades mínimas de ellos en el proceso de producción (100-500 ppm) obteniendo rendimientos medios-bajos del producto utilizado.

En la solicitud W02008066950 se describen mezclas de biodiésel y bio-oil, con la intención de utilizar como combustible las fracciones más valiosas del bio-oil, principalmente en diésel de petróleo. Estas fracciones más valiosas son principalmente los compuestos fenólicos, que tienen propiedades antioxidantes. Se describe el uso de etanol en el proceso, aunque simplemente para estabilizar las fases y separar las fases acuosa y oleosa del bio-oil después de la pirólisis.

El artículo "Production and fuel properties offast pirólisis oil/bio-diesel blends" (Fuel Processing Technology, 91 (2010), 296-305) describe diversos procedimientos para la solubilidad de los

compuestos fenólicos de diferentes tipos de bio-oil en biodiésel, de manera que se aprovechan las fracciones más valiosas del bio-oil a la vez que se mejora la estabilidad a la oxidación del biodiésel. Los mejores resultados se obtuvieron con acetato de etilo.

DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un procedimiento para la obtención de un aditivo biodegradable para biodiésel.

La presente invención tiene las siguientes ventajas respecto a los aditivos del estado de la técnica:

- el aditivo obtenido por el procedimiento proporciona biodiésel con mejor estabilidad a la oxidación que otros biodiésel enriquecidos con bio-oil para la misma cantidad dosificada,

- el aditivo obtenido es biodegradable,

- permite dar uso a las fracciones más valiosas del bio-oil,

- el uso de acetato de isopropilo proporciona aditivos que mejoran de manera sorprendentemente la estabilidad del biodiésel,

- es un aditivo estable y soluble en biodiésel.

Un primer aspecto de la presente invención se refiere a un procedimiento de obtención de un aditivo biodegradable para biodiésel que comprende las etapas de:

a) mezclar un bio-oil, un biodiésel y acetato de isopropilo;

b) separar por decantación la fase apolar que comprende biodiesel;

(c) eliminar el acetato de isopropilo de la fase separada en la etapa (b).

Un segundo aspecto de la presente invención se refiere a un aditivo obtenido por el procedimiento tal y como se ha descrito anteriormente.

Un tercer aspecto de la presente invención se refiere al uso del aditivo tal y como se ha descrito anteriormente como antioxidante de biodiésel.

Un cuarto aspecto de la presente invención se refiere al biodiésel que comprende el aditivo tal y como se ha descrito anteriormente.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Un primer aspecto de la presente invención se refiere a un procedimiento de obtención de un aditivo biodegradable para biodiésel que comprende las etapas de:

a) mezclar un bio-oil, un biodiésel y acetato de isopropilo;

b) separar la fase apolar que comprende biodiesel;

(c) eliminar el acetato de isopropilo de la fase separada en la etapa (b).

Por el término "aditivo biodegradable" se entiende un aditivo que se añade a un biocombustible para mejorar alguna propiedad del mismo, preferiblemente la estabilidad ante la oxidación, que puede degradarse por la acción de agentes biológicos como plantas, animales, microorganismos y hongos, bajo condiciones ambientales naturales.

"Biocombustible" en el contexto de la invención es una mezcla de hidrocarburos que se utiliza como combustible en los motores de combustión interna y que deriva de la biomasa, materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado, utilizable como fuente de energía. Los biocombustibles más comunes son el bioetanol y el biodiésel.

"Bio-oil", también llamado "pyrolisis oií o "biocrudo", es un biocombustible líquido producido a partir biomasa mediante la tecnología de pirólisis, que es una descomposición termoquímica de materia orgánica a temperaturas elevadas en ausencia de oxígeno. El bio-oil se puede obtener a partir de biomasa como madera, vegetales estacionales o residuos orgánicos, entre otros.

En el contexto de la invención, el bio-oil proviene preferiblemente de pirólisis rápida (fast pyrolisis) tanto catalítica como no catalítica.

El bio-oil, tal y como se obtiene tras la pirólisis de la biomasa, puede estar formado a simple vista por una o varias fases. Existen compuestos fenólicos tanto en la fase acuosa como en la fase oleosa, por lo que se pueden utilizar cada una de las fases, o la mezcla de ellas para la extracción de compuestos fenólicos. Preferiblemente, del bio-oil utilizado para la extracción de compuestos fenólicos con biodiésel y acetato de isopropilo no se han separado fases previamente si las hubiera, y se utiliza tal y como se obtiene tras la pirólisis.

Por "biodiésel" se entiende los ésteres alquílicos de ácidos grasos saturados e insaturados utilizables como combustible, particularmente ésteres metílicos y etílicos de ácidos grasos como se proporcionan habitualmente bajo el término biodiésel para uso como combustible en automóviles con motores diésel y vehículos, plantas de cogeneración, buques y barcos, así como motores diésel no móviles. En general, los ésteres metílicos y etílicos de ácidos grasos utilizados como biodiésel son ésteres metílicos y etílicos de ácidos grasos C4-C24, preferiblemente de C14-C24, que pueden presentarse tanto puros como en mezcla. Ésteres habituales son los obtenidos por transesterificación con metanol o etanol de aceites vegetales como aceite de colza, aceite de soja, aceite de palma o aceites y grasas de cocina usados o grasas animales. En el contexto de la invención, el biodiésel puede además contener estabilizantes habituales.

Por "fase apolar que comprende biodiesel" o "fase rica en biodiésel" se entiende la fase que se forma tras la mezcla de bio-oil, biodiésel y acetato de isopropilo, que comprende mayoritariamente biodiésel, compuestos fenólicos presentes en el bio-oil y acetato de isopropilo.... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de obtención de un aditivo biodegradable para biodiésel que comprende las etapas de:

a) mezclar un bio-oil, un biodiésel y acetato de isopropilo; 5

b) separar por decantación la fase apolar que comprende biodiesel;

(c) eliminar el acetato de isopropilo de la fase separada en la etapa (b) .

2. El procedimiento según la reivindicación anterior, donde la etapa (c) tiene lugar por evaporación del acetato de isopropilo.

3. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la proporción de bio-oil:biodiésel:acetato de isopropilo está entre 4:1:4 y 1:4:1, preferiblemente entre 2:1:2 y 15 1:2:1.

4. El procedimientos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la fase (a) de mezcla se lleva a cabo durante de 5 a 45 minutos.

5. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la fase (a) de mezcla se lleva a cabo de 20º C a 40º C, preferiblemente de 25º C a 35º C.

6. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende una etapa (d) de centrifugación. 25

7. Aditivo obtenible por el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

8. Uso del aditivo según la reivindicación anterior como antioxidante de biodiésel.

9. Biodiésel que comprende el aditivo según la reivindicación 7.

10. Biodiésel según la reivindicación anterior, que comprende de un 0, 1% a un 10% de aditivo, preferiblemente de un 1% a un 5%.

11. Biodiésel según cualquiera de las reivindicaciones 9 o 10, caracterizado porque el aditivo se añade antes de que transcurran los 50 días de la producción del biodiésel, preferiblemente antes de que transcurran los 20 días de la producción del biodiésel.

12. El biodiésel según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque tiene una 40 estabilidad a la oxidación de al menos 6 horas.