Fatty Acid Esters in Europe: Market Trends and Technological Perspectives
Ester d'acide gras en Europe : tendances de marché et perspectives technologiques
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Axens, 89 boulevard Franklin Roosevelt, BP 50802, 92508 Rueil-Malmaison - France
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Institut français du pétrole, IFP-Lyon, Autoroute A7, BP 3, 69390 Vernaison Cedex - France
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Institut français du pétrole, IFP, 1-4 avenue de Bois-Préau, 92000 Rueil-Malmaison - France
Corresponding authors: michel.bloch@axens.net laurent.bournay@ifp.fr dominique.casanave@ifp.fr jean-alain.chodorge@axens.net vincent.coupard@ifp.fr gerard.hillion@ifp.fr daphne.lorne@ifp.fr
Based on strong governmental incentives, biodiesel from transesterification of Fatty Acids (FAE) production is rapidly increasing mainly in Europe and is starting to expand worldwide. A closer look at the complex European incentives scheme and an update of the planned FAE capacity expansion helps to explain the key economic factors in this sharp raise in FAE activity. Based on this economic background, key factors for FAE technology selection will be explored to demonstrate alternatives for biofuels production. Increasing biodiesel consumption in a sustainable way requires optimizing production processes compatible with high production capacities, high yields and low environmental impact, especially regarding wastes streams. This paper highlights a commercially proven technology available for meeting these challenges, focusing on a new continuous FAE production process where the transesterification reaction is promoted by a heterogeneous catalyst. This process employs methanolysis of vegetable oils by passing the reactants through two consecutive fixed-bed reactors followed by methanol and glycerin separation stages. The Axens process requires neither catalyst recovery nor aqueous treatment. It achieves very high methyl esters yields with a high purity glycerin byproduct. At least 98% purity glycerin is directly recovered in the total absence of any mineral (salts) contaminants thereby offering an alternative for a real “Green Process”.
Résumé
En raison d'un système initialement fortement incitatif mis en place par l'Union Européenne, la production d'ester d'acide gras (EAG) commence à s'étendre et à gagner le monde. Un examen approfondi du système complexe de compensations financières proposé par les états membres et une mise à jour annoncée en matière d'augmentation des capacités de production de biodiesel peuvent permettre de dégager les facteurs de succès de cette expansion aussi brutale que soudaine. Ce tissu de données économiques et législatives démontre l'existence de solutions technologiques alternatives pertinentes permettant de pérenniser ce succès. En effet, cette hausse de la production attendue d'EAG engage de plus en plus à se soucier de l'optimisation et de la rationalisation des unités de forte capacité pour qu'elles utilisent la meilleure technologie disponible visant des rendements élevés tout en veillant au respect de l'environnement, particulièrement au regard de la co-production de déchets. Cet article présente une technologie alternative permettant d'apporter une réponse originale à ce problème, technologie mettant en oeuvre un catalyseur hétérogène pour la transesterification des huiles végétales. Ce procédé s'appuie sur la réaction de méthanolyse des huiles végétales, réaction réalisée sur deux réacteurs successifs en lit fixe, suivie par des étapes de séparation du méthanol en excès et de la glycérine de l'ester méthylique formé. Ce procédé ne requiert ni section de récupération du catalyseur, ni traitement de rejet aqueux. Il montre un haut rendement en ester méthylique, proche de la limite thermodynamique. La conversion peut également être ajustée sans avoir recours à une consommation de catalyseur complémentaire. La glycérine co-produite possède directement une pureté de 98 % et est exempte de contaminants sous forme de sels ou de savons. L'absence de rejets et la qualité des produits fait que ce procédé est, au-delà de l'aspect `environmentally friendly' inhérent à ses produits, un “procédé vert”.
© IFP, 2008