1
Ikas u ea: 2023-2024
Zuzenda ia: Ganda ias Goikoe xea, Iñaki
Ikaslea: Ibañez Mujika, Malen
ALKOHOL FURFURILIKO BIO-MONOMEROA
BIOMASATIK ABIATUTA EKOIZTEKO INDUSTRIA-
INSTALAZIO BATEN DISEINU ETA ANALISI
TEKNO-EKONOMIKOA
INDUSTRIA TEKNOLOGIAREN INGENIERITZA GRADUA
GRADU AMAIERAKO LANA
Da a: Bilbo, 2024/07/23
2
3
Labu pena:
G adu amaie ako lan hone an, biomasa e abiliz alkohol u u iliko bio-monome oa en
p odukzio ako ins alazio indus ial ba en diseinu e a az e ke a ekno-ekonomikoa egi en da.
Alkohol u u ilikoa nekaza i za-hondakine a ik e a o i ako konposa u o ganikoa da. Gau
egun, indus ia kimikoan ga an zia ha u duena, baliabide jasanga i gisa duen po en ziala
dela e a. E e xinak, disolba zaileak e a plas ikoak ekoiz eko bi a eka i gisa e abil zen da,
e e ikuluzko-agen e gisa di uen p opie a eei e a ma e ialen i aunko asuna e a e esis en zia
hobe zeko duen gai asuna i eske . Gaine a, ja o i be iz aga ia e a biodeg adaga ia duenez,
ohiko p oduk u pe okimikoen au ean al e na iba ekonomiga ia da, ingu umena
e espe a zen du en soluzio i aunko agoen eskae a ge o e a handiagoa ekin le oka uz.
Alkohol u u ilikoa en ekoizpena biomasa en hid olisi e a deshid a azio p ozesuen bidez
egi en da, e a u u ale ik abia u a hid ogenazio p ozesu ba ja ai zen du ka aliza zaile ba en
p esen zian. P ozesu honen op imizazioa lo zeko, e eak o e ubula ba diseina u da, 116 ºC-
ako enpe a u a e a 200 hodikoa. Hid ogenoa be esku a u e a bi zi kula u egi en da,
in eg azio ene ge ikoa eginez e a p ozesua en e aginko asuna maximiza uz. Gaine a,
des ilazio do ea e e op imiza u da osagai kimikoak be eiz eko e a alkohol u u iliko ahalik
e a pu uena lo u ahal iza eko.
Azkenik, p ozesua en in eg azio ene ge ikoa e a analisi ekno-ekonomikoa az e u di a,
emai zek e akus en du enez, in eg azio ene ge ikoak p ozesua en e en aga i asuna e a
ingu umen-onu ak naba men hobe zen di u. Alkohol u u ilikoa en ekoizpenak CO2
isu ke ak mu iz en di u e a klima-aldake a en au kako ekin zak sus a zen di u, lehengai
osilen o dez i u i be iz aga iak e abiliz. Lan honek indus ia-p ozesu ga biago e a
i aunko ago ba e ako bidea i eki zen du, u u ale ik e a o i ako bio-monome oen e abile a
sus a uz.
Resumen:
Es e T abajo de Fin de G ado se cen a en el diseño y análisis ecno-económico de una
ins alación indus ial pa a la p oducción de bio-monóme o de alcohol u u ílico u ilizando
biomasa. El alcohol u u ílico es un compues o o gánico de i ado de esiduos ag ícolas que
ha ganado impo ancia en la indus ia química debido a su po encial como ecu so sos enible.
Se u iliza como in e media io en la p oducción de esinas, disol en es y plás icos, g acias a
4
sus p opiedades como agen e e iculan e y su capacidad pa a mejo a la du abilidad y
esis encia de los ma e iales. Además, po su o igen eno able y biodeg adable, es una
al e na i a económica en e a los p oduc os pe oquímicos adicionales, alineándose con la
c ecien e demanda de soluciones más espe uosas con el medio ambien e.
La p oducción de alcohol u u ílico se ealiza median e p ocesos de hid ólisis y
deshid a ación de biomasa, seguidos de un p oceso de hid ogenación de u u al en p esencia
de un ca alizado . Pa a op imiza es e p oceso, se ha diseñado un eac o ubula ,
de e minando las condiciones óp imas de eacción a 116 ºC y 200 ubos. El hid ógeno se
ecupe a y eci cula, mejo ando la in eg ación ene gé ica y maximizando la e iciencia del
p oceso. Además, la unidad de des ilación se ha op imizado pa a sepa a los componen es
químicos y consegui la mayo pu eza posible de alcohol u u ílico.
Finalmen e, se han examinado la in eg ación ene gé ica y el análisis ecno-económico del
p oceso. Los esul ados mues an que la in eg ación ene gé ica mejo a signi ica i amen e la
en abilidad y los bene icios ambien ales del p oceso. La p oducción de alcohol u u ílico
educe las emisiones de CO2 y apoya las acciones con a el cambio climá ico, u ilizando
ecu sos eno ables en luga de ma e ias p imas ósiles. Es e abajo ab e camino hacia
p ocesos indus iales más limpios y sos enibles, p omo iendo el uso de bio-monóme os
de i ados del u u al.
Abs ac :
This Final Deg ee P ojec ocuses on he design and echno-economic analysis o an indus ial
acili y o p oduce u u yl alcohol bio-monome using biomass. Fu u yl alcohol is an
o ganic compound de i ed om ag icul u al was e ha has gained impo ance in he chemical
indus y due o i s po en ial as a sus ainable esou ce. I is used as an in e media y in he
p oduc ion o esins, sol en s, and plas ics, hanks o i s p ope ies as a c osslinking agen and
i s abili y o imp o e he du abili y and esis ance o ma e ials. Addi ionally, due o i s
enewable and biodeg adable o igin, i is an economical al e na i e o adi ional
pe ochemical p oduc s, aligning wi h he g owing demand o mo e en i onmen ally iendly
solu ions.
The p oduc ion o u u yl alcohol is ca ied ou h ough hyd olysis and dehyd a ion
p ocesses o biomass, ollowed by a u u al hyd ogena ion p ocess in he p esence o a
5
ca alys . To op imize his p ocess, a ubula eac o was designed, de e mining he op imal
eac ion condi ions a 116 ºC and 200 ubes. Hyd ogen is eco e ed and eci cula ed,
imp o ing ene gy in eg a ion and maximizing p ocess e iciency. Addi ionally, he dis illa ion
uni has been op imized o sepa a e chemical componen s and achie e he highes possible
pu i y o u u yl alcohol.
Finally, he ene gy in eg a ion and echno-economic analysis o he p ocess ha e been
examined. The esul s show ha ene gy in eg a ion signi ican ly imp o es he p o i abili y
and en i onmen al bene i s o he p ocess. The p oduc ion o u u yl alcohol educes CO2
emissions and suppo s ac ions agains clima e change, using enewable esou ces ins ead o
ossil aw ma e ials. This wo k pa es he way o cleane and mo e sus ainable indus ial
p ocesses, p omo ing he use o bio-monome s de i ed om u u al.
Hi z gakoak:
Aspen Plus
Fu u ala- Fu u al- Fu u al
Alkohol u u ilikoa- Alcohol u u ílico- Fu u yl alcohol
2-me il u ano- 2-me il u ano- 2-me hyl u an
Alkohol e ahid o u u ilikoa- Alcohol e ahid o u u ílico- Te ahyd o u u yl alcohol
6
Au kibidea
MEMORIA ............................................................................................................. 9
1 Sa e a .............................................................................................................. 9
2 Tes uingu ua ...................................................................................................... 9
3 Ga apen I aunko eko Helbu uekiko e a p in zipio e a balio demok a ikoekiko
lo u a ................................................................................................................. 14
4 Lana en helbu uak e a i ismena ....................................................................... 15
5 Lanak daka zan onu ak .................................................................................. 16
6 Gaia en egoe a en az e ke a ............................................................................. 16
7 P oposa u ako i enbidea en auke ake a ........................................................... 18
LANERAKO ERABILITAKO METODOLOGIA .................................................... 20
8 Faseen desk ibapena ........................................................................................ 20
8.2 Gan -en d iag ama ................................................................................... 23
9 Emai zak ......................................................................................................... 24
9.1 Diseinu kon zep uala .................................................................................. 24
9.2 Uni a e ezbe dinen diseinu e a op imizazioa ................................................. 33
9.3 In eg azio ene ge ikoa ................................................................................ 44
9.4 Az e ke a ekno-ekonomikoa ...................................................................... 49
ALDERDI EKONOMIKOAK ................................................................................ 52
10. Au ekon ua ................................................................................................. 52
10.1 Lan o duak .............................................................................................. 52
10.2 Amo izazioak .......................................................................................... 52
10.3 Gas u o alak ........................................................................................... 53
ONDORIOAK ....................................................................................................... 54
BIBLIOGRAFIA ................................................................................................... 55
7
I udien au kibidea
1. I udia. 2020-ko indegia en e a 2050-eko bio- indegia en a eko aldea [1]. ................... 10
2. I udia. E o kizuneko bio- indegi bihu zeko p ozesuen ikuspegi o oko a [1]. ............... 11
3. I udia. Biomasa lignozelulosikoa en egi u a en diag ama eskema ikoa [2]. ................... 12
4. I udia. Biomasak jasa en duen e eakzioa sinpli ika u a. ............................................. 13
5. I udia. Fu u ale ik e a o i ako bioe egai e a p oduk uak. ......................................... 13
6. I udia. Alkohol u u iliko ik a e a ahal di en p oduk u kimikoak e a bioe egaiak [8]. .... 18
7. I udia. Gas- aseko diag ama, alkohol u u ilikoa en ekoizpen plan a.A) Lu ungailu
ubula a; B) Demis e ; C) Fu u al be esku a ze-deposi ua; D) E eak o e ubula a; E)
Alkohol u u iliko go dina en ankea; F) Demis e ; G) Hu seko des ilazio-zu abea; H)
Hu seko ponpa ........................................................................................................ 19
8. I udia. Gan -en diag ama ...................................................................................... 23
9. I udia. “Find” e emin a. ....................................................................................... 24
10. I udia. Konposa uen ze enda. .............................................................................. 25
11. I udia. Me odo e modinamikoa en auke ake a. ....................................................... 25
12. I udia. Op imiza u gabeko luxu-diag ama. ............................................................. 26
13. I udia. Fu u ala en sa e ako ko on eko baldin zak. ............................................... 26
14. I udia. Hid ogenoa en sa e ako ko on eko baldin zak............................................. 27
15. I udia. “EVAPOR01”-en p opie a eak. ................................................................... 27
16. I udia. “HEATX01”-a en p opie a eak. .................................................................. 28
17. I udia. “RPLUG01” da uak. ................................................................................. 29
18. I udia. “RPLUG01” da uak. ................................................................................. 29
19. I udia. E eak o ea en en alpia. ............................................................................. 30
20. I udia. “HEATER02”-a en p opie a eak. ................................................................ 30
21. I udia. “FLASH01”-a en p opie a eak. ................................................................... 31
22. I udia. “FLASH01”-a en akzio mola a. .............................................................. 31
23. I udia. “HEATER03”-a en p opie a eak. ................................................................ 32
24. I udia. “DEST01” da uak. .................................................................................... 33
25. I udia. Fu u ala en hid ogenazioa......................................................................... 33
26. I udia. Alkohol u u ilikoa en hid ogenazioa. ........................................................ 33
27. I udia. “R-1” e eakzioa. ...................................................................................... 35
28. I udia. “R-2” ekuazioa. ........................................................................................ 35
29. I udia. E eak o ea en sen si ibi ia. ........................................................................ 38
30. I udia. Hoz en duen be o ukagailua en sen sibili a ea. ............................................ 38
31. I udia. “Desing Speci ica ions” a ala. ..................................................................... 39
32. I udia. “Reco e y” aldagaia.................................................................................. 40
33. I udia. “R” aldagaia. ........................................................................................... 40
34. I udia. “Reco e y” limi eak. ................................................................................. 40
8
35. I udia. “R” limi eak. ............................................................................................ 41
36. I udia. Des ilazio do ea en honda a en luxu mola a. ............................................ 44
37. I udia. In eg azio ene ge ikoa duen p ozesua. .......................................................... 45
38. I udia. ACC kalkulua en azalpena ......................................................................... 49
Taulen au kibidea:
1. Taula. E eak o ea en enpe a u a en op imizazioa. .................................................... 37
2. Taula. Des ilazio do ea en pla e kopu ua en op imizazioa. ........................................ 41
3. Taula. Elika ze pla e a en op imizazioa. ................................................................... 43
4. Taula. In eg azio ene ge ikoa ekin dugun p ozesua en e a in eg azio ene gia gabeko
p ozesua en a eko alde ake a. ................................................................................... 46
5. Taula. Gas u o alak. ............................................................................................. 53
G a ikoen au kibidea:
1. G a ikoa. E eak o ea en konbe sioa e a e endimenduak enpe a u a en menpe. .......... 37
2. G a ikoa. . E e luxu e a ioa en e a hea du y pla e kopu ua en menpe. ...................... 42
3. G a ikoa. E e luxu e a ioa en e a hea du y elika ze pla e kopu ua en menpe. ............ 43
Ak onimoen ze enda:
GRAL= G adu Amaie ako Lana
SUPREN= SUs ainable PRocess ENginee ing
UPV/EHU= Uni e sidad del Paín Vasco/ Euskal He iko Unibe si a ea
NRTL= Non-Random Two-Liquid
THFA= alkohol e ahid o u u ilikoa
9
MEMORIA
1 Sa e a
Alkohol u u ilikoak, nekaza i za-hondakine a ik e a o i ako konposa u o ganikoak,
ga an zia ha u du azken u eo an, indus ia kimikoan baliabide jasanga i gisa duen
po en ziala dela e a. E e xinak, disolba zaileak e a plas ikoak ekoiz eko bi a eka i gisa
e abil zen da, e e ikuluzko-agen e gisa di uen p opie a eei e a ma e ialen i aunko asuna e a
e esis en zia hobe zeko duen gai asuna i eske . Gaine a, ja o i be iz aga ia e a
biodeg adaga ia duenez, ohiko p oduk u pe okimikoen au ean al e na iba ekonomiga ia
da, ingu umena e espe a zen du en soluzio i aunko agoen eskae a ge o e a handiagoa ekin
le oka uz.
Ho i dela e a, g adu amaie ako lan honen helbu u nagusia, biomasa e abiliz alkohol
u u iliko bio-monome oa en p odukzio ako ins alazio indus ial ba en diseinu e a az e ke a
ekno-ekonomikoa egi ea da. Ho i au e a e ama eko, ase ezbe dinak di u lan honek, ba ik
ba diseinu kon zep uala, uni a een op imizazioa, in eg azio ene ge ikoa e a analisi ekno-
ekonomikoa, guz i hau Aspen Plus simulazio p og ama en bidez e aman da au e a.
Honekin ba e a, aipa u beha a dago GRAL hau Sup en ike ke a aldea en ike ke a en
espa uan egin dela. SUPREN - SUs ainable PRocess ENginee ing ike ke a aldea, Bilboko
Ingenia i za Eskolako Ingenia i za Kimikoa e a Ingu umen Ingenia i za Saila i lo ua dago
(UPV/EHU) e a ike kun za e a ga apeneko zenbai ja due a egi en duen aldea da.
Hainba ike kun za ildo an lan egi en du e: e eakzio-sis ema au e a uen diseinua,
bio indegie an in eg a u ako p ozesuak, hid ogenoa en eknologiak, hondakinen bi ziklapena
e a balo izazioa e a p ozesu hid ome alu gikoen ga apena. P ozesu ezbe dinen simulazioa e a
modelizazioa e e egi en du e e a ho e a ako simula zaile kome zialak e a simulazio- esna
espezi ikoak e abil zen di uz e, ja due a ezbe dinak jo a zen: da u espe imen alen
a amendua, p ozesuen mailaka zea, e eduen sin onizazioa e a p ozesu e ealen diseinua e a
op imizazioa.
2 Tes uingu ua
Lehengaiak, hala nola ika za, pe olioa e a gasa, munduko ene gia en gehiengoa ho ni zen
du e e a un sezkoak di a egune oko bizi za ako, p oduk u asko en za . Hala e e, haien
e abile a CO2 isu ke en kausa nagusia da, aldake a klima iko globala bul za zen duena.
16
P ozesu honen i ismena i dagokionez:
1. Diseinu kon zep uala
2. Uni a e ezbe dinen diseinu e a op imizazioa
3. In eg azio ene ge ikoa
4. Az e ke a ekno-ekonomikoa
5 Lanak daka zan onu ak
Lan honek daka zan onu ak hi u ikuspegi ezbe dine a ik ikus di zakegu: ni i ze onu a eka i
dizkidan, Sup en ike ke a aldea i ze onu a eka i ahal dizkion e a giza ea i ze onu a eka i
ahal dizkion.
Lehenik, nik a lo hau auke a u nuen kimika eknologikoa gus a zen zaidalako e a ho ekin
ze ikusia zuen gaiak gehiago landu nahi ni uelako. Lan hau egin dudan bi a ean Aspen Plus
simulazio p og ama zelan e abil zen den ikasi du , ho i e o kizun ba ean ni e onu a ako
izango da. Gaine a gai hau nahiko be i zailea i udi zen zai , hau da, asko az e u ez den gai
ba da edo o aindik az e zen a i dena e a az e ze lan ho e an ibil zeko auke a izan du .
Biga enik, lan honen bidez gau egun ma xan dagoen alkohol u u ilikoa en p ozesua en
analisi ekno-ekonomikoa egin du e a Sup en aldeak al e na ibak ike zen di u. O duan, lan
hau e abilga ia zaie eu ak az e zen du en p ozesu al e na iboa en e a gau egun egi en a i
den p ozesua en a eko konpa ake a egin ahal iza eko.
Azkenik, giza ea i hainba onu a eka i ahal dizkio lan honek. Ingu umen-onu ak, bio-
monome oak i u i be iz aga ie a ik ekoiz eak lehengaiekiko mendeko asuna mu iz en
lagun zen du, be o egi-e ek uko gasak gu xiago isu zen lagun zen du e a klima-aldake a
a in zen du. Bio-monome oak ekoiz eko nekaza i zako biomasa e abil zeak mesede egin
diezaieke landa-komuni a eei, di u-i u i gehiga ia ema en duelako e a okiko azpiegi u a en
ga apena sus a zen duelako.
6 Gaia en egoe a en az e ke a
Fu u ala en lehen au kikun za 1831. u ean egin zen Johann Wol gang Döbe eine -en
esku ik, honek subs an zia olio su ho i ba isola u zuen e a ka bohid a oak H2SO4 e a MnO2-
a ekin a a u zi uen. 1845. u ean G. Fownes-ek konposa ua e a be e egi u a kimikoa beha
bezala iden i ika u e a desk iba u zi uen C5H4O2 [5].
17
1922an Quake Oa s Companyk u u ala en ekoizpen kome ziala hasi zuen Ceda Rapids-
en, Iowan, hilean ona ba zuk ekoiz uz. P ozesu indus ial hone an oloa-azalak lehengai gisa
e abil zen zi en, oloa-azalak azido sul u ikoa ekin nahas en zi en ka aliza zaile gisa e a ge o
lu un p esio al ua ekin be o zen zi en u u ala lu un des ilazio bidez lo zeko. P ozesu
honek e eak ibi a e baxua e a masa ans e en zia eskasa zi uen, e a ho ek % 50eko
e endimendua e a ene gia e abile a in en siboa e agi en zi uen [6].
Fu u ala pe olioa in zeko e a enol- u u ala en e e xina ako e abili ahal zela kon u a zean,
honek u u ala en ekoiz eko gai asunak handi u zi uen 30eko e a 40ko hama kade an. 1934an
Quake Oa s konpainiak alkohol u u ilikoa me ka u a u zuen. Gau egun, alkohol hau
u u ala en de iba zaile handiena da.
Fu u ala en ekoizpenak azken u eo an naba men handiz egin du au e a, me odo
jasanga iago e a e aginko agoe an oina i uz. Gau egun, gehien ike zen den me odoe ako
ba nekaza i zako hondakinak, a o-hondakinak kasu, hid olisi e a deshid a azio ka ali ikoko
p ozesuen bidez bihu zea da.
Duela gu xi egindako az e lan ba en a abe a, nekaza i za-hondakine a ik abia u a, u u al
ekoizpena op imiza u egin da, e a ka aliza zaile solido bi ziklaga iak e abili di a
e endimenduak hobe zeko e a ingu umen-inpak uak mu iz eko. Ikuspegi ho ek %
52,35e ainoko u u al e endimenduak e aku si di u, a o hid oliza uak bihu zeko azido
solido bi ziklaga ia e abil zen denean [7].
Alkohol u u ilikoa, C5H6O2 o mula duen e a hid ogenazio p ozesu ba ez u u ale ik
lo zen den konposa u kimikoa da. Fu u ala en hid ogenazio-p ozesua XX. mendea en
e dialdean ga a u e a op imiza u zen, e a ho ek alkohol u u ilikoa en eskala handiko
p odukzioa ahalbide u zuen.
Alkohol u u ilikoa, ba ez e e, me alen galdake an kali a e handiko nukleoe a ako e a
moldee a ako e e xinak ab ika zeko e abil zen da, bai a indus ia e egogo e a ako enol-
e e xinak e a poliu e anozko e a polies e eko apa e a ako epoxi e e xinak ab ika zeko e e.
Alkohol e ahid o u u ilikoa (THFA) e a a maziako p oduk uen sin esi ako lehengai gisa
e abil zen da, bai e a lu inak ab ika zeko e e [8]. 6. I udian alkohol u u iliko ik a e a ahal
di en p oduk u kimiko e a bioe egaiak age zen di a.
18
6. I udia. Alkohol u u iliko ik a e a ahal di en p oduk u kimikoak e a bioe egaiak [8].
7 P oposa u ako i enbidea en auke ake a
7.i udian, alkohol u u ilikoa ekoiz eko uni a e ba en p ozesu-diag ama age i da. Fu u ala
lu ungailu ubula ba ean, 120 ºC- an lu undu egi en da hid ogeno ko on e ba ean (A).
Deslauso u ondo en (B), ko on e ho i gainbe o u egi en da olioz be o u ako e eak o e
ubula ean sa u au e ik (D). Demis e -e ik a e a ako u u al likidoa C deposi uan
be esku a zen da. E eak o e ik pasa u e a ge o u u ala en konbe sioak % 99a gaindi zen
du. Alkohol u u iliko go dina konden sa u egi en da e a E deposi uan jaso zen da. Hid ogeno
ko on ea bes e demis e ba e ik pasa zen da (F), behin pasa u a lu ungailu a (A)
bi zi kula zen da. E deposi uko alkohol u u iliko go dina bi be o u e a des ila u egi en da
hu seko des ilazio-zu abe (G) ba ean, alkohol u u ilikoak % 99ko pu u asuna eduki dezan.
Hu seko des ilazio-zu abea en goiko pa e ik a e a zen di a u a e a me il- u anoa.
Alkohol u u ilikoa en ekoizpena 120 ºC- ako enpe a u an has en da, zeina man endu egi en
den u ula ak % 99 ik behe ako konbe sioa eduki a e. Tasa i eus eko, ka aliza zailea en
ohan zea en enpe a u a pixkanaka go an z doa 160-170 ºC- a a e. Ka aliza zailea
bi so zeko, e eak o ea en enpe a u a igo egi en da 220 ºC- a a e. 160 ºC-ko au e-
e edukzioa en ondo en, e eakzioa Cu ka aliza zailea ekin 120 ºC- a be abia zen da.
19
7. I udia. Gas- aseko diag ama, alkohol u u ilikoa en ekoizpen plan a.A) Lu ungailu
ubula a; B) Demis e ; C) Fu u al be esku a ze-deposi ua; D) E eak o e ubula a; E)
Alkohol u u iliko go dina en ankea; F) Demis e ; G) Hu seko des ilazio-zu abea; H)
Hu seko ponpa
Alkohol u u ilikoa u u ale ik bi e a an p oduzi u dai eke: lu un aseko e eakzio ba ekin
edo likido aseko e eakzio ba ekin. Ala e e alkohol u u ilikoa en ekoizpena gas- asean
egi en da (au e ik azaldu ako p ozesua en bidez), ase likidoa en o dez, hainba a azoi
ekniko e a ekonomikoenga ik.
Gas- asean, gasa e a be oa en ans e en zia e aginko agoa da. Ho ek e eak iboak hobe o
bana zea e a e eakzioan so u ako be oa azka ago ezaba zea ahalbide zen du, e a ho i
un sezkoa da p ozesua en baldin za egokiei eus eko. Gaine a, gas- asean p oduzi zen denean
enpe a u ak kon ola uagoak iza en di a. Ho i be eziki ga an zi sua da u u ala en
hid ogenazio ako; izan e e, baldin za espezi ikoak beha di a alkohol u u ilikoa en
ekoizpena maximiza zeko e a nahi ez di en bes e p oduk u ba zuen e ake a minimiza zeko.
Honekin ba e a, gas- asea e azagoa da nahi den p oduk ua e eakzio-nahas ea en gaine ako
osagaie a ik be eiz ea. Alkohol u u ilikoa modu e aginko agoan konden sa u e a bildu
dai eke, ase likidoan dauden be eiz e-me odoekin alde a ua. Azkenik, ase likidoak ko osio
man en ze-a azoak e agin di zake ekipoe an, e eak iboen e a p oduk uen izae a dela e a. Gas-
aseak, o o ha , ko osio-a azo gu xiago iza en di u, e a ho ek man en ze-kos u xikiagoak e a
ekipoa en balio-bizi za handiagoa iza ea daka .
20
LANERAKO ERABILITAKO METODOLOGIA
8 Faseen desk ibapena
P oiek ua ekin hasi baino lehen, ga an zi sua da p oiek ua en plani ikazioa egi ea. A al
hone an, p oiek ua en ase ezbe dinak azalduko di a. E apa bakoi za ga a zeko beha ezkoak
di en baliabideak, ikasle zein zuzenda i en lan o duak e a asea buka zeko epea zehaz uko
di a. Behin guz iak de ini u a, Gan diag ama bidez adie aziko di a. Azalduko di en aseak
ba a bes ea en a ze ik bu u u beha di a, izan e e, ase bakoi za en au eka ia au eko asea da,
o duan ase ba bu u u ahal iza eko au eko asea bu u ua egon beha da.
1. Fasea: Az e ke a bibliog a ikoa
▪ Desk ibapena: Fase hone an p ozesua en ingu uko in o mazioa bila uko da.
In o mazioa bila zea ekin ba e a, iada simulazio honen bes e simulazio ba zuk
az e uko di a lagunga iak izan dai ezen.
▪ Baliabide eknikoak: O denagailua
▪ Lan o duak: Ikaslea 4h/ Zuzenda ia 2h
▪ Epea: 1 as e (2024/01/30-2024/02/05)
2. Fasea: Aspen Plus simula zailea ule u
▪ Desk ibapena: Fase hone an, Aspen Plus V14 e abil zen ikasiko da, bideo ba zuen
bidez.
▪ Baliabide eknikoak: Aspen Plus V14 lizen zia duen o denagailua e a unibe si a eko
VPN sa bide ze bi zua duen o denagailua
▪ Lan o duak: Ikaslea 9h / Zuzenda ia 3h
▪ Epea: 1 as e (2024/02/06-2024/02/14)
3. Fasea: Alkohol u u ilikoa en hasie ako simulazioa
▪ Desk ibapena: E apa hone an Aspen Plus-en simulazioak bu u uko di a. Op imiza u
gabeko p ozesua egingo da e apa hone an e a au e a e ama eko bile ak egingo di a.
▪ Baliabide eknikoak: Aspen Plus V14 lizen zia duen o denagailua e a unibe si a eko
VPN sa bide ze bi zua duen o denagailua
▪ Lan o duak: Ikaslea 8h / Zuzenda ia 3h
▪ Epea: 1 as e (2024/02/15-2024/02/21)
4. Fasea: E eak o ea e a be ogailua
▪ Desk ibapena: E apa hone an e eak o ean ge a zen di en e eakzioak gehi uko di a,
e a ondo en e eak o ea en ja iakina en enpe a u a e a hodi kopu ua op imiza uko
21
di a, aldi be ean lash-a en au e ik doan be ogailua en enpe a u a e e op imiza uko
da.
▪ Baliabide eknikoak: Aspen Plus V14 lizen zia duen o denagailua e a unibe si a eko
VPN sa bide ze bi zua duen o denagailua
▪ Lan o duak: Ikaslea 15h / Zuzenda ia 5h
▪ Epea: 2 as e (2024/02/22-2024/03/07)
5. Fasea: Des ilazio do ea en op imizazioa
▪ Desk ibapena: A al hone an, des ilazio do ea en pla e kopu ua en op imizazioa egin
da, be a ik a e a ako emai zak “Excel” ba ean apun a uz.
▪ Baliabide eknikoak: Aspen Plus V14 lizen zia duen o denagailua, “Excel”
aplikazioa e a unibe si a eko VPN sa bide ze bi zua duen o denagailua
▪ Lan o duak: Ikaslea 6h / Zuzenda ia 4h
▪ Epea: 4 as e (2024/03/08-2024/04/08)
6. Fasea: Bi zi kulazioa
▪ Desk ibapena: E apa hone an lash-e ik a e a zen zen hid ogeno kan i a ea hasie ako
nahasgailuan sa u da, ho i egi eko hasie ako ema iak alda u beha izan di a.
▪ Baliabide eknikoak: Aspen Plus V14 lizen zia duen o denagailua e a unibe si a eko
VPN sa bide ze bi zua duen o denagailua
▪ Lan o duak: Ikaslea 25h / Zuzenda ia 7h
▪ Epea: 4 as e (2024/04/09-2024/05/02)
7. Fasea: In eg azio ene ge ikoa
▪ Desk ibapena: A al hone an, au eko asee a ik lo u ako modeloa e abiliko da. Fase
hone an simulazioan aska zen den be o kan i a e ahalik e a handiena e abili nahi da
ene gia ez gal zeko
▪ Baliabide eknikoak: Aspen Plus V14 lizen zia duen o denagailua e a unibe si a eko
VPN sa bide ze bi zua duen o denagailua
▪ Lan o duak: Ikaslea 6h/ Zuzenda ia 3h
▪ Epea: 1 as e (2024/05/03-2024/05/10)
8. Fasea: G adu Amaie ako Lana idaz ea
▪ Desk ibapena: Egindako lan guz ia, lo u ako emai zak e a ha u ako e abakiak
dokumen a uko di a. Simulazioa en desk ibapena age uko da e a be a ik a e a ako
ondo ioak e e.
▪ Baliabide eknikoak: “Wo d” duen o denagailua
22
▪ Lan o duak: Ikaslea 35h / Zuzenda ia 5h
▪ Epea: 5 as e (2024/06/19-2024/07/26)
23
8.2 Gan -en d iag ama
8. I udia. Gan -en diag ama
24
9 Emai zak
Au e ik azaldu ako p ozesua en simulazioa egi eko Aspen Plus so wa ea e abiliko da.
So wa e hau ingenia i za kimiko e a p ozesu indus ie an e abil zen da ba ez e e, ekoizpen-
sis emak modela u e a op imiza zeko.
So wa e honek milaka konposa u kimiko en da ua go de zen du e a gaine a indus ia
kimikoan e abil zen di en be o ukagailu, e eak o e, ponpa… e a bes e hainba modelo au ki
di zakegu. So wa e honen bidez kalkulu ezbe dinak egin dai ezke e a hauen op imizazioa
eginez simulazioa en emai za ik onenak lo u di zakegu.
Aspen Plus so wa e-ak hainba be sio ezbe din di u baina G adu Amaie ako Lan hau egi eko
V14 be sioa e abili da. Bes e be sio ba e abiliko bagenu, behin hau eginda, lo u ako
emai zak ez li a eke be dinak izango.
9.1 Diseinu kon zep uala
9.1.1 Hasie ako pa ame oak
Lehenik e a behin simulazioa egin ahal iza eko beha di en konponen eak sa u beha di a.
Ho i egi eko, Aspen Plus p og aman, “P ope ies” → “Componen s” → “Speci ica ions”
a alean, 9. I udian ikusi dai ekeen bezala.
9. I udia. “Find” e emin a.
“Find” e emin a en bi a ez Aspen Plusek be e so wa e-ean so u a daukan basean nahi den
konposa ua bila zen du. T esna hau oso e abilga ia da, izan e e, so wa e-ak iada in o mazioa
badauka, konposa uen p opie a eak ez di a eskuz sa u beha . Konposa u kimikoak banan-
banan gehi u beha di a “Find” e emin a en bidez. 10. I udian p ozesuan e abiliko di en
konponen e guz ien ze enda age zen da.
25
10. I udia. Konposa uen ze enda.
“Me hods” ka pe an me odo e modinamikoa hau a u beha da, me odo e modinamikoa
nahas een p opie a eak kalkula zeko e abil zen di en ekuazioak di a. Hau a u ako me odo
e modinamikoa “NRTL” da, NRTL me odoa be eziki egokia da desbide a ze ez-ideal
esangu a suak di uz en sis ema likidoe a ako. Osagaien a eko elka ekin za konplexuekin
nahas eak modela zeko e aginko a da. Likido/likido o eka du en sis eme a ako egokia da,
ondo maneia u bai ezake aseen be eizke a. 11. I udian “Me hods” a alean hau a u ako
kon igu azioa ikus dai eke.
11. I udia. Me odo e modinamikoa en auke ake a.
32
a en p opie a eak de ini u a ikus di zakegu. Hone an, enpe a u a 114 ºC- a a de ini u dugu e a
p esioa 0,15 ba -e a a, azken inean enpe a u a ho e a a sa u beha genuen des ilazio
do e a.
23. I udia. “HEATER03”-a en p opie a eak.
Azkenik, “DEST01” (des ilazio do ea) izango genuke, honen helbu ua osagai kimikoak
be eiz eko e agike ak diseina u e a az e zea da, des ilazio-zu abeen e a be eizke a za i uko
bes e ekipo ba zuen bidez, gu e kasuan, alkohol u u iliko ahalik e a pu uena lo zen dugu.
P ozesu honen helbu ua % 99ko pu u asuna duen alkohol u u ilikoa lo zea da, hau lo zeko
zuk lo u nahi duzun p oduk ua beheko pa e ik doan ema i ik aska zen du (honda a) e a
bes e p oduk uen ahalik e a gehiena goiko pa e ik doa (des ila ua). Gu e kasuan, “DEST01”-
a en goiko pa e ik ema iak di uen osagai a inak (lu unko enak, u a e a 2-me il u anoa)
lo uko di a, beheko alde ik (honda e ik) alkohol u u ilikoa pu u asun handia ekin lo u
ahal iza eko. 24. I udian ikus di zakegu “DEST01”-ean sa u ako da uak. 16 pla e izango
di ugu, ho i ge oago op imizazioa eginez lo uko dugu, 9.2.4 a alean ikusiko den bezala,
ahalik e a alkohol u u iliko gehiena nahi da baina ekonomikoki e en aga ia iza ea e e nahi
da. O duan e e luxu e a ioa ekin alde a u beha dugu. E e luxu e a ioa, zu abea en goiko
alde a i zul zen den likido- luxua en (e e luxua) e a zu abe ik a e a zen den des ilazio-
luxua en (p oduk ua) a eko e lazioa da. E e luxu e a io handiagoak, o o ha , des ila ua en
pu u asuna hobe zen du, likido gehiago bai ago esku aga i go anzko lu una uki zeko, e a,
hala, osagaiak hobe o be eiz en di a. Hala e e, e e luxu e a io oso al u ba ek kos u
33
ope a iboak e e handi u di zake, ene gia beha handiagoak e a zu abea en amaina handiagoa
du elako. Ho ega ik bila u beha da bien a eko o eka ba .
24. I udia. “DEST01” da uak.
9.2 Uni a e ezbe dinen diseinu e a op imizazioa
9.2.1 Zine ika
E eak o ea en diseinua egi eko honen zine ika ezagu u beha dugu. E eak o ean bi e eakzio
emango zi en, ba e ik, u u ala en hid ogenazioa. 25. I udian age zen da e eakzioa
25. I udia. Fu u ala en hid ogenazioa.
Bes e ik, u u ala en hid ogenazioa ge a zen den bi a ean e a hid ogeno kan i a e handia en
ondo io moduan, alkohol u u ilikoa en hid ogenazioa eman dai eke be a ik 2-me il u anoa
lo uz. 26. I udian ikus dai eke e eakzioa.
26. I udia. Alkohol u u ilikoa en hid ogenazioa.
34
Lehenengo e eakzioa en zine ikak hu engo o ma izango luke [10,11]:
𝑟1=𝑘1·𝐶𝐹𝐴𝐿 ·𝐶𝐻22
Non:
➢ 1: e eakzio abiadu a (mol/L*s)
➢ k1: e eakzioa en kons an e zine ikoa (L2/mol2*s)
➢ CFAL: u u ala en kon zen azioa (mol/L)
➢ CH2: hid ogenoa en kon zen azioa (mol/L)
Biga en e eakzioa en zine ikak hu engo o ma izango luke [10,11]:
𝑟2=𝑘2·𝐶𝐹𝑂𝐿 ·𝐶𝐻2
Non:
➢ 2: e eakzio abiadu a (mol/L*s)
➢ k2: e eakzioa en kons an e zine ikoa (L/mol*s)
➢ CFOL: u u ala en kon zen azioa (mol/L)
E eakzioen zine ika lo u ahal iza eko A henius-en ekuazioa en pa ame oak ezagu u beha
di a, hauek e eakzioen kons an e zine ikoa en balioak de ini zen di uz e:
𝑘 =𝐴·𝑒𝑥𝑝(−𝐸𝑎
𝑅·𝑇)
Non:
➢ k: e eakzioa en kons an e zine ikoa (uni a eak e eakzioa en maila en a abe akoak
di a)
➢ A: ak o e au e-esponen ziala (k- en uni a e be dinak)
➢ Ea: ak ibazio ene gia (J/mol)
➢ R: gas idealen kons an ea = 8,31446 (J/mol*K)
➢ T: enpe a u a (K)
A henius ekuazioa en pa ame oen balioak, bi e eakzioe a ako hu engoak di a [10]:
E eakzioen zine ika
Fu u ala en hid ogenazioa C5H4O2 + H2 → C5H6O2
[1]
[2]
[3]
35
A
1,57*1014
L2/mol2*s
Ea/R
10740
K-1
Ea
89297,3
J/mol
Alkohol u u ilikoa en hid ogenazioa C5H6O2 + H2 → C5H6O + H2O
A
7,05*1017
L/mol*s
Ea/R
19000
K-1
Ea
157974,7
J/mol
E eakzioak he e ogeneoak di a, e eak o ean bi ase desbe din bai aude (gas- aseko
e eak iboak e a ase solidoko ka aliza zailea). E eakzio-abiadu a en ekuazioak e eakzio
homogeneoe a ako de ini u a daude, e a, be az, az e ke a-kasu ako balioak zehaz u beha di a.
E eakzio abiadu a ekin lo zen da, ka aliza zailea en i xu azko den si a ea en
bidez:
𝑟𝐻𝐸𝑇 =𝑟𝐻𝑂𝑀
𝜌𝑎
Non:
➢ HET: e eakzio he e ogeneoko abiadu a (mol/kg ka *s)
➢ HOM: e eakzio homogeneoko abiadu a (mol/L*s)
➢ ρa: ka aliza zailea en den si a ea (kg ka /L)
Simulazio honen kasuan, lehenengo e eakzioa “R-1” u u ala en hid ogenazioa izango da.
27. I udia. “R-1” e eakzioa.
Biga en e eakzioa “R-2” alkohol u u ilikoa en hid ogenazioa izango li za eke.
28. I udia. “R-2” ekuazioa.
[4]
36
9.2.2 E eak o ea en op imizazioa
Lehen esan bezala e eak o ean op imizazioa egin beha da. Ho i egi eko, lehen aipa u ako
ja iakina en enpe a u a bakoi zean sen sibili a e analisi ba bu u uko da, non aldagaia
enpe a u a izango den, e a helbu ua e eak o ea en konbe sioa e a alkohol u u ilikoa en e a
2-me il u anoa en e endimendua ahalik e a handienak iza ea den. Lo u ako emai zak
g a ika uko di a, e a enpe a u a bakoi ze ako konbe sio, alkohol u u ilikoa en
e endimendu e a 2-me il u anoa en e endimendu handiena zein den az e uko da.
G a ikoan az e uko den aldagaia ba e ik, konbe sioa, hau da, zenba kmol/h i e en den
e eak o e ik konposa u bakoi zeko, haue a ik i en dai ekeen kan i a e maximoa ekin.
Bes e ik, e endimendua, hau da, konposa u espezi iko ba en i ee ako kmol/h kan i a ea
sa zen den ema i osoa ekin alde a uz.
𝐾𝑂𝑁𝐵𝐸𝑅𝑇𝑆𝐼𝑂𝐴 (%)=(𝐹𝐴0 −𝐹𝐴)
𝐹𝐴0 ×100
Non:
➢ 𝐹𝐴0: Sa u ako ema i kan i a ea (kmol/h)
➢ 𝐹𝐴: I e en den u u al kan i a ea (kmol/h)
𝐹𝑂𝐿 𝑒𝑟𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑑𝑢𝑎 (%)= 𝐹𝐶
𝐹𝐴0 ×100
Non:
➢ 𝐹𝐶:I e en den alkohol u u iliko kan i a ea (kmol/h)
𝑀𝐹 𝑒𝑟𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑑𝑢𝑎 (%)= 𝐹𝐷
𝐹𝐴0 ×100
Non:
➢ 𝐹𝐷: I e en den 2-me il u ano kan i a ea (kmol/h)
Az e u ako enpe a u ak 110 ºC-117 ºC a eko enpe a u ak izan di a.
[5]
[6]
[7]
37
1. Taula. E eak o ea en enpe a u a en op imizazioa.
1. G a ikoa. E eak o ea en konbe sioa e a e endimenduak enpe a u a en menpe.
Ja iakinak izango duen enpe a u a 116 ºC- akoa izango da, ikus en dugunez 116 ºC- an
alkohol u u ilikoak duen e endimendua maximoa da. Be az, % 98,56ko konbe sioa lo zen
dugu.
E eak o e ubula ak izango di uen hodi kopu uak auke a u beha di a, be az, sen sibili a e
analisi ba egin beha da. Honen helbu ua au ekoa en be dina da konbe sio ahalik e a
handiena lo zea, ge o e a hodi gehiago izan e eak o ea en konbe sioa ge o e a handiagoa
izango da.
38
29. I udia. E eak o ea en sen si ibi ia.
Ikus en denez, 200 ha u dugu, asken inean enpe a u a en sen sibili a ea ekin alde a uz ikusi
dai eke zelan biek konbe sio be dina du en auke a u ako pa ame oe an, hau da, % 98,56koa.
Baldin za guz iak kon uan ha uz ikus dai eke 200 hodi ako e eak o ea auke a zea dela
auke a ik egokiena.
9.2.3 Hoz en duen be o ukagailua en op imizazioa
Behin e eak o ea en op imizazioa egin e a ge o hoz en duen be o ukagailua da o , hemen
bes e sen sibili a e ba egin beha da. Honen helbu ua “FLASH01”-e ik alkohol u u iliko
ahalik e a gehiena likido bezala be esku a zea da. Azken inean, “FLASH01”-ak bi i ee a
ema i di u, ba a goi ik doana, hau da, gu e kasuan hid ogeno gasa izango li za ekeela e a
bes ea, behe ik doana. Gu e kasuan sen sibili a ea en bidez lo u nahi duguna hu engoa da:
goiko alde ik i e en den alkohol u u iliko kan i a ea % 1ekoa baka ik iza ea e a behe ik
i e en dena % 99koa iza ea.
Hau lo u ahal iza eko lehen esan bezala op imizazio ba egin beha da. Sen sibili a e analisi
ba eginez aldagaia hozkailua en enpe a u a dela ik. Be an sa zen den alkohol u u iliko
kan i a ea e a goi ik a e a zen den alkohol u u iliko kan i a ea az e zen di a, i ee akoa %
1ekoa denean ho i izango da gu e hoz en duen be o ukagailuak izango duen enpe a u a.
30. I udia. Hoz en duen be o ukagailua en sen sibili a ea.
39
30.i udian ikus en den bezala 50 ºC edukiko bali u hoz en duen be o ukagailuak
“FLASH01”-a en goiko alde ik i engo den alkohol u u iliko kan i a ea % 1,5ekoa izango
da, ho ega ik 50 ºC auke ake a ona da.
9.2.4 Des ilazio do ea en op imizazioa
Des ilazio do ean bes e op imizazio ba egin beha da. Op imizazio honen helbu ua alkohol
u u ilikoa % 99ko pu u asuna ekin a e a zea da baina be eizke a ahalik e a ekonomikoena
den heinean. Ho i ziu a zeko emai zak g a ika uko di a e a be a ik ondo ioak a e az
baldin za egokiena auke a uko da.
Des ilazio do ea en op imizazioa egi en denean jakin nahi dena da zenba pla e izan beha
di uen gu e des ilazio do eak, ge o e a pla e gehiago izan ge o e a ga es iagoa izango da
baina ge o e a pla e gu xiago izan e e luxu e a ioa ge o e a handiagoa izango da e a ho i
ga es iagoa da. O duan, bi aldagaien a eko o eka ba lo u beha da des ilazio do e ahalik e a
ekonomikoena lo u ahal iza eko. Ho i kon uan izanda, emai zak g a ika zean bi aldagai
ho iek izango di a kon uan. Des ilazio do ea de ini zeko hu engoa egin beha da:
“Speci ica ions” → “Desing Speci ica ions”. 31. I udian ikus dai ekeen bezala.
31. I udia. “Desing Speci ica ions” a ala.
“Desing Speci ica ions” des ilazio do ea en diseinu ako e a e agike a ako i izpide
espezi ikoak de ini zea e a doi zea ahalbide zen du, bi i izpide de ini u di a, ba a “Reco e y”
moduan e a bes ea “R” moduan. Lehenengoan, beheko ema i ik zenba alkohol u u iliko
mol be esku a u nahi di ugun de ini zen dugu (sa zen den alkohol u u iliko mol
bakoi zeko). Kasu hone an 0,995 balioa eza i dugu. 32. I udian ikus dai ekeen bezala.
Biga enean, alkohol u u ilikoak honda ean zenba eko pu u asuna ( akzio masikoan) eduki
beha duen de ini zen dugu. 33. I udian ikus dai ekeen bezala.
40
32. I udia. “Reco e y” aldagaia.
33. I udia. “R” aldagaia.
Ondo en, “Speci ica ions” → “Va y” a alean, simulagailuak alda uko di uen bi i izpideei
limi eak zehaz en zaizkio. 34 e a 35. I udian ikus en den bezala.
34. I udia. “Reco e y” limi eak.
41
35. I udia. “R” limi eak.
Behin aldagaiak de ini u a emai zen analisia zelan egingo den azaldu beha da. Emai zak ondo
g a ika zeko e a ondo az e u ahal iza eko hi u a al alda u beha ko di a. Ba e ik,
“Speci ica ions” → “Con igu a ion” → “Numbe o s ages”, honek pla e kopu ua de ini zen
du. Ge o, “Speci ica ions” → “S eams” → “Feed S eams”, honek hasie ako ema ia ze
pla e e an da u beha den de ini zen du, eo ian pla e kopu ua en e dian izango dela.
Azkenik, “Speci ica ions” → “E iciencies” → “Ending S age”, hau ba e ik pla e kopu ua
baino ba gu xiago izango da e a bes e ik e izien zia, gu e kasuan 0,7koa izango da.
Behin hau guz ia eginda, emai zak g a ika uko di ugu. Bi g a iko egingo di ugu, lehenik
pla e kopu ua analiza zeko e a bes e ik ze pla e e an elika u nahi dugun hasie ako ema ia.
2. Taula. Des ilazio do ea en pla e kopu ua en op imizazioa.
48
Ene gia elek ikoa en kon sumoak go a egin duen a en, honekin lo u ako kos uak ez du
naba men go a egi en.
4. U ili y-en kos u o ala
To al u ili y cos ($/u e):
In eg azio ene ge ikoak e abilga i asunen kos u o ala 39684,2 $/u e- ik 32979,7 $/u e - a
mu iz en du, e a ho ek baliabide ene ge ikoen e aginko asuna hobe zen du.
5. CO2 isu ke ak
In eg azio ene ge ikoa ekin: 0,7 k ona/u e
In eg azio ene ge iko gabe: 0,86 k ona/u e
Ikusi dai eke zelan in eg azio ene ge ikoak CO2 isu ke ak mu iz en di uen e a p ozesua en
ingu umen-jasanga i asuna hobe zen duen.
O ain kalkula uko dugu zenba di u au ez uko genuke in eg azio ene ge ikoa ekin, hau
egi eko in eg azio ene ge ikoa ekin lo zen duguna e a in eg azio ene ge iko gabe daukaguna
alde a uz lo uko dugu..
1. Be o zeko kos u o ala:
• In eg azio ene ge ikoa ekin: 24536,5 $/u e
• In eg azio ene ge iko gabe: 30842,3 $/u e
Be o ze akoan au ez u akoa= 30842,3 − 24536,5= 6305,8 $/u e
2. Hoz eko kos u o ala:
• In eg azio ene ge ikoa ekin: 1022,87 $/u e
• In eg azio ene ge iko gabe: 1542,52 $/u e
Hoz e akoan au ez u akoa= 1542,52 − 1022,87= 519,65 $/u e
3. Elek izi a ea en kos u o ala:
• In eg azio ene ge ikoa ekin: 7420,36 $/u e
• In eg azio ene ge iko gabe: 7299,33 $/u e
Elek izi a ean au ez u akoa= 7420,36 − 7299,33= 121,03 $/u e
4. U ili y kos u o alak:
• In eg azio ene ge ikoa ekin: 32979,7 $/u e
49
• In eg azio ene ge iko gabe: 39684,2 $/u e
U ili y-e an au ez u akoa= 39684,2 − 32979,7= 6704,5 $/u e
9.4 Az e ke a ekno-ekonomikoa
P ozesu indus ial ba en az e ke a ekno-ekonomikoa en helbu ua p ozesu ho en
bide aga i asun ekniko e a ekonomikoa ebalua zea da, hau egi eko “Equi alen Annual
Ope a ing Cos (EAOC)” kalkula u beha ko li za eke. Ho e a ako Annulized capi al cos
(ACC) e a ope a ing cos kalkula u beha ko li a eke. Baina ACC ezin da kalkula u lizen zian
a azo ba dagoelako e a ez du uz en ins ala zen, o duan ope a ing cos baka ik kalkula uko
da, e a hau ba ik ba e eak iboen kos ua izango da. Ge o, EAOC di u sa e ekin alde a u
beha da e a emai za ho i posi ibo i en beha da. 38. I udian ACC zelan kalkula uko zen
azal zen da.
38. I udia. ACC kalkulua en azalpena
Lehenengo u eko i abazi ga biak kalkula uko di u e a ge o zenba di u au ez uko nukeen
kalkula uko du .
Lehengaien e a p oduk uen p ezioak
• Hid ogeno: 3,5 $/kg
• Fu u al: 1,4 $/kg
• Alkohol u u ilikoa: 1,68 $/kg
U ili y kos uak
50
• To al hea ing cos low: 2.4536,5 $/u e
• To al cooling cos low: 1.022,87 $/u e
• Ne cos (To al hea ing cos + To al cooling cos ): 25.559,4 $/u e
• Elec ic powe cos : 7.420,36 $/u e
• To al u ili y cos : 32.979,7 $/u e
Ko on een kos u o alak
• Ne cos low o eeds: 29.507.200 $/u e
• Ne cos low o p oduc s: 33.715.700 $/u e
• O e all ne cos low: 4.208.450 $/u e
Analisi ekonomikoa
1. Salmen a sa e ak:
❖ Alkohol u u ilikoa e engabe ekoiz en da.
❖ U eko di u-sa e ak:
U eko di u-sa e ak= Nes cos low o p oduc s
U eko di u-sa e ak= 33.715.700 $/u e
2. P odukzio kos u o alak:
Lehengaien kos uak= Ne cos low o eeds
Lehengaien kos uak= 29.507.200 $/u e
U ili y kos uak= To al u ili y cos
U ili y kos uak= 32.979,7 $/u e
P odukzio kos u o alak= Lehengaien kos uak + U ili y kos uak
P odukzio kos u o alak 29.507.200 + 32.979,7 = 29.540.179,7 $/u e
3. I abazi ga bia
❖ U eko i abazi ga bia:
U eko i abazi ga bia= U eko di u-sa e ak – P odukzio kos u o alak
U eko i abazi ga bia= 33.715.700 – 29.540-179,7 = 4.175.520,3 $/u e
51
Gas u guz iak es al zeko alkohol u u ilikoa en salmen a p ezioa 1,47 $/kg izan beha ko
li za eke.
P oduzi u ako alkohol u u ilikoa= 33.715.700 $/u e / 1,68 $/kg
P oduzi u ako alkohol u u ilikoa= 20.068.869 kg/u e
Salmen a p ezio be ia= 29.540.179,7 $/u e / 20.068.869 kg/u e
Salmen a p ezio be ia 1,47 $/kg
52
ALDERDI EKONOMIKOAK
10. Au ekon ua
Au ekon ua en a alean hi u azpia al az e uko di a: lan o duak, ekipoen amo izazioak e a
p oiek ua au e a e ama eko beha ezkoak di en gas uak.
10.1 Lan o duak
Ikaslea en o duak
Zuzenda ia en o duak
Guz i a
108 h
32 h
5.Taula. Lan o duak
Ti ulazioa en a abe a bakoi zak solda a ba izango du. Ikaslea en za e a zuzenda ia en za
bakoi zak daukan o duko kos ua kon uan ha uz, kos u o ala kalkula uko da.
O duko kos ua (€/h)
O du kopu ua (h)
Kos ua (€)
Ikaslea
20 €/h
108 h
2160 €
Zuzenda ia
60 €/h
32 h
1920 €
Guz i a
4080 €
6. Taula. Lan o duen kos ua
10.2 Amo izazioak
P oiek uan zeha e abil zen di en ekipoen amo izazioa bu u zeko, kon uan ha u beha da
zein den ekipoa n bizi za e abilga ia, p oiek ua egi eko e abili den denbo a e a zein zen
ekipoa en hasie ako kos ua. Ho ela, ekipo honen amo izazio kos u o ala kalkula u ahal
izango da. Aspen Plus V14 lizen ziei dagokienez, guz i a 10000€ o dain zen di a u e o 150
lizen zien uke, be az lizen zia baka a en baliokidea kon side a u da kos u bezala, e a
lizen zia ho ekin e abili ako o du kopu ua kon abiliza u di a.
Ekipoa
Kos u o ala
(€/uni a e)
Bizi za
e abilga ia (h)
E abili ako
denbo a (h)
Amo izazioa
(€)
Windows 11
145 €
9500 h
108 h
1,65 €
O denagailua
700 €
9500 h
108 h
7,96 €
Aspen Plus V14
40 €
4015 h
80 h
0,80 €
Mic oso o ice 365
70 €
4380 h
80 h
1,28 €
53
Guz i a
11,69 €
7. Taula. Amo izazioak
10.3 Gas u o alak
P oiek ua en gas u o alak kalkula ze akoan gas u zuzenak e a gas u ez zuzenak kalkula u
beha di a. P oiek u ako gas u zuzenak, au eko bi a ale an kalkula u ako lan o duen kos uen
e a amo izazioen ba uke a izango di a. Kasu hone an ez da kon an izan ins alakun za en
gas ua edo bes e gas u be ezi ik. Gas u ez zuzenak p oiek u honen menpe ez dauden ak o eak
di a, esa e ba e ako, in e ne e a konexioa, unibe si a eko ins alakun zak, libu u egia… Gas u
ez zuzenak, gas u zuzenen po zen ai ba bezala kalkula uko di a, kasu hone an %7 di ela
kon side a uko da. Azkenik gas u zuzenen e a gas u ez zuzenen ba u a bezala kalkula uko da.
Gas u zuzenak
4091,7 €
➢ Lan o duak
4080 €
➢ Amo izazioa
11,7 €
Gas u ez zuzenak (%7)
286,42 €
Guz i a
4378,12 €
5. Taula. Gas u o alak.
54
ONDORIOAK
G adu amaie ako lan hone an biomasa e abiliz alkohol u u iliko bio-monome oa en
p odukzioa lo zea posible dela ondo ioz a u da. Gaine a, simulazio ik lo u ako alkohol
u u ilikoa en pu u asuna % 99 iza ea lo u da, ikus bedi 35. I udia.
Ahalik e a e endimendu handiena lo zeko, e eak o e ubula a e abiliko da, alkohol
u u ilikoa en konbe sioa be an emanez. E eak o ea en lan baldin za op imoak 116 ºC e a
200 hodi di ela ondo ioz a u da. Hid ogenoa be esku a u ahal iza eko, e a p ozesua en
hasie an be e abili ahal iza eko Flash ba e abil zen da, non be e enpe a u a be o ukagailu
ba ekin zehaz en den. Hau zehaz eko baldin za moduan, lash-a en goiko alde ik % 1eko
alkohol u u ilikoa baka ik joa ea zehaz en da. Behin hau zehaz u a ondo ioz a u da 50 ºC-
an egon beha dela. Aipa u ako pu u asuna lo zeko, des ilazio do ea e abiliko da. Honen lan
baldin za op imoa 16 pla e eduki zea dela ondo ioz a u da.
Aipa u den bezala in eg azio ene ge ikoa egin da p ozesua hobe u nahian, behi ho i az e u a
ikusi da, alkohol u u ilikoa lo zeko indus ia-p ozesuan in eg azio ene ge ikoa
inplemen a zeak hobekun za esangu a suak e akus en di uela e aginko asun e mikoa i e a
e abilga i asun kos uen mu iz ea i dagokionez. Gaine a, in eg azio ene ge ikoa dela e a,
u eko guz izko au ezkia 6704,5 $/u e izango li za eke. Be az, in eg azio ene ge ikoa
eza zeak u eko kos u ope a iboak naba men au ez ea daka .
Simula u den p ozesua en kos u nagusiak soilik kon uan ha uz, ikusi da 1,47 $/kg-ko
salmen a p ezioa euki beha duela alkohol u u ilikoak gas uak es al zeko, e a alkohol
u u ilikoa en me ka uko p ezioa 1,68 $/kg-koa da. Gaine a, simulazio honek di uen u eko
i abazi ga biak oso al uak di a, 4.175.520,3 $/u e. Hau kon uan izanda, egindako simulazioa
oso e en aga ia dela ikusi dai eke.
Labu bilduz, p ozesu hau ekonomikoki e en aga ia da e a gaine a ja o i be iz aga ia duen
alkohol u u ilikoak ingu umen e agin askoz xikiagoak so zen di uen p ozesu ba en bidez
p oduzi zea eknologikoki posiblea dela ikusi da e a honek ga an zi handia du ene gia
kon sumoa e engabe handi zen doalako e a e eku so na u alak muga uak daudelako.
55
BIBLIOGRAFIA
[1] Vog , E. T. C., & Weckhuysen, B. M. (2024). The e ine y o he u u e. Na u e, 629(295),
295–306. h ps://doi.o g/10.1038/s41586-024-07322-2
[2] Wang, F., Ouyang, D., Zhou, Z., Page, S. J., Liu, D., & Zhao, X. (2021). Lignocellulosic
biomass as sus ainable eeds ock and ma e ials o powe gene a ion and ene gy s o age.
Jou nal o Ene gy Chemis y, 57, 247–280. h ps://doi.o g/10.1016/j.jechem.2020.08.060
[3] Ne ea Via , Ion Agi e, Iñaki Ganda ias. (2023). P ocess design, kine ics, and echno-
economic assessmen o an in eg a ed liquid phase u u al hyd ogena ion p ocess. En
Chemical Enginee ing Jou nal.
[4] Uni ed Na ions. (n.d.). Obje i os de Desa ollo Sos enible. Uni ed Na ions. Re ie ed
om h ps://www.un.o g/sus ainablede elopmen /es/obje i os-de-desa ollo-sos enible/
[5] Hoydonckx, H. E., & Van Rhijn, W. M. (2007). Fu u al and De i a i es. En Ullmann's
Encyclopedia o Indus ial Chemis y.
[6] Nhien, L. C., Long, N. V. D., & Lee, M. (2021). No el hyb id eac i e dis illa ion wi h
ex ac ion and dis illa ion p ocesses o u u al p oduc ion om an ac ual xylose solu ion.
Ene gies, 14(4), 1152. h ps://doi.o g/10.3390/en14041152
[7] Fan, Y., Ji, H. Co ncob F ac iona ions Towa d Two Pu poses: Fu u al P oduc ion and
Pape making. Bioene g. Res. 17, 359–368 (2024). h ps://doi.o g/10.1007/s12155-023-10659-
7
[8] Ma iscal, R., Mai eles-To es, P., Ojeda, M., Sádaba, I., & López G anados, M. (2016).
Fu u al: A enewable and e sa ile pla o m molecule o he syn hesis o chemicals and
uels. Ene gy & En i onmen al Science, 9(5), 1144-1189.
h ps://doi.o g/10.1039/C5EE02666K
[9] Smi h, J. M., Van Ness, H. C., Abbo , M. M., & Swiha , M. T. (2018). In oduc ion o
Chemical Enginee ing The modynamics (8ª ed.). McG aw-Hill Educa ion.
[10] Tseng, Y. T., Wang, W. J., Wa d, J. D., & Lee, H. Y. (2015). Design and con ol o a
p ocess o p oduce u u yl alcohol. Jou nal o he Taiwan Ins i u e o Chemical
Enginee s, 51, 44-52.
56
[11] Tseng, Y. T., Wa d, J. D., & Lee, H. Y. (2016). Design and con ol o a con inuous mul i-
p oduc p ocess wi h p oduc dis ibu ion swi ching: sus ainable manu ac u e o u u yl
alcohol and 2-me hyl u an. Chemical Enginee ing and P ocessing: P ocess
In ensi ica ion, 105, 10-20.
[12] Fogle , H. S. (2016). Elemen s o Chemical Reac ion Enginee ing (5 h ed.). Pea son
Educa ion.
[13] Kim ay, Inc. (n.d.). Wha is a Flash Sepa a o ? Kim ay. Re ie ed July 12, 2024, om
h ps://kim ay.com/ aining/wha - lash-sepa a o
