Design and analysis of technological schemes for glycerol conversion to added value products

Abstract

Uno de los principales problemas relacionados con la creciente industria del biodiesel es la sobreproducción de glicerol, que se obtiene en una relación en peso de 1/10 (glicerol/ biodiesel). Lo que ha llevado a que su precio de venta caiga en un orden de magnitud. Así, la gran cantidad de glicerol co-producido puede ser usada como una materia prima renovable y de bajo costo para producir compuestos químicos y combustibles. Aquí se analiza la conversión química y bioquímica de glicerol hacia productos de valor agregado basado en criterios tecno-económicos. Entonces se consideraron nueve productos finales (vía química: gas de síntesis, acroleína y 1,2-propanodiol; vía bioquímica: etanol, 1,3-propanodiol, ácido D-láctico, ácido succínico, ácido propiónico y poly-3-hidroxibutirato). Además, un total de 27 esquemas tecnológicos fueron diseñados, simulados y evaluados económicamente utilizando Aspen Plus y Aspen Icarus Process Evaluator. Como una conclusión, una plataforma de biorefinerias basada en glicerol fue obtenida para la producción rentable de combustibles fósiles y bioclásticos / Abstract: An important concern related to the growing biodiesel industry is the over-production of raw glycerol as by-product, which is obtained in a weight ratio of 1/10 (glycerol/biodiesel). This fact had led to a 10-field drop of its sale price. Thus, the large amount of byproduced glycerol can be used as low-cost and renewable feedstock in order to produce chemicals and fuels. Here, the chemical and bio-chemical conversion of glycerol to added-value products was analyzed based on techno-economic criteria. In this way, nine final products (for chemical conversion: syn-gas, acrolein, and 1,2-propanediol; while for fermentative conversion: ethanol, 1,3-propanediol, D-lactic acid, succinic acid, propionic acid, and poly-3-hydroxybutyrate) were considered. And a total 27 technological schemes were designed, simulated, and economically assessed, using Aspen Plus and Aspen Icarus Process Evaluator. As a conclusion a glycerol-based platform for biorefineries was obtained for the profitable production of fuels, chemicals, and bio-plastics.