Distillazione reattiva per produzione di biodiesel

1 
 
 
Introduzione 
 
Il consumo mondiale di energia ottenuta da fonti fossili è in crescita con l’incremento della 
popolazione nel mondo. Nell’ottica futura di esaurimento delle fonti fossili e del problema 
delle emissioni di sostanze inquinanti nasce la necessità di trovare dei nuovi combustibili 
economici e ed ecosostenibili per la produzione di energia.  
In tale conteso il biodiesel rappresenta una valida alternativa al diesel perché è un 
combustibile biodegradabile a basso impatto ambientale. Il metodo tradizionale di sintesi del 
biodiesel è di transesterificazione dei trigliceridi contenuti negli oli vegetali o nel grasso 
animale alla presenza di un alcool (molto spesso il metanolo) e di un catalizzatore. La 
maggior quantità di biodiesel è prodotta tramite il processo di transesterificazione alcalina 
omogenea perché le temperature di reazione sono basse. Tale metodologia è svantaggiosa 
dal punto di vista energetico del processo poiché si deve spendere altra energia per la 
purificazione degli esteri metilici dal glicerolo.  
La presenza di acidi grassi liberi negli oli vegetali rappresenta un problema per la sintesi 
del biodiesel tramite transesterificazione alcalina. Per valori di acidi grassi superiori al 3% 
negli oli vegetali, per la sintesi del biodiesel tramite transesterificazione alcalina si ha 
reazione di saponificazione con diminuzione della produzione di esteri metilici. Nella 
maggior parte degli oli vegetali utilizzati come materia prima per la produzione di 
biodiesel, il contenuto di acidi grassi è molto elevato. Per non ottenere reazioni di 
saponificazioni, nel processo tradizionale di transesterificazione alcalina gli oli vegetali 
subiscono un pretrattamento iniziale, dove gli acidi grassi liberi alla presenza di un alcool 
sono esterificati. 
Una alternativa può essere quella di utilizzare un processo a due step. Nel primo step si fa 
avvenire l’idrolisi dei trigliceridi alla presenza di acqua ottenendo come prodotto di reazione 
il glicerolo e gli acidi grassi liberi. Nel secondo step del processo avviene l’esterificazione 
degli acidi grassi liberi alla presenza di metanolo con produzione di biodiesel. 
L’esterificazione degli acidi grassi rappresenta uno step importantissimo nella produzione di 
biodiesel sia nel caso di pretrattamento degli oli vegetali nel processo di transesterificazione 
alcalina che nel processo in due stadi. 
In questo contesto è stato sviluppato il presente lavoro di tesi. In particolar modo si è cercato 
di innovare un nuovo processo di sintesi del biodiesel che utilizza il processo di distillazione 
reattiva come step di esterificazione degli acidi grassi, che per sua natura è governato 
dall’equilibrio chimico. La distillazione reattiva può essere considerata come un processo 
d’intensificazione della produzione del biodiesel. E’ noto che nel caso  di reazioni di 
esterificazione degli acidi grassi, il processo di distillazione reattiva è più vantaggioso 
rispetto ai processi convenzionali poiché spinge l’equilibrio termodinamico della reazione. 
Ciò è dovuto al fatto che in unica unità di processo sono integrate la reazione e la 
separazione degli stessi prodotti di reazione. Il lavoro svolto ha come obiettivo quello di 
individuare i parametri operativi che controllano le prestazioni di una colonna di 
distillazione reattiva quando indirizzata alla produzione di esteri di acidi grassi. Per
2 
 
modellare il processo di distillazione reattiva si sono condotte delle simulazioni con il 
software Aspen Plus 7.1. Nel primo capitolo del presente lavoro sono riportate le 
motivazioni per cui il biodiesel può essere un carburante ecosostenibile e in particolar modo 
le sue qualità tecniche rispetto al diesel. Nel capitolo II sono ricavati i modelli cinetici che 
saranno utilizzati per condurre le simulazioni di distillazione reattiva con Aspen Plus 7.1. 
Per fare ciò è stato necessario rielaborare i dati cinetici di letteratura di quattro acidi 
rispettivamente l’acido stearico, laurico, palmitico e oleico poiché in letteratura non vi sono 
altri lavori riguardanti cinetiche di reazione di esterificazione di tutti gli acidi presenti negli 
oli vegetali. Inoltre è descritto il processo di distillazione reattiva riportando quali 
potrebbero essere i sui vantaggi e svantaggi nel suo utilizzo per la reazione di esterificazione 
degli acidi grassi nei processi di produzione del biodiesel. Nel capitolo III sono riportati i 
risultati ottenuti dalle simulazioni nell’ipotesi di reazione di esterificazione irreversibile dei 
quattro acidi presi in considerazione utilizzati singolarmente. Nel capitolo IV sono riportati i 
risultati ottenuti dalle simulazioni nell’ipotesi che la reazione di esterificazione dei singoli 
acidi fosse reversibile sia nel caso del processo di distillazione reattiva che in quello di 
reattore PFR con stesso volume della zona reattiva della colonna di distillazione. Nel 
capitolo V sono riportati i risultati ottenuti dalle simulazioni di distillazione reattiva e 
reattore PFR, sempre nell’ipotesi di reazione di esterificazione reversibile ma con utilizzo 
degli acidi in miscela.
Capitolo 1 
 
Biodiesel e sue tecnologie di produzione 
 
1.1 La produzione di biodiesel come biocarburante alternativo 
 
Il biodiesel si può ritenere una scelta valida al diesel ricavato dalla raffinazione del petrolio 
fossile dal punto di vista della sostenibilità ambientale, in quanto riduce le emissioni di 
sostanze dannose nell’atmosfera [1].Tuttavia dal punto di vista economico la sua 
produzione risulta più costosa rispetto a quella del diesel derivante da petrolio fossile 
poiché il costo delle materie prime e in particolar modo quello degli oli vegetali 
commestibili, loro  trasporto e sintesi per la produzione di biodiesel e stoccaggio definitivo 
del prodotto è molto elevato [2].In  passato lo stesso Dr. Rudolph Diesel studiò  la 
combustione diretta degli oli vegetali in sostituzione del diesel fossile [3]. I vantaggi della 
combustione diretta di oli vegetali sono quelli di un biocombustibile più biodegradabile, 
con bassa presenza di aromatici e zolfo. Gli svantaggi dell’utilizzo diretto degli oli vegetali 
nei motori diesel sono quelli dell’instabilità delle catene alchiliche degli oli oltre al loro 
altissimo valore di viscosità. Tali svantaggi fanno si che si abbia una combustione 
imperfetta degli oli vegetali con formazione di residui carboniosi che si depositano 
sull’iniettore del motore. Inoltre si ha un sostanziale aumento delle emissioni di particolato 
e di NO
x
 .[4,5,6,7,8,9]. Da tali osservazioni nasce la necessità di ottimizzare la sintesi del 
biodiesel al fine di produrre un biocombustibile il più compatibile possibile con il suo 
impiego nei motori diesel e con i limiti la legge sulle emissioni di sostanze dannose per 
l’uomo e l’ambiente come composti policiclici aromatici IPA, monossido di carbonio CO, 
gas incombusti HC e composti azotati NO
x.
 
 
1.1.2 Materie prime per la produzione di biodiesel 
 
Il biodiesel è definito come una miscela di esteri metilici (FAME: fatty acid methyl ester, 
range numero di atomi di carbonio C14-C24) [3]. La reperibilità delle materie prime per la 
produzione del biodiesel varia secondo l’area geografica presa in considerazione e del 
clima che la caratterizza. Il loro costo varia a seconda se l’olio è commestibile o meno. Per 
tale motivo negli ultimi anni la ricerca è stata volta verso materie prime di seconda 
generazione ossia oli vegetali non commestibili oppure verso il riciclo di oli esausti già
Biodiesel e sue tecnologie di produzione                                                      
 
 
4 
 
utilizzati come ad esempio gli oli di frittura. In questo periodo i principali  paesi del mondo 
produttori di oli vegetali commestibili e non, sono riassunti nella seguente tabella 1.1[10]:  
 
Tabella 1.1: Paesi produttori di materie prime per la produzione di biodiesel 
[11,12,13,14,15,16,17,19] 
  
Paese Materie prime 
USA olio di arachidi, oli esausti da cucina 
     Canada olio di colza, grasso animale 
Messico grasso animale, olio esausto 
Germania olio di colza 
Italia olio di colza, semi di girasole 
Francia olio di colza, semi di girasole 
Spagna olio di lino, semi di girasole 
Grecia semi di cotone 
     Svezia olio di colza 
Irlanda olio esausti di frittura, grassi animali 
India  jatropha, pongamia 
Malesia olio di palma 
Filippine olio di cocco, jatropha 
Tailandia olio di palma, jatropha, olio di cocco 
Cina olio di colza, olio esausto di frittura 
Brasile olio di palma, olio da semi di cotone 
Nuova Zelanda olio esausto di cucina 
Giappone olio esausto di frittura 
 
Tuttavia c’è da considerare che da ogni olio vegetale oppure loro miscele si ottenga FAME 
con caratteristiche chimico fisiche diverse. Allora per caratterizzare la qualità del FAME 
prodotto bisogna definire i parametri chimico-fisici che lo caratterizzano e ne definiscono 
la sua qualità.       
 
1.1.3 Proprietà chimico-fisiche del biodiesel 
 
I parametri essenziali per definire la qualità del biodiesel sono i seguenti [10]: 
 
 Viscosità: è la resistenza del fluido allo scorrimento e diminuisce all’aumentare della 
temperatura. E’ un parametro importante per definire la qualità del biodiesel poiché se il 
valore è troppo basso, si può avere combustione imperfetta nel motore con conseguente 
deposizione di residui carboniosi sull’iniettore. 
 Numero di Cetano: indica la qualità del combustibile e in particolar modo è una 
misura del ritardo dell’accensione del combustibile dopo la sua iniezione nella camera di
Biodiesel e sue tecnologie di produzione                                                      
 
 
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combustione. All’aumentare di questo parametro aumentano le qualità del combustibile 
poiché l’iniezione del combustibile può avvenire più velocemente in quanto è minore il suo 
tempo di accensione. 
 Potere calorifico inferiore: rappresenta la quantità di energia minima contenuta nello 
stesso combustibile. 
 Punto d’infiammabilità (FP): rappresenta la temperatura cui il combustibile inizia a 
bruciare. E’ molto utile come parametro per quanto riguarda la movimentazione e lo 
stoccaggio dello stesso combustibile. 
 Punto d’intorbidamento (CP): rappresenta la temperatura alla quale nel combustibile 
iniziano a formarsi i primi aggregati solidi. Di conseguenza è un parametro che dà l’idea 
sulla temperatura minima di utilizzo dello stesso carburante. 
 Punto di scorrimento (PP): rappresenta la temperatura alla quale si formano tanti 
aggregati solidi nel combustibile da impedirne il suo scorrimento e quindi l’utilizzo. 
 Punto d’intasamento a freddo dei filtri (CFPP): rappresenta la temperatura alla quale 
si ha l’inceppamento dei filtri del motore. 
 Numero di iodio: è il parametro che ci permette di determinare le insaturazioni del 
combustibile quindi la quantità di sostanze polinsature. Un elevato valore di tale parametro 
è in un indice di elevata presenza di acidi insaturi nel combustibile che durante la sua 
combustione polimerizzano dando dei residui carboniosi sull’iniettore dello stesso. 
 Punto di fusione: è la temperatura del combustibile per cui passa dalla fase solida a 
quella liquida. E’ molto utile come parametro nel caso in cui il combustibile è utilizzato in 
paesi dove le temperature sono molto rigide, quindi per far avvenire la combustione, i 
serbatoi di stoccaggio devono essere preriscaldati. 
 Densità: è una grandezza che esprime il rapporto tra la massa e il volume di una 
sostanza  
 Acidità totale: è un parametro che indica la quantità di acidi grassi presenti nel 
combustibile. E’ molto importante poiché sopra il valore di 0,5 mg KOH/g si potrebbero 
formare depositi di residui carboniosi con conseguente corrosione del motore. 
Le proprietà chimico-fisiche di tutte le tipologie di biodiesel ottenute da vari oli vegetali 
utilizzati singolarmente o in miscela sono riassunti nella seguente tabella 1.2:
Biodiesel e sue tecnologie di produzione                                                      
 
 
6 
 
Tabella 1.2: Proprietà tecniche del biodiesel [3]: 
 
PROPRIETA' TECNICHE DEL BIODIESEL 
Nome comune Biodiesel 
Nome chimico comune FAME (fatty acid methyl ester) 
Range della formula chimica C
14
-C
24
 oppure C
15
-
25
, H
28-48
, O
2
 
Viscosità cinematica range 
[mm2/s a 313 K] 3,3-5,2 
Densità range [Kg/m3,a 288 K] 860-894 
Temperatura di ebollizione [K] >475 
Flash point range [K] 420-450 
Range di distillazione [K] 470-600 
Tensione di vapore [mm Hg a 295 
K] <5 
Solubilità in acqua Insolubile 
    Biodegradibilità Più biodegradabile del diesel 
    Proprietà Fisiche   
Colore Giallo chiaro 
Odore Odore di muffa e di sapone 
 
1.1.4 Differenze e affinità tra biodiesel e diesel 
 
La maggior parte del biodiesel prodotto nel mondo è ottenuta da oli vegetali. Negli ultimi 
anni per abbattere i costi di produzione, del biodiesel si è ridotto il costo , utilizzando come 
materia prima oli di frittura esausti [3]. Nella seguente tabella 1.3 sono riportati i parametri 
chimico-fisici del biodiesel ricavato da oli di frittura esausti e del diesel ricavato dal 
petrolio fossile:
Biodiesel e sue tecnologie di produzione                                                      
 
 
7 
 
Tabella 1.3:Caratteristiche chimico-fisiche del biodiesel prodotto da oli esausti di frittura 
e diesel fossile [3]: 
 
Proprietà del combustibile 
Oli di 
frittura 
Biodiesel da oli di 
frittura 
Diesel 
fossile 
Viscosità cinematica[mm^2/s] a 
313 [K] 36,4 5,3 1,9-4,1 
Densità [Kg/m3] a 288 [K] 924 897 750-840 
Punto d’infiammabilità [K] 485 469 340-358 
Pour point (K)  284 262 254-260 
Numero di cetano 49 54 40-46 
Contenuto di ceneri [%] 0,006 0,004 
0,008-
0,010 
Contenuto di solfuri [%] 0,09 0,06 0,35-0,55 
Residuo di carbonio [%] 0,46 0,33 0,35-0,40 
Contenuto di acqua [%] 0,42 0,04 0,02-0,05 
Potere calorifico inferiore [MJ/Kg] 41,4 42,65 
45,62-
46,48 
Acidi liberi[mg/KOH/g olio] 1,32 0,1   
Numero di saponificazione 188,2 - - 
Numero di iodio 141,5 - - 
 
La tabella 1.3 mostra come il biodiesel sia più biodegradabile e abbia un basso quantitativo 
di zolfo e aromatici [21] rispetto al diesel fossile. Purtroppo il biodiesel possiede un basso 
potere calorifico inferiore rispetto al diesel fossile e una viscosità maggiore. Inoltre è più 
facile da trasportare e stoccare poiché il suo punto d’infiammabilità è maggiore del diesel 
fossile. L’utilizzo del biodiesel nei motori diesel fa si che si hanno riduzioni delle 
emissioni di monossido di carbonio CO, policiclici aromatici IPA ma anche delle riduzioni 
delle prestazioni del motore. Le emissioni di NO
x
 rimangono comunque dello stesso ordine 
di quelle dell’utilizzo del diesel fossile [22,23,24,25].  
I vantaggi dell’utilizzo del biodiesel rispetto al diesel fossile nei motori diesel possono 
essere [3,10] : 
 Riduzione delle emissioni in atmosfera di policiclici aromatici IPA, monossido di 
carbonio CO e gas incombusti HC, 
 E’ una fonte rinnovabile più facilmente reperibile rispetto al diesel fossile; 
 Presenta un elevato punto d’infiammabilità che facilita il suo stoccaggio e trasporto; 
 E’ un più biodegradabile rispetto al diesel fossile;  
 Nella sua composizione chimica presenta un basso contenuto di zolfo e composti 
aromatici.
Biodiesel e sue tecnologie di produzione                                                      
 
 
8 
 
Dall’utilizzo del biodiesel nei motori diesel nascono anche degli svantaggi che possono 
essere considerati futuri argomenti di ricerca per lo sviluppo di un nuovo biocombustibile 
migliore rispetto a quello di origine fossile. Tali svantaggi possono essere: 
 Viscosità maggiore del diesel fossile con aumento del punto di scorrimento dello 
stesso combustibile, 
 Potere calorifico inferiore quindi un’energia disponibile in ingresso al motore minore 
che necessità un maggior consumo di biocombustibile; 
 Problemi nell’accensione del motore in condizioni di basse temperature 
 Aumento della deposizione di residui carboniosi sull’iniettore di combustibile del 
motore. 
 
1.2 Processi di produzione del biodiesel 
 
Tuttavia negli ultimi anni la ricerca verso i processi di sintesi degli oli vegetali in biodiesel 
è incrementata notevolmente poiché il biodiesel in prima analisi è una valida alternativa al 
diesel fossile sia per una sostenibilità ambientale che per le sue prestazioni in campo 
motoristico. I processi tradizionali utilizzati per l’esterificazione degli oli vegetali possono 
essere [10,3]: 
 
 Pirolisi (Cracking termico); 
 Diluizione; 
 Transesterificazione 
 
Il processo di pirolisi consiste nella decomposizione termica degli oli vegetali in 
assenza di ossigeno. Il risultato di tale processo è di avere un prodotto con bassa 
viscosità, elevato numero di cetano basso contenuto di zolfo e di acqua. 
Il processo di diluizione consiste in nessun processo chimica ma miscelare 
direttamente gli oli vegetali con il diesel fossile per diminuire la viscosità dell’olio 
vegetale e rispettare le specifiche della normativa ASTM. Da lavori di letteratura è 
emerso che molto spesso nella pratica gli oli vegetali sono utilizzati in miscela al 
20% con il diesel fossile. Tuttavia questa soluzione ha dimostrato che poiché la 
viscosità della miscela diesel-olio vegetale è leggermente superiore alla specifica 
della normativa ASTM il tempo di vita degli elementi del motore diminuisce 
notevolmente. 
 
1.2.1 Processo di transesterificazione 
 
Il processo di transesterificazione consiste nel far reagire i trigliceridi presenti negli oli 
vegetali e nel grasso animale con un alcool alla presenza di un catalizzatore acido o basico 
per dare come prodotti di reazione esteri metilici (FAME) e glicerolo[26,27]
Biodiesel e sue tecnologie di produzione                                                      
 
 
9 
 
Figura 1.1:Processo di transesterificazione[26]__________________________________ 
 
 
 
Lo schema di reazione proposto mostra come l’esterificazione dei trigliceridi in glicerolo 
ed esteri metilici non sono diretti poiché si hanno come prodotti intermedi di reazione 
rispettivamente i digliceridi e i monogliceridi da cui si formano i corrispettivi esteri 
metilici (FAME) e glicerolo. Il processo di transesterificazione può avvenire in presenza o 
meno di catalizzatore e può essere classificato nel seguente modo:  
 Transesterificazione alla presenza di catalizzatori alcalini [29] 
 Transesterificazione alla presenza di catalizzatori acidi(catalisi omogenea) 
[30] 
 Transesterificazione alla presenza di enzimi [31]  
 Transesterificazione in assenza di catalizzatore ma con aggiunta di un co-
solvente [32] 
 Transesterificazione in condizioni supercritiche [33] 
 Transesterificazione alla presenza di catalizzatore eterogeneo [34] 
 
Il processo di transesterificazione con catalizzatori alcalini consiste nel far reagire i 
trigliceridi alla presenza di un alcool e di un catalizzatore alcalino. I catalizzatori 
alcalini più utilizzati sono NaOH, KOH, e  CH
3
 ONa. Le temperature di reazione con 
questa tipologia di processo sono dell’ordine dei 50°C con conversioni molto elevate 
dei trigliceridi in esteri metilici (FAME).Lo svantaggio di tale tecnologia è che per 
valori di acidi grassi liberi nella materia prima superiore all’1% la conversione dei 
trigliceridi diminuisce poiché parte del catalizzatore reagisce per dare come prodotto di 
reazione il sapone.  
Il processo di transesterificazione con catalizzatori acidi consiste nel far reagire i 
trigliceridi con un alcool alla presenza di catalizzatori acidi che possono essere H
2
SO
4
,
Biodiesel e sue tecnologie di produzione                                                      
 
 
10 
 
HCl, R-SO
3
H.In questo caso rispetto al processo di transesterificazione alcalina si ha il 
vantaggio che avviene sia l’esterificazione degli acidi grassi che la transesterificazione 
dei trigliceridi. Gli svantaggi di tale tecnologia sono che oltre alla produzione di 
glicerolo ed esteri metilici si ha come prodotto di reazione l’acqua che inibisce l’attività 
catalitica. 
Il processo di transesterificazione alla presenza di enzimi è simile alle due tecnologie 
descritte in precedenza, infatti le reazioni di transesterificazione dei trigliceridi non 
avvengono alla presenza di catalizzatore ma di enzimi. Il vantaggio di tale processo di 
transesterificazione è che gli enzimi utilizzati come catalizzatori non sono sensibili alla 
presenza di acqua e di acidi grassi liberi. Lo svantaggio principale di tale processo di 
transesterificazione rispetto a quelli di transesterificazione alcalina e acida è che la resa 
in esteri metilici è dell’ordine del 15% .  
Il processo di transesterificazione in assenza di catalizzatore consiste nel far avvenire la 
reazione dei trigliceridi alla presenza di un alcool e di un opportuno co-solvente. Tale 
tecnologia è stata scoperta nel centro ricerche dell’università di Toronto ed è stata 
denominata processo Biox [31]. Questo processo utilizza il tedraidrofurano come co-
solvente del metanolo poiché le due temperature di ebollizione sono simili. Il vantaggio 
di tale tecnologia rispetto alle altre è che si riesce ad esterificare  presenti nella materia 
prima di partenza della reazione di transesterificazione con un aumento della qualità del 
biodiesel (FAME) prodotto.  
Il processo di transesterificazione in condizioni supercritiche consiste nel far avvenire la 
reazione di transesterificazione a temperature e pressioni dell’ordine dei 400 °C e 80 bar 
in assenza di catalizzatore. Si ottengono delle conversioni elevate di trigliceridi in esteri 
metilici ma si ha un grande dispendio di energia e costi rispetto ai processi tradizionali 
oltre che dei problemi di separazione del glicerolo dal prodotto desiderato.   
Infine in questi ultimi anni il processo di transesterificazione alla presenza di 
catalizzatore solido ha assunto grande importanza poiché si riescono ad ottenere  elevate 
rese dei trigliceridi in FAME. Da letteratura i catalizzatori più utilizzati in questa 
tipologia di processo sono resine a scambio ionico con gruppi solfonici, mentre hanno 
assunto grande importanza catalizzatori come solfato di zirconia, ossido di calcio, 
ossido di titanio, e ossido di niobio per la loro elevata attività catalitica e stabilità alle 
elevate temperature [3,10,35,36,37,38,39]. 
 
1.3 Processo innovativo per la produzione di biodiesel  
 
Dalle varie tecnologie utilizzate fino ad oggi per la produzione di biodiesel e dalle 
caratteristiche chimico-fisiche delle materie prime di partenza oltre che dalla qualità del 
prodotto finale richiesta dalle normative di legge, risulta che l’esterificazione degli acidi 
grassi liberi presenti nelle materie prime di partenza sia lo step cruciale per produrre biodiesel 
di ottima qualità. Dal processo di transesterificazione in condizioni supercritiche [40] nasce 
l’idea di far seguire alla prima reazione d’idrolisi dei trigliceridi un secondo step di reazione 
di esterificazione degli acidi grassi liberi con il processo di distillazione reattiva in modo da
Biodiesel e sue tecnologie di produzione                                                      
 
 
11 
 
intensificare e migliorare la qualità del FAME. Nella seguente tabella 1.4 sono riportati la 
quantità di acidi grassi liberi presenti negli oli più comunemente utilizzati per la produzione di 
biodiesel [41]: 
 
Tabella 1.4:Distribuazione degli acidi grassi liberi nei trigliceridi degli oli più comunemente 
utilizzati per la produzione del biodiesel: 
 
Materie 
prime 
Laurico[
%] 
(C12:0) 
Miristico[
%] 
(C14:0) 
Palmitico[
%] (C16:0) 
Stearico[
%] 
(C18:0) 
Oleico[
%] 
(C18:1) 
Linoleico[
%] 
(C18:2) 
Linoleico[
%] 
(C18:3) 
Olio di 
girasole - - 6,08 3,26 16,93 73,73 - 
Olio di 
colza - - 3,49 0,85 64,4 22,3 8,23 
Olio di 
soia - - 10,58 4,76 22,52 52,34 8,19 
Olio di 
palma - 1 42,8 4,5 40,5 10,1 0,2 
Olio di 
arachide - 0,3 12,3 4,6 53,6 29 0,1 
Olio di 
cocco 46,5 19,3 9,8 3 6,9 2,2 - 
Olio di 
frittura - - 12 - 53 33 1 
Grasso 
animale - 2 28 18 50 17 - 
 
Per modellare il processo di distillazione reattiva, con la quale si potrebbe associare la 
reazione di esterificazione dagli acidi grassi alla separazione dei prodotti di reazione, è 
indispensabile la conoscenza della cinetica di reazione di esterificazione. In letteratura non vi 
sono molti lavori che riportano la cinetica di reazione di esterificazione di acidi presenti negli 
oli utilizzati per la produzione di biodiesel. Per il set-up delle simulazioni in Aspen 7.1 
saranno considerati solamente gli acidi laurico, palmitico, stearico e oleico di cui sono note le 
corrispettive cinetiche di reazione alle medesime condizioni operative alla presenza dello 
stesso catalizzatore solido. Di seguito sono riportate le caratteristiche chimico-fisiche dei 
quattro acidi presi in considerazione e dei corrispettivi esteri metilici nel caso in cui si 
utilizzasse come reagente il metanolo.
Biodiesel e sue tecnologie di produzione                                                      
 
 
12 
 
Tabella 1.5 Proprietà chimico-fisiche degli acidi grassi liberi e corrispettivi esteri metilici 
 
Componente Formula di struttura 
Temperatura di ebollizione 
[°C] 
Acido Laurico CH
3
(CH
2
)
10
COOH 298,7 
Metil-laurato CH
3
(CH
2
)
10
COOCH
3
 262 
Acido Palmitico CH
3
(CH
2
)
14
COOH 351 
Metil-palmitato CH
3
(CH
2
)
14
COOCH
3
 415 
Acido Stearico CH
3
(CH
2
)
16
COOH 375,2 
Metil-Stearato CH
3
(CH2)
16
COOCH
3
 442 
Acido Oleico CH
3
(CH
2
)
7
CH=CH(CH
2
)
7
COOH 359,85 
Metil-Oleato CH
3
(CH
2
)
7
CH=CH(CH
2
)
7
COOCH
3
 343,85 
Metanolo CH
3
OH 64,7