Technological and economic assessment of biodiesel production by alkali and supercritical transesterification using waste oil

The simulation of three processes for biodiesel production has been developed: transesterified refined oil (P-01); transesterified residual oil pretreated (P-02) and finally the residual oil supercritical transesterification (P-03 ) from commercial software Hysys ® 7.3, using the NRTL thermodynamic model. The analysis of the total capital invested was performed by individual factors Guthrie and percentage method provided in Peters et al., (1991). The total invested capital obtained by the method of single factor Guthrie was $7, $8.2 and $10 million, for the processes P-01, P-02 and P-03, respectively. In general, the total cost of annual production of biodiesel was performed taking into account the direct production costs, indirect costs, fixed costs, overheads and depreciation. The cost of the plant P-01 was verified for companies that pay the general rate, as well as those that have the social fuel seal, considering the exemption of 69 and 100% of PIS / COFINS. Profitability ratios used to evaluate the processes were the return on investment and payback period of the investment. Indices that take into account the value of money over time as the NPV (net present value) and internal rate of return (IRR) were also used to determine the project economically more profitable. Analysis of economic indicators shows that the supercritical transesterification unit is the most profitable of the three (return on investment of 36%, payback period equal to 1.59 years, NPV of $9.7 million and TIR equal to 33%). The second best investment with a 20% return was seen in the plant P-02. All economic indicator evaluated were negative for the unit P-01. The cost of annual biodiesel production facilities by P-01, P-02 and P-03 were $1.79/kg, $0.9/kg and $0.91/kg respectively. The sensitivity analysis showed that the most influential variables in the composition of investment return are the price of oil, biodiesel and glycerol. Finally, there was the effect of the variation of the acquisition costs of these components (between +50 and -50%), in the economic indicators (ROI, NPV and IRR).Neste trabalho foi realizada a simulação do processo de produção de biodiesel pelas rotas de transesterificação alcalina convencional para o processamento de óleo refinado (P-01), a transesterificação alcalina com óleo residual a partir da etapa de pré-tratamento do óleo (P-02) e por fim a transesterificação supercrítica do óleo residual (P-03). A simulação do processo das três plantas foi realizada no software comercial ®Hysys 7.3, utilizando o modelo termodinâmico NRTL. A análise do capital total investido foi realizada pelo método dos fatores individuais de Guthrie e o método percentual disposto em Peters et al., (1991). O capital total investido obtido pelo método do fator individual de Guthrie foi 14, 16,4 e 20 milhões de reais, para os processos P-01, P-02 e P-03, respectivamente. Em geral, o custo total de produção anual de biodiesel foi realizado levando em consideração os custos diretos de produção, custo indiretos, custos fixos, despesas gerais e depreciação. A análise de custo da rota P-01 foi verificada para empresas que pagam a taxa geral, bem como as que dispõem do selo social, considerando a isenção de 69 e 100% das contribuições PIS/COFINS. Os índices de rentabilidade utilizados para qualificar os processos foram o retorno do investimento e o período de retorno do investimento. Índices que levam em consideração o valor do dinheiro no tempo como o VPL (valor presente líquido) e a taxa interna de retorno (TIR) também foram utilizados na avaliação comparativa do projeto mais rentável economicamente. A análise dos índices econômicos aponta que a unidade de transesterificação supercrítica é a mais rentável dentre as três (retorno do investimento igual a 36%, período de retorno igual a 1,59 anos, VPL igual a R$ 19,41 milhões de reais e TIR igual a 33%). O segundo melhor investimento, com retorno de 20%, foi verificado para a unidade de transesterificação alcalina com pré-tratamento do óleo residual. Todos os índices financeiros avaliados foram negativos para a unidade de transesterficação alcalina convencional processando óleo virgem. O custo de produção anual do biodiesel pelas rotas P-01, P-02 e P-03 foram 3,58 R$/kg, 1,81 R$/kg e 1,82 R$/kg, respectivamente. A análise de sensibilidade mostrou que as variáveis mais influentes na composição do retorno do investimento são o preço do óleo, biodiesel e do glicerol. Por fim, verificou-se o efeito da variação dos custos de aquisição destes componentes (entre +50 e -50%), nos índices financeiros (retorno do investimento, VPL e TIR)