Procesbeschrijving
De oleochemie is de tak van de chemische procesindustrie die plantaardige en dierlijke vetten en oliën omzet tot vetzuren, vetalcoholen, vetzure esters, glycerine en andere derivaten. Deze worden, eventueel na verdere reactie, in de meest uiteenlopende sectoren gebruikt: voedingsadditieven, cosmetica (oliën, shampoos), detergenten, zepen, farmaceutica (voedingsbodems voor de productie van antibiotica), polymeren, coatings, oliewinning (biodegradeerbare boorvloeistoffen), hoogwaardige smeeroliën en hydraulische oliën, papier, kaarsen, textiel, enz ...
Zowel plantaardige als dierlijke vetten en oliën bestaan uit esterverbindingen van glycerine en vetzuren. De basisbewerking in de oleochemie bestaat uit de splitsing van de esterverbinding, door middel van hydrolyse. De hydrolyse wordt bij een temperatuur van 200 – 250 0C en een druk van 30 – 60 bar uitgevoerd.
De gevormde oplossing van glycerine in de overmaat reactiewater wordt opgeconcentreerd en gezuiverd door middel van ionenwisseling en actief koolfiltratie. De ruwe vetzuren worden gezuiverd door middel van destillatie. In functie van het gewenste eindproduct kunnen nog andere bewerkingen uitgevoerd worden, zoals de scheiding van de vaste en vloeibare fase door kristallisatie of de uitvoering van een gehele of gedeeltelijke hydrogenatie. Vervolgens kunnen de vetzuren verzeept worden of met diverse alcoholen weer veresterd worden.
Een alternatief processchema bestaat uit de omzetting tot methylesters, door reactie met methanol (zie 3.5.1). De methylesters kunnen vervolgens door hydrogenatie omgezet worden tot vetalcoholen.
Zowel de vetzuren, de vetzure esters, de vetalcoholen als de glycerine zijn producten die hoogwaardige toepassingen kennen.
Vermits frituurolie uit plantaardige en dierlijke oliën/vetten bestaan, zijn ze zonder praktische problemen te verwerken in de beschreven processen.
Stand van de techniek
Grote bedrijven in de oleochemische sector zijn Cognis (Henkel) en Unichema (ICI) in Duitsland en Oleon (het voormalige Oleofina) in Vlaanderen.
Oleon heeft de kleinste capaciteit, maar heeft een aanzienlijke expertise op het vlak van hoogwaardige technische toepassingen. De productie bedraagt ongeveer 200.000 ton vetzuren/jaar, 40.000 ton vetalcoholen/jaar, 40.000 ton vetesters en 20.000 ton glycerine/jaar.
Oleon verwerkt een beperkte hoeveelheid frituurolie en -vet, die gemengd met dierlijke vetten door vetsmelters of als afzonderlijke grondstofkwaliteiten worden aangeleverd. Het bedrijf kan enkel kleine hoeveelheden recuperatievetten gescheiden verwerken in de bestaande installaties, vermits deze ook voor technisch meer veeleisende toepassingen gebruikt worden. Het overweegt om een afzonderlijke installatie te bouwen, op de bestaande site te Ertvelde of een alternatieve locatie1, voor gerecupereerde fracties, uitsluitend bestemd voor de productie van oleochemicaliën voor technische toepassingen. Een schaalgrootte van minimaal 60.000 ton/jaar is hierbij vereist.
Acceptatiecriteria
De acceptatie wordt beperkt door de marges waarbinnen de oleochemische processen kunnen doorgaan. Anderzijds stelt ook de door de klant vereiste kwaliteit van de eindproducten eisen aan de input.
Procesvereisten
De procesvereisten omvatten voornamelijk fysische parameters, zoals het stolpunt, de filtreerbaarheid en de aanwezigheid van vaste verontreinigingen (zoals verpakkingsmateriaal).
Voor de aanvaarding van frituurolie kan de uitvoering van een voorbehandeling, onder meer door de uitvoering van een filtratie, noodzakelijk zijn.
Kwaliteitsvereisten
In functie van de kwaliteitsvereisten van het eindproduct worden eisen aan de input gesteld. De kwaliteit van de grondstoffen dient steeds te voldoen aan standaardnormen.
Een gescheiden aanlevering van de vloeibare en vaste fractie van frituurolie zou volgens Oleon wenselijk zijn. Deze werkwijze laat een maximale valorisatie toe.
Basisstoffen/hulpstoffen
Afhankelijk van de uitgevoerde reacties en scheidingen, in functie van het gewenste eindproduct:
- Reagentia: alcoholen, basen, H2, ...:
- Opconcentrering en zuivering: actief kool, ionenwisselingsharsen, ...
Daarnaast worden hulpstoffen toegepast voor de zuivering van het afvalwater.
Eindproduct
De typische eindproducten van de oleochemie zijn onder meer vetzuren, vetalcoholen, vetzure esters en glycerine. Bij de verwerking van frituuroliën en –vetten zijn deze bestemd voor technische toepassingen.
Emissies
Afvalwater
Afvalwater ontstaat onder meer in de splitsingsreactie, door toevoeging van een stochiometrische overmaat water ten behoeve van de hydrolysereactie, en de reiniging van de installaties. Het afvalwater bevat een aanzienlijke organische vracht (BOD, COD, extraheerbare stoffen), die door een goede biodegradeerbaarheid gekenmerkt wordt.
De site van Oleon te Ertvelde heeft een afvalwaterdebiet van 80 – 100 m3/uur (inclusief mogelijk verontreinigd hemelwater), bij een verwerkingscapaciteit van 250.000 ton/jaar. Het afvalwater wordt fysico-chemisch en biologisch gezuiverd.
Luchtemissies
De oleochemische processen zelf kennen geen relevante luchtemissies. Door de verwerking van grote hoeveelheden organische stoffen is geur een belangrijk milieu-aspect.
Milieubeschermende maatregelen
Het afvalwater van Oleon wordt fysico-chemisch en biologisch gezuiverd.
De verwerking van frituurolie vergt geen bijkomende milieubeschermende maatregelen.
Energetische aspecten
Bepaalde processen, zoals de splitsingsreactie, worden uitgevoerd bij verhoogde temperatuur en druk. De energie wordt geleverd door middel van hoge druk-stoom. Concrete gegevens over het relatieve energieverbruik zijn niet bekend.
Kosten
In de normale productie wordt de prijs van het eindproduct bepaald door de kost van de grondstoffen en de kost van de uitgevoerde reacties en zuiveringsstappen.
De oleochemische sector gaat ervan uit dat in geval van de verwerking van recuperatiefracties geen "gate fee" gevraagd kan worden. Zoniet zal het niet mogelijk zijn om voldoende hoeveelheden aangeleverd te krijgen. De uitdaging bestaat er in dit geval in om voldoende hoogwaardige producten te produceren, zodanig dat de marktwaarde de verwerkingskosten dekt.
Technische, juridische en economische beperkingen
Voor de verwerking van frituurolie in significante hoeveelheden frituurolie lijkt de investering in een afzonderlijke installatie noodzakelijk te zijn. Een schaalgrootte van 50.000 ton/jaar of meer is hiervoor vereist. De aanvoer vanuit Vlaanderen alleen is wellicht te beperkt om deze minimumcapaciteit op continue basis in te vullen.
Referenties
1. Bedrijfsbezoek Oleon, site Ertvelde, 06/02/2001.