Métodos optimizados para la producción de biocombustibles en refinerías ya existentes
El sector del transporte depende de los combustibles fósiles más que ningún otro sector y, en 2021, fue responsable del 37 % de las emisiones de CO2 de los sectores de uso final. Los biocombustibles avanzados son combustibles directos alternativos prometedores que podrían reducir de forma notable la huella de carbono de los subsectores del transporte difíciles de descarbonizar. Estos combustibles sustituyen a los biocombustibles de primera generación existentes por materias primas no alimentarias. La materia prima sólida se licua y se procesa para producir un biopetróleo que se refina para producir biocombustibles avanzados. La integración de estos procesos en refinerías ya existentes desempeñará un papel fundamental en el aprovechamiento del potencial de los biocombustibles avanzados. Permitirá emplear los procesos y las infraestructuras de las refinerías actuales, lo que favorecerá una ampliación rentable de las alternativas a los combustibles fósiles. En el proyecto 4REFINERY, financiado con fondos europeos, se desarrolló una nueva tecnología de producción de biocombustibles a partir de diferentes materias primas en pos de facilitar una aplicación eficaz y eficiente en las refinerías existentes.
Conversión primaria de diferentes materias primas de biomasa en biopetróleo
La biomasa se diferencia de los hidrocarburos de combustibles fósiles por su contenido en oxígeno y por ser una materia prima sólida. Requiere una etapa de conversión primaria, la licuefacción a biopetróleo, para permitir su mejora en las refinerías existentes. Las rutas de licuefacción más prometedoras son la pirolisis rápida y la licuefacción hidrotérmica (LHT). Duncan Akporiaye, coordinador del proyecto en SINTEF, explica: «En 4REFINERY se evaluaron varios métodos para su integración en los procesos de refinería a fin de optimizar el rendimiento y el coste de la conversión primaria de residuos forestales, eucalipto y paja, utilizando las tecnologías complementarias de pirólisis rápida y licuefacción hidrotérmica».
De biopetróleo a biogasolina y biodiésel: coprocesamiento en refinerías existentes
El aprovechamiento de las refinerías existentes consistirá en el coprocesamiento del petróleo crudo y el biopetróleo. El craqueo catalítico en lecho fluidizado (CCLF) y el hidrotratamiento (HDT) catalítico son dos procesos de refinería importantes que permiten descomponer grandes fragmentos de petróleo en flujos de hidrocarburos más ligeros. En 4REFINERY se examinaron las principales etapas de las rutas de co-CCLF y co-HDT para la producción de biopetróleo en procesos de refinería. Uno de los hallazgos más relevantes es que el petróleo de pirólisis ligeramente refinado podría integrarse en la ruta co-CCLF, pero la ruta de co-HDT requería un tratamiento más agresivo de los biolíquidos de pirólisis. Se encontraron problemas de compatibilidad de los biolíquidos de LHT en el coprocesamiento con gasóleo de destilación directa (producido por destilación antes de su posterior conversión o procesamiento) debido a problemas de solubilidad. Sin embargo, la destilación fraccionada y el uso de destilados pesados permitieron una miscibilidad completa en gasóleo de destilación directa, lo que indica que todavía podría constituir una ruta prometedora para el coprocesamiento de biopetróleo y combustibles fósiles.
Una herramienta para ayudar a las refinerías a elegir los procesos óptimos
En 4REFINERY se demostró que los procesos de refinería basados en combustibles fósiles existentes podrían reconfigurarse para producir biocombustibles avanzados a escala comercial, lo que evitaría tener que construir unidades de producción totalmente nuevas. BTG Biomass Technology Group, empresa socia del proyecto, aprovechó esta posibilidad mediante la creación de unidad comercial en Suecia que aplica los conceptos desarrollados en el marco del proyecto. Al mismo tiempo, el consorcio y otros socios trabajan ahora en la ampliación de una de las cadenas de valor de 4REFINERY para la producción de combustibles para uso marítimo y de aviación. El trabajo en el marco del proyecto ha dado lugar a una mejor comprensión de la repercusión de las diferentes combinaciones de materias primas de biomasa y procesos de tratamiento sobre las características del producto, y ha aportado información sobre los efectos sinérgicos. «4REFINERY fue bastante pionero al permitir probar una amplia variedad de cadenas de valor alternativas, lo que favoreció el desarrollo de modelos integrales. Los resultados de estos estudios se han aplicado a una herramienta que las refinerías pueden emplear a fin de evaluar el potencial de diferentes supuestos», concluye Akporiaye.
Palabras clave
4REFINERY, refinerías, biocombustibles, biomasa, pirólisis, biopetróleo, CCLF, HDT, LHT, biolíquidos, licuefacción hidrotérmica, hidrotratamiento, craqueo catalítico en lecho fluidizado
