Emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI), Protocolo de Kioto o cambio climático son términos que en menor o mayor medida estamos acostumbrados a escuchar. El incremento de las emisiones de CO2  ha sido especialmente importante en los sectores del suministro de energía, transporte y silvicultura. Por el contrario, los crecimientos de emisiones en sectores como la industria o la agricultura han sido mucho más moderados.

En la siguiente figura se muestra las emisiones globales de gases de efecto invernadero, diferenciando tipos de gases. Como puede apreciarse, las emisiones de CO2 constituyen más de las tres cuartas partes del total.

 

Figura 1. Emisiones globales de gases de efecto invernadero, por tipo de gases. [IPCC, 2007]

 

Son muchas las medidas que se están llevando a cabo para disminuir estas emisiones, como la captura y almacenamiento de CO2, la apuesta por las energías renovables, la apuesta por la eficiencia energética, etc. Pero, ¿tiene este gas aplicaciones prácticas? ¿Se puede hacer algo con el CO2 que se emite? Quizás muchas de estas alternativas donde tiene aplicación práctica os resulten bastante familiares.

Al CO2 se le puede dar un uso alternativo a estas medidas de reducción de emisiones.

Las corrientes de gas efluente de algunas operaciones de refino contienen cantidades importantes de hidrógeno cuya recuperación y purificación pueden resultar económicas dependiendo de las circunstancias y de las necesidades de la refinería. 

Tradicionalmente el reformado catalítico de naftas para la producción de gasolinas de alto octano ha sido la fuente principal de hidrógeno en refinería. Sin embargo, el aumento de demanda en el resto de operaciones de refino ha provocado que sea necesario acudir a otras fuentes de suministro.

Existen tres procesos principales aplicables para la recuperación y purificación de hidrógeno de las corrientes en refinería:

Adsorción selectiva (PSA)

Su nombre viene de las siglas en inglés Pressure Swing Adsorption (PSA). Mediante esta tecnología, pueden alcanzarse purezas muy elevadas de hidrógeno. Actualmente es el proceso más ampliamente extendido en cualquier tipo de refinería para la purificación de hidrógeno en un proceso de steam reforming debido a la alta pureza con la que se obtiene.

El PSA es un proceso cíclico muy complejo que utiliza lechos fijos de adsorbente sólido para eliminar las impurezas del gas. Estas impurezas quedan retenidas en el adsorbente.

La siguiente figura muestra la tecnología para un sistema de 4 lechos:

Figura 1. Esquema de PSA con 4 lechos de adsorción.  [Hydrogen Production, Gérard Bourbonneux]

 

El proceso cíclico es el siguiente:

  • Al primer lecho llega la corriente de gas alimentación a purificar, está en la fase de adsorción y produce hidrógeno puro a baja presión.
  • Mientras tanto, el segundo lecho está en la fase de despresurización, que libera gas para purgar el lecho tercero y cuarto de presurización del lecho. 
  • El tercer lecho se purga a baja presión con el fin de eliminar impurezas.
  • El último lecho se vuelve a comprimir por el gas procedente del segundo lecho. Este lecho queda listo para hacer de nuevo adsorción.

Una vez hecho esto, el lecho 4 queda listo para la adsorción, pasando a ser ahora el número 1. El número 1 pasa a ser el número 2 donde se despresuriza, el 2 pasa a ser el 3 y el 3 pasa a ser el 4 y así sucesivamente.

El hidrógeno, desde siempre ha sido un componente esencial en el proceso de refino, sin embargo, en los últimos tiempos, se está convirtiendo en un componente esencial. La necesidad de alcanzar un mayor grado de conversión de las fracciones pesadas junto con el uso de petróleos crudos de peor calidad y, en particular, las mayores exigencias de calidad para el medio ambiente que deben cumplir los productos y que además obligan al hidrotratamiento y desulfuración de las corrientes intermedias de proceso, hacen que el consumo de hidrógeno en este tipo de procesos haya aumentado de manera considerable en los últimos años.

Los principales procesos  que consumen hidrógeno en  refinería son los siguientes:

  •     Hidrodesulfuración
  •     Procesos de Hidrogenación
  •     Hidrocraqueo
  •     Hidroconversión de residuos pesados

En todos estos casos, el consumo de hidrógeno es el resultado de una reacción química de otro proceso de la refinería en la cual el H2 no es el producto principal.

  • Hidrodesulfuración: es ampliamente utilizado en las refinerías para tratar una serie de cortes muy diversos, desde la nafta a gas oíl y los cortes de vacío destilados. El H2 requerido por estas unidades es suministrado por el gas producido en unidades de reformado catalítico que contienen 70 a 90% en volumen de H2.
  • Procesos de Hidrogenación. Los más comunes son:
  1. Hidrogenación de destilados ligeros y medios de las unidades de conversión térmica
  2. Hidrogenación selectiva de vapor, agrietado de gasolinas, la conversión de diolefinas y mono-olefinas a parafinas
  3. Isomerización de destilados ligeros
  4. Hidroacabado de lubricante
  5. Hidrogenación de diversas corrientes (cortes ricos en benceno, benceno convertido en ciclohexano)
  • Hidrocraqueo e Hidroconversión de residuos pesados: El Hidrocraqueo de destilados a vacío o residuos desasfaltados que operan entorno a 100-200 bar consumen aproximadamente de 25 a 35 kg/t de H2. La hidroconversión de residuos consume entorno al 15 o 25 kg/t H2 en función del grado de conversión requerido y en función del tipo de refinería. Estas unidades de muy alta presión necesitan el hidrógeno con una pureza en volumen del 99% con el fin de cumplir con todas las especificaciones requeridas. 

Expoquimia es la mayor feria de ingeniería química del país y también del sur de Europa que se celebra cada 3 años. Además de tener una oferta comercial en la cual están representados sectores como la logística, la universidad, la investigación, la seguridad industrial y laboral, la transferencia tecnológica, la instrumentación, el material de laboratorio, etc., dispone de un extenso programa científico que incluye congresos, seminarios y jornadas. Entre ellos, destacar el XIII Congreso de Ingeniería Química del Mediterráneo o las Jornadas de Análisis Instrumental.

Este año 2014, a la vez que se celebra Expoquimia, también se celebra Equiplast y Eurosurfas, que hace aún más interesante la feria y convierten estas fechas, del 30 de septiembre al 3 de octubre, en unas fechas relevantes para cualquier persona interesada en el ámbito

Esta nueva edición de Expoquimia tiene un enfoque que va más allá de novedades del sector científico e industrial. Las nuevas siglas de WICAP pretende presentar estrategias enfocadas al diseño del futuro de la industria química y los sectores afines.  

 

Información importante

Expoquimia-Equiplast-Eurosurfas

Fira de Barcelona, Gran Via

30 de septiembre - 3 de octubre

Info general: http://www.expoquimia.com

Actividades: http://www.expoquimia.com/congresses-and-seminars