Estudio de los procesos simultáneos de hidrotratamiento durante el coprocesamiento de aceite de pirólisis con corrientes de refinería
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Date
2023-03-17
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Universidad Industrial de Santander
Abstract
El sexto informe de evaluación sobre el Cambio Climático de las Naciones Unidas, publicado por el Grupo Intergubernamental de Expertos ha advertido sobre la amenaza a la que nos enfrentamos como humanidad si no se toman medidas urgentes para disminuir las emisiones de CO2. Varios sectores y empresas proponen cero emisiones netas de CO2 para 2050 para hacer frente a este desafío. Con este objetivo, el sector energético necesitará cambios significativos, incluida una mayor demanda de energías renovables como la eólica, solar, fotovoltaica, hidroeléctrica y geotérmica. En el sector transporte, el uso de biocombustibles de bajas emisiones, vehículos eléctricos e híbridos aumentará significativamente. Una opción para disminuir las emisiones de CO2 en las refinerías de petróleo es el coprocesamiento de derivados de biomasa como aceites vegetales, reciclados y de pirólisis en unidades de proceso ya existentes. En este trabajo se presenta un estudio sobre el coprocesamiento de gasóleo al vacío y aceite de pirólisis obtenido de maderas blandas. Los experimentos se llevaron a cabo en una planta piloto de hidrotratamiento de lecho fijo a una temperatura de 390 °C, una presión de 96 bar, una relación H2/líqido de 650 LN/L y utilizando una disposición de catalizadores comerciales de Co-Mo/Al2O3 y NiMo/Al2O3. La severidad de la reacción fue modificada cambiando la velocidad espacial en el rango de 1.8 a 1.0 h-1. Se prepararon emulsiones de aceite de pirólisis y gasóleo de vacío de hasta 3 % v/v utilizando mezcladores ultra turrax y de microfluidización; estas emulsiones se utilizaron como alimento para la planta piloto. Los productos de reacción se analizaron mediante métodos analíticos ASTM convencionales y mediante espectrometría de masas de alta resolución con transformados de Fourier (FT-ICR/MS). Los resultados mostraron que la tendencia a la formación de coque en el reactor se reduce cuando el tamaño de la gota Bio-Oil es menor. La velocidad de las reacciones de hidrodesnitrogenación, medida por la constante de velocidad aparente kapp, se inhibe cuando el Bio-Oil está presente como gotas de gran tamaño. FT-ICR/MS demostró que este efecto inhibitorio, a nivel molecular, se debe a una menor saturación de anillos aromáticos que contienen nitrógeno; el primer paso en el mecanismo de HDN. Estos efectos inhibitorios no ocurren cuando el tamaño de la gota del aceite de pirólisis está en el rango de 1-3 micrómetros. Estos resultados sugieren que la transferencia de masa de hidrógeno de la fase gaseosa a la fase líquida juega un papel vital para controlar la actividad y la selectividad cuando se coprocesan materias primas de diferentes orígenes como el bioaceite y el VGO
Description
Keywords
Bioaceite, Pirólisis, Biomasa, Coprocesamiento, Hidrotratamiento