TECNOLOGÍAS PARA LA PRODUCCIÓN DE BIOTURBOSINA

1. ACEITE VEGETAL HIDROGENADO (HVO) O HIDROPROCESADOS ÉSTERES Y ÁCIDOS GRASOS

(HEFA)

HVO (O HEFA) se produce mediante la hidrogenación de los aceites vegetales, los flujos de residuos de la industria

alimentaria o subproductos de refinado de aceite vegetal. Los aceites se originan a partir de plantas, algas o puede ser

aceite microbiano. La demanda de hidrógeno para la hidrogenación depende de la calidad de la materia prima, lo que

resulta ventajoso en cuanto a los costos para ciertas materias primas tales como las grasas de aceite de palma y grasa

animal.

La producción de bioturbosina con HVO ya ha sido probada completamente a escala comercial. Un ejemplo de ello es

con la compañía Neste Oil. Las plantas de Neste Oil ahora se utilizan principalmente para producir diésel renovable, pero

puede también, en principio, ser utilizadas para producir bioturbosina.

Los aceites vegetales químicamente hidrogenados (HVOs) son mezclas de hidrocarburos parafínicos y están libres de

azufre y compuestos aromáticos. Sus propiedades en frío de HVO se pueden ajustar para satisfacer los requisitos locales

mediante el ajuste de la gravedad del proceso o por procesamiento catalítico adicional.

En el proceso de producción HVO, el hidrógeno se utiliza para eliminar el oxígeno de los triglicéridos (aceite vegetal). El

proceso de producción HVO no produce ningún glicerol como producto secundario. GLP producido como un producto

secundario se utiliza en el sitio para cumplir con los requisitos de calor y energía.

2. SINTÉTICO FISCHER-TROPSCH (BTL)

Combustibles Fischer-Tropsch sintéticos, también llamados combustibles BtL (biomasa a líquido), donde la biomasa se

convierte en un gas de síntesis rico en hidrógeno y monóxido de carbono. Después de la limpieza, el gas de síntesis se

convierte catalíticamente a través de Fischer-Tropsch (FT) de síntesis en una amplia gama de líquidos de hidrocarburos,

incluyendo diésel sintético y bioturbosina. Este tipo del combustible ya está aprobado para un máximo de 50% de

mezcla con la turbosina se origen fósil (JET-A1) por la ASTM.

La tecnología FT a menudo utiliza los flujos de residuos lignocelulósicos para la producción de biocombustibles, una

materia prima que conduce a algunas preocupaciones acerca de la sustentabilidad. La síntesis FT se ha aplicado en los

procesos a escala industrial durante décadas, basado en gas de síntesis producida a partir de carbón y gas natural.

El proceso de Fischer-Tropsch, se utiliza para producir combustibles líquidos a partir de gas natural y carbón.

Las reacciones principales que se llevan a cabo en el proceso Fischer-Tropsch son:

(Producción de parafinas)

(Producción de olefinas)

Se trata en ambos casos de reacciones muy exotérmicas, es decir, que liberan una gran cantidad de calor.

Reacciones secundarias eindeseadas:

(Producción de metano)

(Producción de alcoholes)

(Deposición de carbono sólido)

La reacción se lleva a cabo sobre catalizadores de cobalto o hierro. Para un buen rendimiento se requiere alta presión

(típicamente 20 - 30 bar) y temperatura (200 - 350 °C). Por encima de los 400 °C la formación de metano resulta

excesiva.

3. HIDROGENADO DE ACEITE DE PIRÓLISIS (HPO)

HPO se basa en aceites de pirólisis de biomasa lignocelulósica. Hoy en día, los aceites de pirólisis están en investigación

y a nivel de demostración.

A nivel mundial, existen varias iniciativas que desarrollan procesos de pirólisis rápida. Algunos de ellos (por ejemplo,

Ensyn Technologies / Envergent (una empresa conjunta entre UOP Honeywell y Ensyn Corp desde Canadá) y BTG en los

Países Bajos) están llevando a cabo el proceso de pirólisis a escala comercial para producir pirolisis de petróleo crudo.

Contrariamente los aceites vegetales, el aceite de pirólisis contiene unos pocos cientos diferentes componentes

químicos. Para la aplicación en el sector del transporte de las necesidades de petróleo crudo de pirólisis actualizar

adicionalmente para producir HPO. Se requieren una o más etapas de hidrogenación para lograr el la calidad del

producto deseado. La escala de la operación para la producción del aceite de pirólisis puede ser muy diferente de las

actividades de mejoramiento. Este último podría ser combinado con operaciones de refinería actuales. Envergent / UOP,

por ejemplo, está llevando a cabo un proyecto de demostración para la pirólisis y una mejora la tecnología para el

transporte de combustibles en la refinería de Tesoro en Hawai. Contrariamente a los combustibles de FT y HVO, HPO

todavía puede contener una cierta cantidad de compuestos aromáticos que actualmente son necesarios en la

bioturbosina para evitar problemas en el sellado del motor. Por lo tanto, HPO puede complementar HVO y FT.

Para más detalle, la pirólisis se define como un proceso termoquímico mediante el cual el material orgánico de los

subproductos sólidos se descompone por la acción del calor, en una atmósfera deficiente de oxígeno y se transforma en

una mezcla líquida de hidrocarburos, gases combustibles, residuos secos de carbón y agua. Los gases combustibles

pueden servir para accionar motores diesel, para producir electricidad, o para mover vehículos. El proceso de pirólisis

exige un aporte térmico, que puede provenir de la combustión de la alimentación o de los productos de pirogenación.

Los sistemas pirolíticos que se han desarrollado se agrupan en dos categorías:

o Pirólisis convencional

o Pirólisis a altas temperaturas

La pirolisis convencional puede efectuarse a baja temperatura, o a temperatura media. Los procesos a baja temperatura

son hasta los 550ºC, y se emplean para la producción de aceites y alquitranes; en tanto que los procesos de temperatura

media se llevan entre los 550ºC a 800ºC, con lo cual se obtiene la producción de metano e hidrocarburos superiores. La

pirolisis a alta temperatura se efectúa a temperaturas superiores a los 800ºC, con lo cual se logra la producción de gas

con bajo poder calorífico (Masera et al., 2005). Esta última pirolisis denominada pirolisis súbita (Fast), que opera en

tiempos cortos y a altas temperaturas (800ºC 1.000ºC), permite obtener una pequeña parte de material sólido (10%) y‐

convierte un 60% en gas rico en hidrógeno y monóxido de carbono. Esto hace que la pirólisis súbita pueda competir con

los métodos de gasificación convencionales.

Los equipos utilizados en la pirólisis son similares a los empleados en la gasificación, pero sin aporte de oxígeno o aire.

La siguiente figura muestra un esquema de proceso de la pirolisis de biomasa

El proceso de pirólisis se puede llevar a cabo de una forma lenta o de una manera más rápida, obteniéndose productos

diferentes. Actualmente, el proceso de pirólisis rápida es de gran importancia práctica, es un proceso con una alta

velocidad de transferencia de calor a la alimentación y un corto tiempo de residencia del vapor caliente en la zona de

reacción. Este proceso ha alcanzado un importante éxito comercial en la producción de sustancias químicas y está

siendo activamente desarrollada para la producción de combustibles líquidos.

Por su parte, en la pirólisis lenta se produce gas pobre que puede utilizarse directamente o bien este proceso puede

servir de base para la síntesis de un alcohol muy importante, el metanol, que podría sustituir las gasolinas para la

alimentación de los motores de explosión (carburol).

Los productos obtenidos de la pirolisis se pueden clasificar en tres grandes grupos:

Residuos sólidos carbonosos

Líquidos hidrocarbonados

Gases compuestos por hidrógeno, óxidos de carbono e hidrocarburos

Referencias: “Biofuels for aviation”, ECOFYS, Carlo Hamelinck, Maarten Cuijpers, Matthias Spoettle, Arno van den Bos

4. BIOCOMBUSTIBLES EN BIOMASA / A BASE DE AZÚCAR

En los últimos años, se han anunciado nuevas rutas de conversión de biocombustibles, por ejemplo, mediante la

conversión directa de los azúcares en los combustibles diésel sintéticos.

Éstas incluyen:

• El uso de microorganismos tales como levaduras, algas o cianobacterias que convierten el azúcar en alcanos, los

hidrocarburos básicos para la gasolina, diesel y turbosina;

• La transformación de una variedad de azúcares en hidrógeno y químicos intermedios usando fase acuosa de

reformado, y luego en alcanos a través de un proceso catalítico;

• El uso de levaduras modificadas para convertir azúcares en hidrocarburos que pueden ser hidrogenados a diesel

sintético.

Hasta ahora, ninguno de los procesos anteriores se ha demostrado a escala comercial. Azúcar para combustibles de

hidrocarburos son técnicamente factibles, pero por ahora no jugará ningún papel significativo.

A raíz de los recientes anuncios y los progresos realizados por los Estados Unidos de biocombustibles de nueva creación

como Virent, Amyris y GEVO cuyos combustibles se consideran por ASTM, estas vías son seguro que será incluido en

futuros estudios y proyectos. En Francia un subsidio proyecto fue recientemente concedida al proyecto ProBio3 que

investiga las conversiones microbianas en ácidos grasos específicos de sustratos de carbono a partir de recursos no

alimentarios renovables y subproductos industriales.

5. ALCOHOL COMO BIOTURBOSINA (ATJ)

Emplea Oligomerización, proceso de "creación de cadenas de C"

Referencia: “Aviation Biofuels” All Energy 2012 - Paul Mitchell, University of Aberdeen Aviation Biofuels

6. PROCESO DE BIOFORMING VIRENT

La técnica Virent está en contraste químico directo a la fermentación biológica. El Proceso de Virent puede utilizar

corrientes mixtas de azúcar, polisacáridos, fructosa y glucosa así como azúcares derivados de biomasa celulósica.

En primer lugar, los hidratos de carbono solubles en agua son hidrotratados catalíticamente para el fraccionamiento

como un pretratamiento. A continuación, en APR de Virent (Rectificación de laFase Acuosa), los alcoholes de azúcar

resultantes reaccionan con el agua sobre otro catalizador metálico heterogéneo apropiado para formar hidrógeno y

químicos intermediarios.

La corriente de producto se procesa con una de las múltiples rutas catalíticas, lo que convierte estos productos químicos

en componentes tales como gasolina, diésel o combustible para aviones. La tecnología también produce gases

combustibles de alcanos y otros productos químicos. El pretratamiento y fraccionamiento seguido por el proceso de APR

utiliza más de la masa vegetal por hectárea, proporciona un mejor uso de la tierra y de mayor valor para los agricultores.

La tecnología necesita poco aporte de energía, casi autosuficiente, y puede ser completamente renovable. La gasolina

para productos de combustible diésel no es miscible para que separen naturalmente del agua. Como resultado, el

proceso elimina la etapa de destilación de alcohol de alto consumo energético para separar y recoger los

biocombustibles requeridos por otras tecnologías de proceso biológico. Los biocombustibles de hidrocarburos del

proceso de Virent son intercambiables con productos derivados del petróleo, igualando en la composición, la

funcionalidad y el rendimiento; trabajan en los motores actuales, bombas de combustible y tuberías. El análisis

preliminar sugiere que el proceso de BioForming Virent puede competir económicamente con los combustibles

derivados del petróleo y productos químicos en los precios del crudo.

Referencia: http://newenergyandfuel.com/http:/newenergyandfuel/com/2009/06/26/virent-is-the-bio-fuel-producer-

to-beat/#sthash.Cp14CH90.dpuf

7. PROCESO MEDIANTE EL USO DE MICROALGAS

Hay tres rutas para producir bioturbosina a partir de microalgas. La primera ruta implica el uso de aceite de microalgas

para producir Bio-KPS (Bio-Queroseno Parafínico Sintético) por craqueo e hidro-procesamiento. Esto puede ser usado

para los combustibles de tipo queroseno incluyen (Tropsch- Fischer sintético Parafínicos Kerosene) es la segunda ruta

que implica pirólisis de sólidos de biomasa para producir aceite de pirólisis o la gasificación para producir un gas de

síntesis que luego se poseía en FT SPK. La tercera vía implica el crecimiento de algas, la recolección, la extracción de

petróleo y transesterificación o para producir biodiesel. El biodiesel se mezcla con combustible Jet para producir

combustible bio-jet.

El Hidrotratamiento catalítico de la biomasa líquida es una tecnología que ofrece una gran flexibilidad a las demandas

siempre crecientes del mercado de los biocombustibles, ya que puede convertir una amplia variedad de biomasa líquida

incluyendo aceites crudos vegetales , aceites de cocina residuales , grasas animales , así como los aceites de algas en

biocombustibles con altos rendimientos de conversión. En general, esta tecnología de proceso catalítico permite la

conversión de triglicéridos y lípidos en parafinas e iso-parafinas dentro de los intervalos de la nafta, queroseno y diésel.

Referencia: “Green Approach to Produce Bio-Jet Fuel From Microalgae”, Elmoraghy, M. y Farag, I., University of New

Hampshire. Ver en: http://www3.aiche.org/Proceedings/Abstract.aspx?PaperID=280853.

8. EL PROCESO UOP

UOP LLC, una compañía de Honeywell, está investigando y desarrollando una tecnología de energía renovable para

convertir aceites vegetales y algas en combustibles para aviones militares.

El proceso UOP utiliza la tecnología de hidro-procesamiento y hardware refinería para convertir los aceites vegetales y

residuos en un combustible diésel renovable de alto cetano con bajas emisiones y alta eficiencia. La salida UOP / Eni

Ecofining es un producto de hidrocarburo, y no un compuesto oxigenado.

Referencia: http://www.freerepublic.com/focus/f-news/1858475/posts