HIDROGENACION DEL CARBON: ¿RETORNO AL PASADO?

[Javier Dufour Andía]

La hidrogenación del carbón tiene como objetivo adicionar hidrógeno a la estructura del carbón, rompiéndola en la mayor extensión posible para obtener líquidos que sean destilables. Los primeros intentos realizados por Bergius a principios del siglo pasado se basaron en preparar una suspensión del carbón en aceites pesados, donde se disolvía parcialmente, y aplicar altas temperaturas y presiones con el objetivo de craquear la estructura del carbón. Posteriores mejoras consistieron en la introducción de un catalizador (óxido de hierro, níquel-molibdeno o cobalto-molibdeno sobre alúmina) y de hidrógeno que moderaron las condiciones a aplicar, pasando de 900 a 400-450 ºC y de 1.000 a 150-200 bar.

En cualquier caso, estas condiciones siguen siendo extremas y esto ha motivado que, excepto en condiciones excepcionales, esta tecnología no haya podido competir con los productos derivados del petróleo. Tales condiciones son naciones sometidas a embargos comerciales, como Alemania durante las Segunda Guerra Mundial o Sudáfrica desde los 50 hasta mediados de los 80 del siglo pasado, o que los precios del crudo sean muy elevados, precisamente como en la actualidad.

Este panorama actual ha hecho que ciertos países con grandes reservas de carbón hayan vuelto sus ojos hacia la hidrogenación, junto con otras tecnologías como la gasificación de carbón con posterior transformación Fischer-Tropsch (licuefacción indirecta del carbón). De entre todos ellos, China ha tomado la delantera construyendo la primera planta basada en licuefacción directa, todo ello motivado por sus necesidades ingentes de crudos de petróleo. Las expectativas suponen que para el 2020 necesitará 450 millones de toneladas con una dependencia de la importación del 60 al 62%.

La empresa Shenhua Group Corporation Ltd. es la propietaria de dicha planta, que será puesta en marcha durante el 2007 en Majiata, utilizando la tecnología de la empresa Hydrocarbon Technologies Inc. Se trata de un proceso de doble etapa de reacción (ver figura adjunta) en el que la mayor parte de la hidrogenación se produce en la primera de ellas, actuando el disolvente (fracciones pesadas recirculadas de la propia planta) como donante de hidrógeno, mientras que en la segunda el disolvente se resatura y se completa la hidrogenación del carbón. Las condiciones de operación son 435-460 ºC, 170 bar y catalizador basado en hierro con tamaño en la nanoescala.

La planta diseñada es capaz de tratar hasta 6.000 toneladas por día de carbón y el hidrógeno necesario se producirá “in situ” en el complejo por gasificación del propio carbón con una capacidad nominal de 240.000 m3 por hora. Se esperan obtener más de 1 millón de toneladas al año de diferentes productos, mayoritariamente combustibles:

Producto

Producción (t/a)

Propano-butano

70.000

Naftas (gasolinas)

320.900

Gasóleo diesel:

620.800

Amoniaco (líquido)

11.500

Azufre

40.600

Fenol

3.500

TOTAL

1.067.300

Una de las ventajas de estos combustibles es su casi nulo contenido en azufre por los enérgicos tratamientos con hidrógeno y su buen rendimiento en los motores de combustión, especialmente el gasóleo, por su composición.

Se esperan alcanzar buenos resultados con esta primera planta, de tal forma que ya existen otras tres en proyecto en la misma China y se están realizando estudios de viabilidad en India y Filipinas.

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