Tecnologías BtL: Síntesis y caracterización de catalizadores de hierro y evaluación tecno-económica del proceso de conversión de biomasa en hidrocarburos

Abstract

En el presente trabajo se estudió el desempeño de diferentes catalizadores de Fe-La-Zr en la síntesis de Fischer-Tropsch (FTS) para la producción de hidrocarburos a partir de diferentes mezclas conteniendo H2, CO y CO2 como principales componentes, así como un catalizador de hierro soportado sobre sílice obtenida por combustión controlada de cáscara de arroz. Los catalizadores preparados fueron caracterizados y posteriormente ensayados en diferentes condiciones experimentales (temperatura y presión), utilizando mezclas de gas de síntesis de tipo sintéticas y generadas in situ.Fue posible obtener materiales que presentan actividad en las condiciones de ensayo, logrando conversiones elevadas de CO para las condiciones típicas de Fischer-Tropsch (84,1% a 300 C y 10 bar para el catalizador FeSiO2-KCu) y moderadas a presión atmosférica y 300 C (siendo la más elevada de 32,2% para Fe(30%)LaZr).En base a los resultados de estos ensayos y datos de bibliografía, se diseñaron en el software de simulación Aspen Plus procesos de conversión de diversas biomasas a hidrocarburos vía biosingás. Para ello, se consideraron tecnologías de gasificación catalítica y térmica de aserrín de Eucalyptus Camaldulensis y Globulus, respectivamente, para la obtención de biosingás, y su posterior conversión en hidrocarburos y separación en los cortes Nafta, Jet fuel y Diesel.Los análisis tecno-económicos indican que para una capacidad de procesamiento de biomasa de 200.000 ton/año, la generación de biosingás tiene un costo de capital en el rango de 20-25 MMUSD y de operación entre 16-20 MMUSD/año, y la síntesis y separación de hidrocarburos agrega entre 24-34 MMUSD. También, fue posible establecer que la generación del biosingás es el cuello de botella del proceso de conversión de biomasa en hidrocarburos.