DISEÑO DE UN PROCESO FISCHER-TROPSCH PARA LA PRODUCCIÓN DE CARBURANTE DE AVIACIÓN SOSTENIBLE (SAF) A PARTIR DE RESIDUOS

Abstract

El cambio climático está cobrando una importancia clave en la sociedad debido a los siguientes factores: la preocupación de la población por los efectos meteorológicos, las políticas cada vez más restrictivas y firmes por parte de las administraciones públicas y la inquietud de gran parte del sector privado por cumplir con la responsabilidad social corporativa que demanda el contexto social. Esto ha provocado una preocupación y una toma de acción sobre diversos ámbitos para mejorar y adaptar procesos y productos existentes, convirtiéndolos más respetuosos con el medioambiente. Una de las principales preocupaciones es la descarbonización del sector de los combustibles utilizados en el transporte. Debido a esta preocupación ya se ha desarrollado tecnología para la descarbonización automovilística, a través de los coches eléctricos e híbridos, tecnología ya madura. Se investiga la utilización de hidrógeno verde para transportes pesados como autobuses y camiones, etc. Pero uno de los principales dilemas en el transporte es el sector aéreo. Se ha demostrado que las tecnologías emergentes y utilizadas para otros medios de transporte no son aptas para el funcionamiento de los aviones, no al menos actualmente ni a corto plazo. La vía más prometedora y con más fuerza actualmente para la descarbonización del sector aéreo es la producción de combustibles sostenibles de aviación, conocidos como SAFs (Sustainable Aviation Fuels). Este tipo de combustible ya es reconocido como una alternativa viable e incluso ya en uso, con ciertas restricciones. El origen de este combustible es variable tanto en materia prima de partida como en tecnología empleada para su obtención. Esto ha motivado la realización del presente Trabajo Fin de Grado, un estudio sobre el diseño de la producción de combustible sostenible de aviación a partir de residuos en el municipio de Don Benito, Badajoz. La localidad extremeña ha sido elegida debido a que uno de los principales residuos empleados como materia prima son los residuos agrícolas de la producción de arroz y esta comarca cuenta con una de las mayores concentraciones de producción de este cultivo del país. El proceso empleado parte de una reacción Fischer-Tropsch, en la cual, una corriente de 33.928,02 kg/h de gas de síntesis (procedente de 154.170,32 Tn/año de residuos) se convierte en cadenas de hidrocarburos de diferentes longitudes. Posteriormente, estas cadenas han de someterse a una reacción de hidrocraqueo con el fin de optimizar las longitudes de cadena para maximizar la producción del combustible sostenible de aviación. Para la operación de hidrocracking se requiere la alimentación de una corriente de hidrógeno que se ha considerado que es de origen verde con el fin de permitir que el queroseno producido sea considerado sostenible. Posteriormente se dan una serie de tres separaciones, en la primera se separan las cadenas de hasta C8 por cabeza y el resto por fondos. La corriente destilado de la primera columna se acondiciona y se somete a una destilación súbita para obtener una corriente de gasolina de 5.418,23 kg/h, subproducto de la producción de SAF. A su vez, el residuo de la primera columna se introduce en otra columna, en la que juntando el destilado y una extracción lateral en la etapa 10 se obtiene una corriente de combustible sostenible de aviación de 9.646,03 kg/h. Una vez dimensionados los equipos, se ha realizado un análisis económico que ha demostrado la viabilidad económica del proyecto. Sin embargo, ha quedado demostrada la sensibilidad de ésta al precio de obtención del gas de síntesis. Se ha concluido se puede asumir sobrecoste del precio del gas de síntesis del 11,79% sobre el coste del gas natural para que el proyecto sea viable económicamente, sin incentivos ambientales adicionales.