PROCESADO DE ALIMENTACIONES DE ORIGEN BIOGÉNICO (HVO Y ACEITES VEGETALES) EN UNIDADES DE CRAQUEO CATALÍTICO FLUIDIZADO (FCC): EXPERIMENTACIÓN Y DISEÑO CONCEPTUAL

Abstract

En este trabajo de fin de grado, se ha investigado el procesado de diferentes alimentaciones de origen biológico (aceite vegetal hidrotratado, aceites vegetales crudos y otras corrientes lipídicas de origen residual), en unidades de Craqueo Catalítico Fluidizado (FCC). Este estudio se ha realizado en colaboración con el equipo de Transformación de Refino del Repsol Technology Lab, y el objetivo principal del mismo ha sido evaluar la viabilidad del uso de materias primas 100% renovables en estas unidades industriales, así como identificar las modificaciones necesarias para su implementación. En una primera etapa, se llevó a cabo una exhaustiva revisión de la bibliografía científica y técnica en estudios previos e información interna de la compañía, relacionada con el craqueo catalítico de aceites vegetales y residuos oleaginosos. Se han identificado los más adecuados para este proceso, considerando criterios como propiedades fisicoquímicas, disponibilidad, productividad, normativa vigente y sostenibilidad ambiental. Esto ha permitido tener un sólido fundamento teórico para el desarrollo posterior del trabajo. También se analizó el impacto del procesamiento sobre rendimientos y calidad de producto, observándose que la mayoría de los estudios analizan el coprocesado de los aceites vegetales más importantes con alimentación fósil, habiendo muy pocos que estudian el procesado bio al 100%. La segunda fase del TFG ha sido experimental y se realizó en el Repsol Tech Lab, consistiendo en la realización de experimentos de craqueo catalítico en condiciones que simulan el FCC (Fluid Catalytic Cracking) a escala de laboratorio, empleando un reactor tipo ACE® (Advanced Cracking Evaluation). Se han empleado diferentes alimentaciones de carácter renovable seleccionadas tras la revisión bibliográfica, investigando el efecto de la calidad de la alimentación, en especial de la composición en ácidos grasos, y de la temperatura sobre los rendimientos del proceso. El objetivo es optimizar el proceso de craqueo y maximizar la producción de biocombustibles, con especial interés en la producción de gasolina 100% renovable. Tras la realización de un par de ajustes en los balances de materia, se ha observado que los rendimientos a gasolina de varias de las alimentaciones son bastante satisfactorios. Además, el impacto de la temperatura en los rendimientos ha sido el esperado. Sin embargo, ciertos resultados han indicado la necesidad de realizar modificaciones significativas en el proceso. Finalmente, se ha realizado una evaluación de las modificaciones necesarias en el diseño del proceso industrial para adaptar las unidades existentes a las características específicas de estas materias primas y residuos, así como a los cambios en las propiedades de los productos obtenidos, como la generación de compuestos oxigenados. Este análisis permitirá proponer mejoras que optimicen la eficiencia y la sostenibilidad del proceso de producción del biocombustible. Se han identificado ciertos cuellos de botella que es necesario solventar, en las etapas del proceso de FCC analizadas, para poder procesar las alimentaciones estudiadas. Cada una de ellas presenta limitaciones particulares que pueden conllevar un coste considerable. No obstante, se espera que, en varios casos, éste se pueda compensar por el beneficio futuro de obtener una gasolina 100% renovable, clave para impulsar la descarbonización del sector energético, y de la compañía energética Repsol en particular. Por ello, como recomendaciones futuras para poder obtener conclusiones más precisas, se propone la realización de un análisis económico más detallado, llevar a cabo estudios a planta piloto para buscar resultados más alineados con la realidad industrial, y explorar el coprocesado de varias de las materias primas del estudio, con el fin de mitigar algunas de las limitaciones observadas en los procesamientos individuales.