Bio-Polipropileno (Bio-PP)
Tras
estudiar
el bio-PE en la anterior entrada, voy a centrarme ahora en otro
miembro prominente del grupo de las bio-poliolefinas: el
bio-polipropileno (bio-PP). El PP es
uno de los plásticos más utilizados en el mundo sólo
por detrás del PE.
Se
trata de es
un
polímero termoplástico con una gran capacidad para ser procesado
por moldeo por inyección.
En los últimos años se ha visto incrementado fuertemente
el rango de aplicaciones en las que puede usar: fibras textiles,
piezas para automoción,
sistemas
de tuberías o material médico. Ello se debe a la versatilidad de
características que se puede alcanzar actuando sobre la cadena
polimérica a nivel molecular y haciendo elecciones específicas en
las condiciones del proceso de fabricación.
Una
vez que se obtiene el propileno
derivado de materias primas renovables, las
técnicas de polimerización convencionales permiten obtener bio-PP
de idénticas
características que las
del
derivado del petróleo. Al
igual que
el bio-PE, no es biodegradable pero
puede ser reciclado de manera relativamente
sencilla usando técnicas convencionales.
Procesos
de producción
1,2,3,4,5
El
PP verde
se puede fabricar a través de varias vías y, a diferencia del
bio-PE, todavía no hay
un clara candidata para su producción comercial en grandes
volúmenes. Estos
son las
principales rutas
basadas
en materias primas biomásicas para
producir su monómero, el propileno (véase
también Figura 1 extraída de la Referencia 3):
- "ABE (Acetone-Butanol-Ethanol) fermentation". Mediante este tipo de fermentación, se obtiene acetona (además de n-butanol y etanol) que puede ser transformada en propileno a través del isopropanol.
- Fermentación de azúcares en isopropanol. Tras el proceso de fermentación, el compuesto obtenido se puede someter a un proceso de deshidratación para producir propileno.
- Metátesis olefínica de etileno y 2-buteno. Esta vía cuenta con dos variantes y, en ambas, el etileno se obtiene a partir de la deshidratación de bioetanol. Las dos posibilidades para el 2-buteno son las siguientes:
- Deshidratación de n-butanol procedente de fermentación para dar 1-buteno y posterior isomerización a 2-buteno. El n-butanol también puede ser generado a partir de "sygnas" tras gasificar biomasa.
- Dimerización de etileno para dar 1-buteno y, como en el caso anterior, isomerización de éste para dar 2-buteno.
- Deshidrogenación de propano. El propano, subproducto del proceso de producción de biodiesel a partir de aceites naturales, se somete a deshidrogenación para obtener propileno.
- Craqueo catalítico de aceites vegetales.
- "MTO (Methanol To Olefines) technology". Mediante el gas de síntesis producido en el proceso de gasificación de biomasa se puede obtener metanol. Este compuesto se puede transformar en propileno utilizando el proceso MTO.
Figura
1.
Rutas
para obtener bio-propileno 3
Como
en el caso del bio-PE, el
proceso de transformación del propileno
verde
a bio-PE se puede llevar a cabo en el mismo tipo de instalaciones de
polimerización que se utilizan para obtener el PP
de origen fósil.
Principales
desarrollos
Como
comentaba anteriormente, no hay evidencias de que ninguna empresa
esté comercializando bio-PP fabricado a escala industrial. Teniendo
en cuenta esto, se presentan a continuación los principales
desarrollos que
se están llevando
a cabo.
Braskem
1,2,3,4
Braskem
tenía
prevista
la inversión de grandes cantidades de dinero para la construcción
de una unidad de producción de bio-PP. Parece que la ruta
seleccionada para obtener el propileno era la de la metátesis de
etileno y 2-buteno utilizando bioetanol como principal material prima
para los dos compuestos. Las rutas en las que interviene la
fermentación requieren menos costes de producción que aquellas que
están basadas en la gasificación. Este hecho unido a la experiencia
de Braskem en procesos de fermentación, habría decantado la balanza
en favor de la metátesis. Sin embargo, como en el caso de la nueva
planta de bio-PE, se anunció que se paralizaba el
proyecto de la planta que, según informaciones iniciales,
iba a tener una capacidad de 30.000 ton/año e iba a estar lista para
principios del 2013.
Mitshubisi
Chemical
1,2
Mitshubisi
Chemical ha desarrollado una nueva tecnología para convertir etileno
o etanol en propileno directamente. Tanto etileno crudo como
bioetenol podrían ser utilizados como materia prima. Hay varias
patentes sobre el proceso de catálisis con zeolitas.
Global
Bionergies
1,2,5
Por
último, mencionar que la empresa francesa Global Bioenergies utiliza
una ruta enzimática para obtener bio-isobuteno a partir de glucosa.
En 2012, anunció que con ese mismo método podía producir
propileno.
Para
terminar, se van a destacar
empresas que están desarrollando procesos para obtener dos de los
bloques modulares sostenibles que pueden intervenir en las rutas de
obtención del propileno. Hasta donde se sabe, ninguna de ellas tiene
planes programados para producir bio-PP a nivel industrial o
para suministrar su bloque modular a otra empresa que lo produzca.
- Isopropanol: Mitsui Chemical / IFP. 1Mitsui Chemical, por un lado, e IFP junto con la Universidad de Wageningen, por otro, están trabajando en procesos similares para fermentar azúcares en isopropanol. Además de ser un precursor del propileno, el isopropanol también se puede utilizar como disolvente y aditivo en combustibles.
- n-butanol: Cathay Industrial Biotech / Cobalt Technologies, Rhodia y Andritz / Butamax Advanced Biofuels / Green Biologics / Solvert. 1Todas estas empresas tienen en común que han desarrollado o están desarrollando procesos para obtener n-butanol. Como en el caso del isopropanol, este compuesto también se puede utilizar en aplicaciones relacionadas con los biocombustibles y como disolvente.
REFERENCIAS
1
P.
Harmsen, M. Hackmann: “Green
Building
Blocks for Biobased Plastics”.
Wageningen
UR Food & Biobased Research,
March
2013.
2
“Bio-Based
Chemicals: Value Added Products from Biorefineries”.
IEA Bioenergy, Task 42 Biorefinery.
3
V.
Venkataraman: “Propy-LENE
Supply, Go Greem, On Purpose Technologies for the Future”.
