Plataformas de biorrefinería – Gas de síntesis biobasado

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Concepto

- “Syngas” es una abreviatura de gas de síntesis (“synthesis gas”), que es una mezcla que contiene, principalmente, monóxido de carbono (CO) e hidrógeno (H2). El gas de síntesis crudo puede contener cantidades significativas de dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), agua (H2O) y nitrógeno (N2), así como otros hidrocarburos y compuestos condensables.
- El nombre proviene de su uso como intermediario en la producción de Gas Natural Sintético (SNG) y para la producción de amoníaco o metanol.
- El gas de síntesis se puede producir a partir de gas natural, carbón, biomasa o cualquier materia prima basada en hidrocarburos, por reacción con vapor (reformado con vapor), dióxido de carbono (reformado en seco) u oxígeno (gasificación y pirólisis a alta temperatura).
- El gas de síntesis biobasado se produce a partir de biomasa.

Figura 1. Plataformas de biorrefinería – Gas de síntesis biobasado

Aplicaciones

- Generación directa de electricidad y calor. Después de la limpieza, el gas de síntesis se puede utilizar como combustible para la generación de energía. Esto se puede realizar en plantas de cogeneración o mediante co-combustión en grandes plantas de energía.
- Producción de gas natural a través de la metanización de H2 y CO. El gas depurado, que consiste principalmente en CO y H2, reacciona en un reactor de metanización en presencia de un catalizador para producir CH4 y H2O. El gas resultante, después de la condensación de H2O, es Gas Natural Renovable (GNR).
- Síntesis de Fischer-Tropsch (F-T). La síntesis F-T es un conjunto de procesos catalíticos de alto rendimiento (principalmente con catalizadores de rutenio, cobalto y hierro) que se pueden utilizar para producir una mezcla de hidrocarburos (crudo sintético, “syncrude”) con diferentes longitudes de cadena a partir del gas de síntesis. Los posibles productos de la síntesis F-T son gasolina, diésel, combustible para aviones, ceras parafínicas y lubricantes.
- Producción de metanol. El gas de síntesis se acondiciona para eliminar impurezas como alquitrán y metano, y para ajustar la relación H2:CO a 2: l. A continuación, el gas de síntesis se hace reaccionar sobre un catalizador a temperaturas y presiones elevadas para formar metanol. El proceso se realiza convencionalmente en un reactor tubular de lecho fijo que opera a 60-100 bar y 250-280ºC sobre un catalizador a base de Cu/ZnO. También se puede sintetizar dimetiléter (DME) agregando un paso de deshidratación de metanol.
- Producción de hidrógeno. Para aumentar el rendimiento de H2 y reducir el contenido de CO del gas de síntesis, se puede utilizar la reacción de desplazamiento de agua y gas (WGS) o un bucle químico. La relación H2:CO puede tener un gran impacto en el rendimiento de la aplicación final y los usos potenciales. - Fermentación de gas de síntesis. Los componentes del gas de síntesis se convierten en alcoholes (etanol, butanol) y otras sustancias químicas (ácido acético, ácido butírico, metano) mediante bacterias acetogénicas a través de la vía Wood-Ljungdahl o sus derivados.

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