Desentrañar la tecnología de craqueo a vapor con hornos ecológicos
El craqueo a vapor es el proceso con mayor consumo energético de la industria química y, en todo el mundo, utiliza alrededor del 8 % de la energía primaria total del sector. Mejorar la eficacia energética genera una compensación inmediata, puesto que los costes energéticos constituyen alrededor del 70 % de los costes de producción netos en las plantas de olefinas basadas en nafta o etano. El proyecto financiado con fondos europeos IMPROOF mejoró la eficacia energética de la sección de radiación de un horno de craqueo a vapor en, como mínimo, un 20 %. La ventaja añadida es una reducción de aproximadamente un 25 % de las emisiones de gases de efecto invernadero y de los óxidos de nitrógeno (NOx) por tonelada de etileno producida.
Una tecnología innovadora orientada a reducir las emisiones y el consumo energético
IMPROOF utilizó materiales avanzados en bobina, combinados con un nuevo reactor y un horno tridimensional (3D) rentable, reduciendo así en un 30 % el consumo de combustible y en otro 30 % las emisiones de dióxido de carbono (CO2). Esto mejoró el control del proceso y permitió obtener una transferencia de calor más uniforme, aumentando así la duración de las tiradas. Además, la aplicación de materiales de recubrimiento con emisividad elevada en la superficie exterior de las bobinas radiantes mejoró aún más el consumo energético. «Uno de los métodos más importantes para reducir el aporte de energía en los hornos de craqueo a vapor, por tonelada de etileno producida, es limitar la formación de coque en la pared del reactor del reactor tubular largo instalado en los hornos», explica Kevin Van Geem, investigador del proyecto. El proyecto demostró la ventaja de combinar sus innovaciones tecnológicas con la triplicación prevista del tiempo de funcionamiento. De este modo, en vez de una vez al mes, el horno solo debe limpiarse y pararse trimestralmente. Aunque la crisis de la COVID-19 afectó al progreso del proyecto y dificultó tanto la adquisición de datos como la comparación individual, no impidió que el consorcio del proyecto trabajase intensamente. Sus actividades incluyeron la comprobación de plantas piloto y la simulación avanzada de procesos; la evaluación de las ventajas tecnoeconómicas, medioambientales y operativas del proyecto; y la divulgación y comercialización de los resultados del proyecto, así como la obtención de datos experimentales sobre la combustión de biogás y sustitutos para el bioaceite.
Captando la atención del sector de las olefinas y otras partes interesadas relevantes
«IMPROOF lleva funcionando más de cuatro años y el impacto de nuestro proyecto es enorme. Cada vez más empresas buscan modos de reducir las emisiones de CO2», añade Van Geem. La modelización 3D avanzada puede contribuir a impulsar la producción, reducir las emisiones de CO2 y NOx, y mejorar la relación entre coste y beneficio. El sector petroquímico también está combinando tecnologías innovadoras, como los materiales de recubrimiento de alta emisividad de refractarios con reactores recubiertos. Además, también es relevante para procesos endotérmicos, como el reformado con vapor, la producción de vidrio, la electrificación y otros. La metodología aplicada por IMPROOF está captando una gran atención porque se puede utilizar para la electrificación del craqueo a vapor. Si se puede utilizar electricidad verde, las emisiones de CO2 podrían reducirse en un 30 % y, si se logra capturar el CO2 concentrado, la disminución de las emisiones podría alcanzar la impresionante cifra del 90 %. Los resultados se divulgaron extensamente en seminarios, congresos, así como entre las partes interesadas como Plastics Europe, universidades, empresas y en reuniones bilaterales con la comunidad académica y la industria. «Esto no solo ha aumentado el interés en el proyecto, sino también en la tecnología. El proyecto ha alcanzado una gran visibilidad en el sector de las olefinas y ha recibido numerosas solicitudes de presentaciones en empresas que no participaban como socios del proyecto», concluye Van Geem.
Palabras clave
IMPROOF, energía, emisiones, craqueo a vapor, horno, dióxido de carbono (CO2), etileno, olefina, óxidos de nitrógeno (NOx), industria química