Hidrokarburo likidoen ekoizpena etilenoaren oligomerizazioaren bitartez

Zuria Tabernilla, Asier Barredo, Josu García, Julen Garmendia, Ainara Ateka, Eva Epelde

Etilenoa industria petrokimiko olefina arinen merkatuan liderra da, urteko %3,4 gorakada zenbatesten duena. Produktu kimiko desberdinak ekoizteko lehengai garrantzitsuenetakoa da, adibidez, plastikoak, polimeroak edo bilgarriak. Horien artean, bere erabilera nagusiena plastikoen ekoizpena da, %63ko ekarpenarekin, bereziki, dentsitate altuko eta baxuko polietilenoaren ekoizpenerako (HDPE eta LDPE).

Etilenoaren ohiko ekoizpen-prozesuak iturri fosiletan oinarritzen dira, eta horien artean nabarmentzekoak dira: ur-lurrun bidezko cracking termikoa (SC), cracking katalitikoa ohantze fluidizatuan (FCC) eta parafinen deshidrogenazioa (PDH). Gas naturalaren eskuragarritasuna handitzearen ondorioz, bereziki, eskisto gasarena, etanoaren prezioak beherakada nabarmena izan du, eta horrek SC teknologia bultzatu du, eta horrekin batera, etilenoaren ekoizpena handitzea. Hala ere, ohiko teknologia horien eragozpen handienetako bat ingurumenean duen eragina da. Energia eskakizuna altua da eta atmosferara CO₂ kantitate handiak isurtzen dira. Ingurumen-lege gero eta murriztaileagoek eta iturri fosilen agortze eta menpekotasuna murrizteak, teknologia iraunkor eta berriztagarrien garapena bultzatu ditu. Hau horrela, etilenoaren balorizazioak oligomerizazioaren bitartez balio erantsiko produktuak ekoiztea ahalbidetzen du, hala nola, olefina astunak, erregaiak (gasolina, jet fuela eta diesela) edota aromatikoak; eta beraz, interesa piztu du bai gaur egungo findegietan zein industria petrokimikoetan.

Olefinen oligomerizaziorako dauden teknologia gehienek propilenoa edo butenoak erabiltzen dituzten arren lehengai gisa (EMOGAS, NexOctane), industrialki etilenoan aberatsak diren korronteetan oinarritutako hainbat teknologia eskuragarri daude (SHOP, MOGD). Prozesu hauetan katalizatzaile homogeneoak erabiltzen dira. Katalizatzailearen eta disolbatzailearen arteko banaketa zaila, garestia eta berrerabilpena mugatua denez, katalizatzaile heterogeneoak gero eta garrantzi handiagoa hartzen ari dira. Etilenoa oligomerizatzeko prozesu industrialetan Al Ziegler-Natta katalizatzailea, Ti konplexuak edo ZSM-5 zeolitak erabiltzen dira. Gaur egun, egitura desberdineko katalizatzaile heterogeneoen erabilera aztertzen ari dira, balio erantsi handiko konposatuen hautakortasuna handitzeko eta desaktibazioaren eragina arintzeko asmoz. Katalizatzaile hauek hiru familiatan sailkatzen dira: (1) silize-alumina amorfoak, (2) egitura ordenatuko material mesoporotsuak (OMM), eta (3) zeolitak/ zeotipoak.

Etilenoaren oligomerizazio teknologiaren bitartez 2030 Agendan zehazten diren garapen jasangarrirako helburu batzuei ekarpena egiten da: GJH 7,“Energia eskuragarria eta ez-kutsatzailea”eta GJH 13, “Klima babesteko ekintza”. Oligomerizazioan erabilitako etilenoa iturri jasangarrietatik baldin badator, esate baterako CO₂-aren balorizaziotik, lortutako oligomerizazio-produktuek, bereziki erregaiek, ez dute sufrerik izango, ezta heteroatomorik; eta, beraz, toxikotasun-maila askoz baxuagoa erakutsiko dute eta jatorri fosiletik lortutako erregaiek baino eragin txikiagoa izango dute ingurumenean. Gainera, klima aldaketaren murrizketari laguntzen da, behar energetiko gutxiago dituzten teknologia garbiagoen erabilerarekin, alegia.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: 43
• Artikuluaren izena: Hidrokarburo likidoen ekoizpena etilenoaren oligomerizazioaren bitartez
• Laburpena: Etilenoa industria petrokimikoko olefina arinen merkatuan liderra da, eta haren eskaria urtean % 3,4 igotzen da. Gas naturalaren eskuragarritasuna dela eta, etanoaren prezioak beherakada nabarmena izan du mundu-mailan eta horrek findegietan etanoaren ur-lurrun bidezko cracking termiko (SC) izeneko prozesuaren erabilera areagotu du, non etilenoa ekoizten den nagusiki. Horrek findegietan etilenoaren gaindikina izatea eragin du, eta areagotu egin du propilenoaren ekoizpenean dagoen defizita. Hori horrela, etilenoa oligomerizazioaren bitartez balorizatzeak balio erantsiko produktuak ekoiztea ahalbidetzen du, hala nola olefina astunak, erregaiak (gasolina, jet fuela eta diesela) edota aromatikoak; beraz, interesa piztu du gaur egungo findegietan zein industria petrokimikoetan. Izan ere, etilenoaren gaindikinari aurre egiteaz gain, oligomerizazioan erabilitako etilenoa iturri jasangarrietatik baldin badator, esate baterako CO2-aren balorizaziotik, lortutako oligomerizazio-produktuek, bereziki erregaiek, ez dute sufrerik izango, ezta heteroatomorik ere; beraz, toxikotasun-maila askoz baxuagoa izango dute, eta jatorri fosiletik lortutako erregaiek baino inpaktu txikiagoa ingurumenean. Artikulu honetan, lehendabizi etilenoaren erabilerak, ohiko teknologiak eta teknologia berriztagarriagoak laburki azaldu dira. Jarraian, etilenoaren oligomerizaziorako industrian ezarrita dauden teknologiak deskribatu dira, katalizatzaile motak, operazio-baldintzak (tenperatura eta presioa) eta erreakzio-mekanismoa aztertuz. Azkenik, etilenoaren oligomerizazioak eta garapen jasangarrirako helburuen (GJHen) arteko harremana erlazionatzen duten gakoak laburbildu dira.
• Egileak: Zuria Tabernilla, Asier Barredo, Josu García, Julen Garmendia, Ainara Ateka eta Eva Epelde
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• eISSN: 2444-3255
• Orrialdeak: 325-340
• DOI: 10.1387/ekaia.23766

Egileez:

Zuria Tabernilla, Asier Barredo, Josu García, Julen Garmendia, Ainara Ateka eta Eva Epelde UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Ingeniaritza Kimikoa Saileko ikertzaileak dira.

Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.