Selección de válvulas de control para la producción de SAF

Guardar para leer la lista Publicado por Poppy Clements, Asistente editorial de Ingeniería de Hidrocarburos, miércoles 30 de agosto de 2023 12:00

El combustible de aviación ecológico o sostenible (SAF) es un sustituto renovable de los combustibles de aviación de origen fósil que históricamente han impulsado la mayoría de los aviones. El SAF es un sustituto directo del combustible de aviación estándar, pero se crea a partir de materias primas sostenibles, por lo que cuenta con importantes reducciones de emisiones de carbono a lo largo de su vida útil. Aunque actualmente es más caro que el combustible de aviación de origen fósil, SAF ofrece una variedad de créditos para combustible verde tanto para los productores como para las empresas de aviación, por lo que las tasas de producción están aumentando rápidamente.

Al igual que el diésel ecológico, el SAF tiene diferencias de proceso que pueden plantear desafíos importantes para las válvulas de control en las unidades de conversión. Este artículo analiza el proceso de producción de SAF y ofrece sugerencias para elegir las mejores válvulas de control para las aplicaciones más difíciles.

Si bien el primer vuelo que utilizó combustibles de aviación de origen biológico se produjo en 2008, el SAF no se convirtió en un sustituto de combustible aprobado hasta 2011, cuando ASTM International permitió oficialmente a las aerolíneas comerciales mezclar hasta un 50% de ciertos biocombustibles con su combustible para aviones convencional. Desde entonces, un gran número de combustibles de aviación de origen biológico han entrado en el mercado y están siendo utilizados por un número cada vez mayor de aerolíneas. Hasta 2022, 450.000 vuelos han utilizado alguna combinación de combustibles sostenibles, aunque el precio de estos productos puede llegar a triplicar el coste del combustible de aviación a base de queroseno.

El SAF se diferencia de otros combustibles de aviación de base biológica en que debe ser certificado por un tercero para verificar que el combustible satisface ciertas consideraciones ambientales, sociales y económicas. Esto eleva el costo de producción, pero ha impulsado una fuerte demanda de productos, ya que a los productores y consumidores se les ofrece una variedad de créditos gubernamentales para la producción y el uso del combustible.

Si bien es técnicamente posible crear SAF a partir de una amplia variedad de materias primas, incluidas plantas azucareras, algas e incluso biomasa leñosa, la mayor parte del SAF que se produce actualmente proviene del proceso de conversión de lípidos. Se están realizando extensas investigaciones para las otras vías, pero la similitud de la conversión de lípidos con el hidrotratamiento/craqueo en refinería hace que sea relativamente fácil reutilizar las instalaciones de refinación existentes para la producción de SAF. Las materias primas lipídicas para la producción de SAF son principalmente aceite de cocina usado, plantas oleaginosas (como colza, carinata, soja, etc.) y sebo.

La conversión de lípidos utiliza materias primas que ya contienen cantidades significativas de petróleo, por lo que los métodos y equipos de procesamiento químico son familiares y bien comprendidos en la industria de refinación.

Independientemente de la ruta utilizada, casi todas las materias primas SAF requieren algún tipo de tratamiento previo para refinar y descomponer las materias primas y convertirlas en los intermediarios comunes que alimentan las unidades de procesamiento del hidrotratador aguas abajo. Estos procesos de pretratamiento son bastante diferentes dependiendo de la materia prima particular involucrada, pero en general todos los procesos de pretratamiento se esfuerzan por eliminar los contaminantes que pueden envenenar los catalizadores del reactor y descomponer químicamente la materia prima en intermediarios comunes y consistentes para alimentar la sección del hidrotratador.

Una vez pretratados, los intermedios de SAF se introducen en un proceso de hidrotratamiento que es muy similar al utilizado en la mayoría de las refinerías. Varios licenciantes diferentes ofrecen metodologías de conversión. El proceso Ecofining de Honeywell incluye un reactor de desoxigenación seguido de deisomerización e hidrocraqueo, y luego una sección de separación de productos para crear combustibles ligeros, diésel ecológico y SAF.

Otro proceso de conversión de lípidos utiliza el proceso Axens Vegan HVO para desoxigenar las materias primas e hidrotratar el intermedio resultante para crear SAF, diésel verde y nafta.

En cualquiera de estos procesos, hay ciertas válvulas críticas que son extremadamente importantes y deben soportar condiciones de servicio particularmente agotadoras, o ambas. Aunque es similar al proceso de hidrocraqueo estándar en muchos aspectos, existen diferencias que plantean desafíos para la producción de SAF. Los intermedios tienden a ser más corrosivos y pegajosos que las materias primas convencionales, y son propensos a la acumulación de parafina y/o cera. El proceso también requiere significativamente más hidrógeno, lo que eleva las presiones y temperaturas del proceso. Finalmente, la calidad del alimento intermedio tiende a ser variable, por lo que la química de la reacción se ve afectada y es menos consistente. Todos estos problemas pueden complicar el control del proceso y aumentar la necesidad de mantenimiento e intervención constantes para mantener la planta en funcionamiento.

Elegir las válvulas de control adecuadas para estos servicios es fundamental, ya que una selección adecuada puede extender el tiempo entre interrupciones y aumentar el tiempo de actividad. Las aplicaciones más desafiantes se analizarán en la siguiente sección de este artículo.

Este artículo se publicó originalmente en la edición de agosto de 2023 de la revista Hydrocarbon Engineering. Para leer el artículo completo, inicie sesión o regístrese para obtener una suscripción gratuita.

Escrito por Scot Bauder y Janelle Prusha, Emerson.

Lea el artículo en línea en: https://www.hidrocarbonengineering.com/special-reports/30082023/control-valve-selection-for-saf-production/

Aadam F. Aryan, Distillation Equipment Company Ltd, Reino Unido, analiza la selección de disposiciones de alimentación apropiadas para alimentaciones de dos fases y enumera varios ejemplos industriales.

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