¿Cómo pueden superarse las limitaciones ambientales y de costo en la producción de olefinas a partir del carbón?

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¿Cómo pueden superarse las limitaciones ambientales y de costo en la producción de olefinas a partir del carbón? Autor/Fuente: China Chemical Industry News. Fecha: 12-04-2016. Número de visitas: 31. Durante el período del “12º Plan Quinquenal”, el desarrollo de la química del carbón moderna permitió que la producción de olefinas a partir del carbón creciera significativamente. La capacidad de producción anual era de aproximadamente 8 millones de toneladas, lo que representa el 17,2% de la capacidad total de producción de olefinas. “Pero, en el contexto de los bajos precios del petróleo actuales, resulta cada vez más difícil para las empresas que producen olefinas a partir del carbón sobrevivir. Para superar las limitaciones tanto ambientales como relacionadas con los costos, es necesario contar con avances tecnológicos. ”En la Conferencia China (Internacional) sobre Olefinas de 2016, organizada a finales de marzo por la Sociedad Química de China, uno de los temas centrales de las discusiones fue cómo superar las dificultades en el desarrollo de este proceso mediante tecnologías innovadoras. El desarrollo de los olefinos a partir del carbón debe ser moderado. Dadas las características energéticas de nuestro país, donde hay abundancia de carbón pero escasez de petróleo, la política orientada a utilizar materias primas más ligeras para la producción de olefinos, la situación de escasez en el mercado de olefinos y los altos beneficios obtenidos, todo esto ha impulsado la creación de numerosas capacidades de producción de olefinos a partir del carbón durante el período “12º Plan Quinquenal”. Según las estadísticas, a finales de 2015, en nuestro país había un total de 19 plantas para la producción de olefinas a partir de carbón/metanol, con una capacidad total de 7,7 millones de toneladas. Sin embargo, el aumento en la capacidad de producción de olefinas no solo provoca cambios en la estructura del suministro a nivel nacional, sino que, además, debido a los bajos precios del petróleo, también se producen efectos negativos. Las empresas que producen olefinas a partir de carbón/metanol se encuentran en una situación difícil. En particular, para las empresas de olefinas que necesitan adquirir materias primas externamente, el aumento drástico de la presión sobre los costos hace que las grandes pérdidas se conviertan en algo habitual. Si se seguirán desarrollando proyectos de olefinas a partir del carbón se ha convertido en un tema de interés para la industria. “Los proyectos de producción de olefinas a partir del carbón deben desarrollarse de manera moderada. ”Este es un punto de vista ampliamente compartido por los expertos presentes. Por un lado, nuestro país cuenta con recursos de carbón relativamente abundantes. El desarrollo de la producción de olefinas a partir del carbón puede diversificar las fuentes de materias primas para estas sustancias, reduciendo así la dependencia de las importaciones de crudo. Por otro lado, los precios internacionales del crudo no se mantendrán entre 30 y 40 dólares por mucho tiempo. Según las proyecciones de la Agencia Internacional de Energía, en el año 2020 los precios internacionales del petróleo volverán a ascender hasta los 80 dólares. La OPEP, por su parte, estima que los precios estarán entre 60 y 80 dólares. Bai Yi, vicepresidente del Instituto de Planificación de la Industria Petrolera y Química, señaló en su discurso que, según sus cálculos, los proyectos de producción de olefinas a partir del carbón pueden soportar un precio del petróleo crudo de 70 dólares, mientras que aquellos que utilizan metanol para producir olefinas pueden soportar un precio de 60 dólares. Es sobre la base de esta previsión que se llega a la conclusión de que el desarrollo de los olefinos a partir del carbón puede seguir siendo moderado. Los costos ambientales representan una doble limitación: el proceso de producción de olefinas a partir del carbón tiene costos elevados, lo que hace que la rentabilidad de las plantas sea baja. En la situación actual, es aún más difícil sobrevivir en este sector. Según Wang Yuqing, miembro del comité especializado en petroquímica de la Sociedad Química de China, aunque el precio del carbón ha disminuido significativamente en el último año, el costo de la producción de olefinas a partir del carbón sigue siendo considerablemente más alto que el de los procesos tradicionales de cracking por vapor y de hidrogenación de propano. Según los precios del petróleo y del carbón en enero de este año, el costo de los diferentes procesos de producción de olefinas es el siguiente: pirólisis a vapor < deshidrogenación de propano < olefinas a partir del carbón. Los datos del mercado también indican que, en la segunda mitad de 2015, el proceso de producción de propileno a partir de metanol (MTP) generó una pérdida promedio de 760 yuanes por tonelada. Como resultado, todas las plantas dedicadas exclusivamente a este proceso tuvieron que cerrar sus operaciones. Esto sin duda afectó gravemente a las otras empresas relacionadas que estaban en fase de construcción o planeaban hacerlo. Al mismo tiempo, en comparación con los procesos tradicionales de pirólisis a vapor y de deshidrogenación de propano, el alto consumo de agua, la baja tasa de conversión eficaz del carbono, las altas emisiones de CO2 y las dificultades para tratar las aguas residuales también constituyen puntos débiles del proceso de producción de olefinas a partir del carbón desde el punto de vista ambiental. Además, la experiencia en el funcionamiento a largo plazo de las plantas de producción de olefinas a partir del carbón es relativamente escasa. En particular, los grandes hornos de gasificación y las plantas de separación del aire siguen siendo puntos débiles, por lo que es necesario adquirir experiencia a través de su operación. Por lo tanto, Wang Yuqing considera que el desarrollo de la industria de los olefinos a partir del carbón debe basarse, en primer lugar, en el uso eficiente de los recursos de carbón y agua ； Se presta especial atención a aspectos como el ahorro de energía, la reducción de emisiones y el ahorro de agua, con el fin de adaptarse a las normativas ambientales cada vez más estrictas en el futuro. Bai Yi también destacó que, dada la situación actual en la que la infraestructura de la industria química basada en el carbón aún no está completamente optimizada ni madura, la construcción masiva de plantas para la producción de olefinos a partir del carbón ejerce una gran presión sobre el equilibrio de los recursos hídricos regionales y sobre la protección del medio ambiente. Dado que la estabilidad del suministro de metanol en el país y los riesgos relacionados con el control de costos no se pueden controlar completamente, los proyectos de producción de olefinas a partir de metanol adquirido externamente también enfrentan riesgos en cuanto al suministro de materias primas e inversiones. Por lo tanto, es necesario abordar de manera racional y objetiva el desarrollo de la capacidad de producción de olefinas a partir de nuevas fuentes de materia prima como el carbón/metanol. Aprovechar la innovación para superar los obstáculos: “La superación de los obstáculos relacionados con la protección del medio ambiente y los costos depende de la innovación tecnológica”. ”Este es el punto de vista al que llegaron los expertos presentes. El Instituto de Química de Dalian, perteneciente a la Academia China de Ciencias, es el líder en el país en lo que respecta a los procesos de producción de olefinas a partir del carbón. La tecnología MTO/MTP desarrollada por este instituto ya se ha implementado en 9 plantas, lo que permite una capacidad de producción de olefinas de 5,2 millones de toneladas al año. Según el vicedirector del instituto, el académico Liu Zhongmin, en condiciones de bajos precios del petróleo, la situación de rentabilidad de estos proyectos de ólefinos a partir del carbón varía. Sin embargo, hay una característica común: las instalaciones que utilizan tecnologías nuevas suelen tener una mejor rentabilidad. Por ejemplo, en el proyecto del grupo Ningxia Baofeng para producir olefinas a partir del carbón mediante metanol, dado que se utilizó en parte la tecnología de producción de metanol a partir de gas de coquería, la planta logró una ganancia neta de 620 millones de yuanes en la primera mitad del año pasado, obteniendo así buenos resultados económicos. Bai Yi también enfatizó que en los nuevos proyectos de olefinas a partir del carbón, es necesario realizar una optimización adecuada de la tecnología de las instalaciones, para así garantizar su rentabilidad. En el contexto actual de bajos precios del petróleo, el académico Liu Zhongmin sugiere que las empresas dedicadas a la química del carbón deberían prestar más atención al desarrollo de nuevas tecnologías. Por ejemplo, existen procesos como la conversión de metano en olefinas o la producción de olefinas a partir de gas sintético; se espera que estos nuevos procesos ayuden a reducir los costos de producción de olefinas a partir del carbón y a resolver los problemas ambientales relacionados con su producción. El proceso de conversión de metano en olefinas es un nuevo proceso catalítico desarrollado por el equipo del académico Bao Xinhe. Permite transformar eficazmente el metano en olefinas, aromáticos e hidrógeno en condiciones anaeróbicas. En comparación con los métodos tradicionales, es más económico y menos dañino para el medio ambiente. En marzo de este año, el Instituto de Química de Dalian, junto con la Saudi Basic Industries Corporation y la China National Petroleum and Natural Gas Group Company, están trabajando en colaboración tripartita para acelerar la transición de esta tecnología del ámbito laboratorial a la industria. También en marzo de este año, se logró desarrollar con éxito el proceso para producir olefinas a partir de gas sintético. Este proceso descarta el método de producción de hidrógeno por conversión de agua y gas, que implica un alto consumo de agua y energía. En su lugar, utiliza de manera innovadora el gas sintético obtenido a partir de la gasificación del carbón; bajo la acción de un nuevo tipo de catalizador compuesto, se logra obtener olefinas de bajo contenido de carbono en una sola reacción, con alta selectividad. La importancia de este logro revolucionario es evidente para China, que depende en más del 60% de sus necesidades de petróleo de las importaciones, tiene una estructura energética basada principalmente en el carbón y enfrenta una creciente escasez de recursos hídricos. Se ha encontrado un nuevo método para convertir el carbón con bajo consumo de agua, sin cambiar las emisiones totales de CO2. También en marzo de este año, el proyecto de tratamiento de aguas residuales de la industria química basada en el carbón y sistema de cero emisiones de China Coal Tuoke, que ha captado mucha atención en el sector, superó con éxito la evaluación realizada por expertos organizados por la Asociación de la Industria del Carbón de China. Los expertos consideran que la ruta tecnológica para un sistema de cero emisiones de aguas residuales provenientes de la industria del carbón, desarrollada en este proyecto, es razonable; permite reducir y reutilizar estas aguas, alcanzándose una tasa de reutilización del 98%. Este logro tiene un valor ejemplar y de difusión para el desarrollo de la química del carbón en regiones con escasez de recursos hídricos. Los expertos afirman que, si se continúa desarrollando e innovando tecnologías a este ritmo, no hay razón para preocuparse por que el futuro del proceso de producción de olefinas a partir del carbón no sea prometedor.