¿Cuál es el camino más prometedor en la química del carbón moderna?

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¿Cuál es el camino más prometedor en la química del carbón moderna? Escuchemos qué dice el académico Liu Zhongmin, uno de los principales científicos del DMTO. Autor/Fuente: Fecha: 04-05-2016. Número de visitas: 37. Hubo muchos expertos y profesionales del sector que hicieron predicciones y comentarios sobre la viabilidad técnica y económica, así como las perspectivas futuras, de las tecnologías relacionadas con la química del carbón en la era moderna. Pero la mayoría de estas predicciones se basaron en condiciones de precios altos del petróleo. Además, las conclusiones a las que llegaron los diferentes expertos fueron muy dispares. Con precios bajos del petróleo, ¿cuál es el camino más competitivo en la industria química basada en el carbón? ¿Cuál es la dirección a seguir? Recientemente, Liu Zhongmin, miembro de la Academia China de Ingeniería y uno de los principales científicos en el área de DMTO, analizó las opciones relacionadas con la industria química moderna basada en el carbón, incluyendo el uso del carbón para producir DMTO, aceite, etilenglicol, gas natural, aromáticos, así como el uso diferenciado del carbón a través de la pirólisis. 　　El DMTO a base de carbón aún tiene un gran potencial de desarrollo. Liu Zhongmin señaló que, tras la caída de los precios del petróleo, las diferencias en costos, rentabilidad y competitividad entre los procesos relacionados con el DMTO a base de carbón, la producción de aceite a partir del carbón, la producción de etilenglicol a partir del carbón, la producción de gas natural a partir del carbón, la producción de aromáticos a partir del carbón, así como el uso diferenciado del carbón mediante pirólisis, se han vuelto bastante evidentes. Según el rendimiento de las distintas instalaciones en 2015, el DMTO a base de carbón sigue siendo muy competitivo. Dado que la caída de los precios del polipropileno/etileno no es sincrónica con la caída de los precios del petróleo, y que la disminución de los precios del petróleo es mayor que la de los precios de los poliolefinos, la gran mayoría de los proyectos DMTO lograron buenos resultados económicos. Teniendo en cuenta el gran déficit de olefinas en China y el hecho de que la demanda seguirá creciendo de manera constante, el DMTO aún tiene un gran potencial de desarrollo. 　　Hasta la fecha, la tecnología DMTO ya ha sido licenciada para 20 unidades, con una capacidad total de 11,26 millones de toneladas al año; además, 9 proyectos ya están en funcionamiento, con una capacidad total de 5,2 millones de toneladas al año. Todos estos proyectos han generado buenos beneficios económicos y sociales. En particular, en 2015, cuando los precios internacionales del petróleo seguían disminuyendo y las ganancias de numerosos proyectos relacionados con la química del carbón se reducían significativamente o incluso se convertían en pérdidas, el proyecto DMTO logró obtener buenos beneficios. La ganancia neta de algunas plantas de ólefinos a partir del carbón incluso supera los 1 mil millones de yuanes al año. El mercado ha demostrado que la tecnología DMTO y sus instalaciones industriales tienen una gran competitividad y un buen potencial de desarrollo. 　　La rentabilidad es el requisito más básico y realista para determinar si una tecnología tiene éxito. La verdadera utilidad y valor de la tecnología DMTO no radican únicamente en su aspecto económico, sino también en el hecho de que abre una vía alternativa a la producción de olefinas, libre del petróleo, para las regiones ricas en carbón. Permite además una diversificación de las fuentes de materias primas para la producción de olefinas. De este modo, la industria de las olefinas, que anteriormente estaba limitada por la escasez de recursos, puede ahora experimentar un importante cambio positivo en su desarrollo, lo que a su vez facilita el crecimiento de la industria química de alto valor agregado. Por esta razón, tan pronto como se desarrolló la tecnología DMTO, atrajo una gran atención en Europa, América y Japón. Ellos comprendían que, con la aplicación de esta tecnología moderna en la industria del carbón en China, la dependencia de este país de los recursos petroleros cambiaría, e incluso podrían producirse cambios en la oferta y demanda de los productos derivados del petróleo. Teniendo en cuenta el hecho de que los recursos mundiales de carbón son mucho más abundantes que los de petróleo y su precio es más bajo, si otras regiones ricas en carbón o gas utilizaran el carbón o el gas natural como materia prima para producir productos petroquímicos y otros productos derivados, entonces la estructura energética de esas regiones cambiaría, lo cual podría afectar también el panorama energético mundial. 　　Etanol a partir del carbón: un futuro tan prometedor como el de la tecnología DMTO. Liu Zhongmin destaca que, objetivamente hablando, las perspectivas y la importancia de la tecnología para producir etanol a partir del carbón no son inferiores a las de la tecnología DMTO. Por un lado, la demanda del etanol como combustible para vehículos limpios es enorme. El etanol no solo tiene un alto contenido de oxígeno, lo que permite aumentar el número de octanos de la gasolina y su eficiencia en la combustión, además de reducir las emisiones de contaminantes como monóxido de carbono e hidrocarburos; sino que también es inocuo y no causa daños, por lo que no contamina las aguas subterráneas. Por estas razones, es ampliamente utilizado en la Unión Europea, Estados Unidos, Brasil y muchos otros países como combustible para automóviles o como aditivo para la gasolina. Desde el año 2005, nuestro país comenzó a promover el uso de gasolina con etanol en algunas provincias y ciudades. Actualmente, ya hay 11 provincias y ciudades donde se utiliza esta gasolina de forma generalizada. Nuestro país consume más de 100 millones de toneladas anuales de gasolina. Si se utiliza gasolina con etanol, no solo se puede ahorrar petróleo, sino que también se reduce efectivamente el impacto en el medio ambiente causado por las emisiones de los automóviles. 　　Actualmente, existen aproximadamente tres métodos para la producción de etanol, tanto a nivel nacional como internacional. El primero consiste en utilizar el gas generado por la gasificación para producir etanol directamente. El segundo método implica primero sintetizar metanol a partir del gas resultante de la gasificación, y posteriormente producir ácido acético; este ácido se hidrogena para obtener etanol. El tercer método consiste en esterificar el ácido acético y luego hidrogenarlo para obtener etanol. Pero hasta el momento, ninguno de estos tres procesos ha sido verificado mediante su aplicación en instalaciones industriales a gran escala. Actualmente, el Instituto Dahuahua colabora con el Grupo Petroquímico Yanchang para utilizar la nueva tecnología de conversión de carbón en etanol a través del metanol, con el objetivo de construir en Xingping, Shaanxi, la primera planta industrial a nivel mundial capaz de producir 100.000 toneladas anuales de etanol a partir de carbón. Esta planta estará lista para entrar en funcionamiento en octubre de este año. 　　Además, en comparación con el metanol, las vías de procesamiento posterior del etanol son más variadas y los productos derivados tienen un valor agregado mayor. No solo se puede producir etileno y etilbenceno, sino también éteres, ésteres y otros alcoholes, entre muchos otros productos químicos a gran escala y productos químicos de alta calidad. Por lo tanto, sus posibilidades de aplicación son muy amplias. En particular, si el proceso de producción de etileno a partir del etanol pudiera implementarse aprovechando la tecnología de producción de etanol a partir del carbón, a bajo costo, el consumo energético del proyecto sería menor, el proceso sería más breve, la tasa de conversión por ciclo sería mayor, y su rentabilidad y competitividad aumentarían. Precisamente debido a las buenas perspectivas del etanol producido a partir del carbón, durante años varios países desarrollados han prestado atención a esta área tecnológica, con la esperanza de que nuestro país sea el primero en lograr avances tecnológicos en este campo. 　　Etilenglicol a partir del carbón: Un gran obstáculo industrial que debe superarse. En teoría, la síntesis de etilenglicol a partir de gas de síntesis es el método más adecuado, y ofrece grandes posibilidades de desarrollo. Nuestro país fue el primero en lograr su producción a escala industrial. Pero técnicamente aún se necesitan avances, en particular para superar lo antes posible el obstáculo de las tecnologías industriales a gran escala. Actualmente, la capacidad de un solo reactor para la producción de etilenglicol a partir del carbón no es suficiente. Existe una brecha en comparación con los estándares de la industria química a gran escala y con las ventajas que esto conlleva, lo cual limita, hasta cierto punto, la competitividad del etilenglicol producido a partir del carbón. Si se logra desarrollar tecnologías e instalaciones industriales capaces de producir 500,000 toneladas al año de etilenglicol a partir del carbón, entonces el potencial de desarrollo del etilenglicol obtenido a partir de este recurso se abrirá realmente. 　　Además, desde el punto de vista técnico, los catalizadores aún necesitan mejoras, en particular en lo que respecta al desarrollo de catalizadores no basados en metales preciosos, así como a la mejora de su resistencia al monóxido de carbono o al hidrógeno. 　　Aromáticos a partir del carbón: La vía de pirólisis del carbón es más económica. Debido a las limitaciones en cuanto a los materiales de partida como el nafta, la producción de aromáticos en nuestro país es insuficiente. Liu Zhongmin está a favor de los aromáticos obtenidos a partir del carbón, pero lo que propone es obtenerlos mediante la pirólisis del carbón. Explicó que, en el carbón, ya existen grandes cantidades de sustancias con estructuras aromáticas. Al separarlo mediante pirólisis, se obtiene un excelente material para la producción de aromáticos. De esta manera, se logra un uso más eficiente del carbón, al mismo tiempo que se reducen los costos asociados a la obtención de aromáticos. Tanto desde el punto de vista de la economía atómica como del económico, es una opción muy ventajosa. 　　Liu Zhongmin expresó su desacuerdo con la utilización del metanol para producir aromáticos. Él destacó que, principalmente debido a los problemas relacionados con el equilibrio de hidrocarburos en las materias primas y los productos, resulta difícil aumentar la tasa de producción de aromáticos. Además, como los productos obtenidos son aromáticos mixtos, para obtener productos de alto valor agregado como el p-xileno, es necesario realizar procesos adicionales de refinación y separación compleja, lo que plantea problemas en términos de rentabilidad. Por supuesto, como nueva vía tecnológica, merece ser explorada; además, su viabilidad económica requiere una gran escala de industrialización y validación en el mercado. Sería una ruta tecnológica más ideal poder producir aromáticos directamente a partir del gas sintético. 　　Petróleo y gas a partir del carbón: la importancia de las reservas tecnológicas. En cuanto al petróleo y gas obtenidos a partir del carbón, Liu Zhongmin señala que, desde el punto de vista de la seguridad energética, contar con reservas tecnológicas adecuadas y ejemplos de industrialización son, sin duda, algo muy importante para nuestro país. Sin embargo, las pocas plantas de producción de gas natural a partir del carbón que ya están en funcionamiento o en construcción utilizan tecnología extranjera; no hay avances técnicos ni innovaciones reales. Por lo tanto, sería mejor no seguir el mismo camino de importar, adaptar y absorber esa tecnología. 　　En cuanto a la producción de petróleo a partir del carbón, nuestra tecnología ya es líder. Sin embargo, cuando los precios del petróleo son bajos, es difícil tener competitividad económica. Por supuesto, si la producción de aceite a partir del carbón pudiera complementarse con la industria petrolera y la química petroquímica, enfocándose en la fabricación de ceras de alta pureza que no pueden producirse mediante el refinado del petróleo, así como de ceras rígidas de alto peso molecular y aceites de alta densidad para uso en la industria aeroespacial, o bien de aceites base para lubricantes de alta calidad que son escasos en nuestro país, entonces sería posible compensar las deficiencias de la química petroquímica. En ese caso, el futuro parecería prometedor. 　　Uso diferenciado del carbón: Es necesario prestar atención al uso diferenciado del aceite obtenido por pirólisis. Liu Zhongmin considera que la idea de utilizar el carbón de manera diferenciada es excelente, y que representa una forma eficaz de aprovechar el carbón de manera gradual y limpia. Sin embargo, debido a la dificultad de la pirólisis, las instituciones de investigación y empresas relacionadas en el país han centrado sus esfuerzos en este aspecto, descuidando el uso más detallado y clasificado del aceite resultante de la pirólisis. Actualmente, la gran mayoría de las empresas utilizan métodos bastante rudimentarios para procesar el aceite de pirólisis: el valioso alquitrán rico en aromáticos se hidrogena sin distinguir entre sus componentes, lo que hace que los aromáticos valiosos presentes en los fracciones de gasolina se conviertan en nafta de bajo valor agregado, al mismo tiempo que se produce diésel. 　　Sugirió que, sobre la base de la ampliación y concentración de las instalaciones, se produjera diésel, al tiempo que también se fabricaba gasolina de alto octanaje o aromáticos. Esto es más científico y razonable, tanto desde el punto de vista del uso racional de los recursos como de la rentabilidad de las inversiones.