Los gases industriales han estado sometidos en la última década a unas altas fluctuaciones en las condiciones suministro/demanda, volatilidad en precios y una tremenda volatilidad en el mercado mundial. Muchas plantas cerraron y muchos proyectos se cancelaron como consecuencia de la crisis de 2008.
Los grandes consumidores de gases
industriales (oxígeno, nitrógeno, hidrógeno, monóxido de carbono y syngas)
deben tener una información fiable sobre cómo se están comportando los
mercados. Si son grandes plantas como las del sector petroquímico hay que tener
mucho cuidado con la planificación de las necesidades de gases industriales.
Los precios pueden tener unas enormes fluctuaciones y si tomamos la decisión
equivocada estaremos perdiendo enormes cantidades de dinero. Pensemos por
ejemplo lo que ha ocurrido con el petróleo en la pasada década. Los precios han
fluctuado entre 30 y 150 dólares. Tal volatilidad puede destruir cualquier
proyecto.
Las
tecnologías de producción de gases
La separación de aire criogénico
comenzó a emplearse a escala comercial en 1902. Desde entonces la temperatura
ha mejorado continuamente para incrementar fiabilidad y flexibilidad. Las
técnicas modernas de ingeniería avanzada han propiciado que sea factible
construir plantas de separación a bajo coste y de alta calidad. Podemos obtener
así H2, CO y syngas. Estas tecnologías son reforming de vapor con
pressure swing adsorption (PSA) systems para hidrocarburos ligeros y oxidación
parcial seguida por cambio, desufulrización y purificación para materias primas
de hidrocarburos pesados.
Usos
Si bien es cierto que el panorama
económico actual no es boyante, no olvidemos que en los últimos 30 años el PIB
mundial se ha doblado en términos reales. El nivel de vida ha aumentado en todo
el mundo y se ha incrementado la demanda de alimentos, ropa, transporte y
vivienda. Esto se traslada a una tremenda demanda de productos de los sectores
petroquímico y refino.
Los
gases industriales en la industria petroquímica
La industria petroquímica y de
refino consumen grandes cantidades de gases industriales – Oxígeno (O2),
Nitrógeno (N2), H2, CO y syngas. Los requerimientos de
oxígeno incluyen: combustión oxy-fuel y oxígeno enriquecido, oxidación de
hidrocarburos, tratamiento de aguas residuales, gasificación y generación de
energía. El nitrógeno se utiliza para inertización y cubrición o blanketing en
procesos químicos.
Las plantas de procesos que
producen estos gases son intensivas de capital. Las plantas de separación de
aire requieren energía eléctrica significativa. Por ejemplo, H2, CO
y plantas de gas de síntesis requieren materia prima tal como gas natural o
nafta. En ambos casos, se requieren utilidades como agua de enfriamiento.
Unidades
de separación de aire
Se requieren grandes cantidades
de gases atmosféricos (O2, N2) en la mayoría de las
aplicaciones de refino y petroquímica y se producen por unidades de separación
de aire criogénicas. En estos procesos, el aire se separa en componentes por
destilación. Se necesita aire licuado operando a menos del punto crítico del
aire. En términos simples, el aire se enfría reduciendo la presión de acuerdo
con el efecto Joule-Thompson. El aire licuado se separa en sus componentes por
destilación.
Usando técnicas de ingeniería
avanzadas, incluyendo simulación de procesos y técnicas de fabricación modernas
es posible construir plantas de separación de bajo coste y alta fiabilidad.
Recientes mejoras incluyen:
·
Envase estructurado avanzado.
·
Compresores modernos.
·
Intercambiadores de calor de alta eficiencia.
·
Compresión interna (bombeo de líquidos).
·
Control de procesos avanzado.
Envase estructurado reduce la
caída de presión y mejora la capacidad de rechazo. Los compresores modernos e
intercambiadores de calor eficientes reducen el consumo de energía. El bombeo
líquido interno permite una compresión de producto eficiente. Finalmente, el
control de procesos avanzado permite simulación dinámica y cambio de carga
automática con mínimo trabajo.
Hidrógeno,
CO y syngas
Es común referirse a H2, CO y
syngas (CO + H2 como HYCO. Estos productos pueden producirse a partir de
hidrocarburos ligeros y pesados usando reforming de vapor o PO.
La elección de la tecnología más
conveniente depende en mayor medida de la materia prima disponible y de los
productos deseados. Si el producto deseado es H2 y la materia prima es un
hidrocarburo ligero (gas natural, GLP o nafta) entonces la tecnología preferida
es reforming de vapor catalítico. Si el producto deseado es CO o syngas y la
materia prima es un hidrocarburo pesado se prefiere PO no catalítica.
Bibliografía: Improve evaluations for your
industrial gas needs. Hidrocarbon processing April 2011
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