Los gases industriales en un escenario de volatilidad de precios

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