Reducen emisiones de azufre en refinerías de PEMEX con catalizador del IMP

Con el propósito de mejorar los catalizadores gastados que se emplean en las plantas de recuperación de azufre de Pemex Gas y Petroquimíca Básica (PGPB), el Instituto Mexicano del Petróleo (IMP) desarrolló un proyecto de reactivación del dióxido de titanio implementado en el proceso Claus.

El doctor Roberto García de León, jefe de proyectos de la dirección de Investigación del IMP, explica que el proceso Claus y SuperClaus reduce las emisiones de azufre que genera una refinería, a través de materiales llamados catalizadores, los cuales adsorben el elemento químico.

“El petróleo crudo contiene azufre y durante los procesos de transformación del hidrocarburo aquel se elimina; sin embargo, es necesario tratarlo con un catalizador activo para no generar emisiones que contaminen o produzcan lluvia acida”, precisa el investigador del IMP.

Para ello, se utilizan catalizadores de óxido de titanio que remueven el azufre, pero con el paso de los años se desactivan y es necesario remplazarlos o reactivarlos.

La investigación se enfoca en la recuperación catalítica del proceso Súper Claus. También analiza qué elementos químicos desactivan el catalizador de óxido de titanio y busca alternativas tecnológicas para remplazar o reusar el material gastado.

El doctor en ingeniería química precisa que la innovación es benéfica para Pemex, porque logra abatir los costos que se invierten en la compra de un nuevo catalizador para este proceso, que en promedio se compra en 10 mil dólares por tonelada.

El proyecto se dividió en tres líneas de investigación autosustentables que son: reactivación del catalizador de óxido de titanio gastado mediante de procesos fisicoquímicos, tratamiento para la disposición final mediante métodos biotecnológicos y evaluación de nuevas formulaciones alternas de catalizadores SuperClaus que originaron diversas patentes.

En la primera línea de reactivación de catalizadores de óxido de titanio se logró recuperar la capacidad del material entre 15 y 20 por ciento, lo que evita la compra de uno nuevo y permite activar sus compuestos químicos. 

Roberto García de León detalla que en la segunda línea de investigación se analizaron bacterias de zonas de aguas con azufre y se modificaron hasta lograr una resistencia al elemento químico del cuatro al ocho por ciento. Además, se consiguió la secuenciación de ADN para la identificación taxonómica de los cultivos. 

El sistema de tratamiento biológico demostró la capacidad de remover entre 91 y cien por ciento del azufre contenido en el catalizador en un periodo de 21 a 35 días.

También se logró el registro y depósito de dos cultivos bacteriológicos en la Colección Alemana de Cultivos Microbianos, lo cual permitió obtener la patente del proyecto y ponerla a disposición de empresas mexicanas e internacionales.

En el tercer punto se seleccionaron los mejores sistemas catalíticos para la oxidación selectiva de azufre donde se encontraron tres grupos de catalizadores: nanotubos de titanio, sistema catalítico de óxido de titanio y materiales mesoporosos estabilizados.

Estos sistemas se obtuvieron a partir del material mesoporoso modificado con fierro, y se encontró una serie de catalizadores a partir del óxido de silicio. “En esta línea de investigación quitamos el cromo en estado de oxidación 6, que no es amigable para el medio ambiente debido a que puede ser cancerígeno”, afirmó Roberto García de León.

Durante los dos años que duró el proyecto se consiguieron nueve tesis de licenciatura de ingeniería química y biotecnología, una de maestría en ciencias, dos de doctorado, una estancia posdoctoral y cinco solicitudes de patente.

El proyecto también contó con la colaboración de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí y el Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada (CICATA) del Instituto Politécnico Nacional de Querétaro y el financiamiento del Fondo de Hidrocarburos Sener-Conacyt.

Energía en México / Notimex

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