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Actividad 7. Otros procesos
SOCIOS PARTICIPANTES: Repsol YPF, I.Q.Lasem, Facet Iberica

Catálisis Heterogénea (Repsol YPF)
En la reacción de transesterificación de un aceite para dar lugar a biodiesel, se emplean catalizadores homogéneos, como sosa, hidróxido potásico o metóxido sódico. Estos catalizadores presentan una serie de desventajas: el proceso es energéticamente costoso, se requieren etapas posteriores de tratamiento del producto (neutralización, lavado, purificación) y la reacción se lleva a cabo en reactores discontinuos. En cambio, el empleo de un catalizador heterogeneo resuelve estos problemas: se puede separar fácilmente del producto, puede ser regenerado y reutilizado, y permite operar un proceso en continuo.  
 
Los objetivos de esta actividad son el estudio de un proceso de producción de biodiesel mediante catálisis heterogenea, la obtención de un catalizador sólido adecuado (catalizador básico), y el estudio de sus propiedades y actividad catalítica, así como la optimización de dicho proceso y valoración de su rentabilidad frente al proceso con catalizador homogéneo. 
 
Carga a Unidades de Refinería (Repsol YPF)
El objetivo de esta actividad es el de estudiar el comportamiento de aceites vegetales (crudos, refinados o reciclados) y grasas animales como materia prima a procesos de refino convencionales, distinguiendo entre procesos sin hidrógeno, ya sean catalíticos (FCC) o térmicos (Coquización), o bien procesos con adición de hidrógeno, todos ellos catalíticos (hidrotratamiento o hidrocraqueo). 
 
La ruta para procesar estas materias primas en unidades de refino supone una alternativa al proceso actualmente establecido de transesterificación, y se debe evaluar su viabilidad en función de la selectividad y calidad de los productos que se obtengan. En la realización de esta actividad se cuenta con la colaboración de la Universidad Rey Juan Carlos, mediante la realización de 2 tesis doctorales.
 
Esteres de alcoholes pesados (I.Q.Lasem / Repsol YPF (Soporte Tecnológico))
En el proceso de obtención de biodiésel se producen una serie de productos y coproductos que podrían ser aprovechados para la preparación de compuestos biodegradables para distintas aplicaciones. El cumplimiento de los objetivos de uso de biocombustibles en España para los próximos años traerá consigo un aumento significativo de producción de estos subproductos que deberán ser valorizados.
 
Se han seleccionado 3 aplicaciones de producto objetivo: aceites hidráulicos y dieléctricos ligeros con características biodegradables, Fluidos de seguridad aumentada, y un tercer grupo, para formulación de aceites de engranajes, como sustituto de bases minerales pesadas.

Se está trabajando en la selección de las material primas apropiadas para cada aplicación, valorando reología, propiedades en frío, acidez, color, estabilidad térmica y al almacenamiento, etc. 

En una segunda etapa se evaluará la necesidad de aditivar estas bases, con objeto de alcanzar los niveles de calidad exigidos para cada aplicación. Así, en la formulación de aceites hidráulicos se pretende disponer de productos que cumplan con la norma ISO 6743-4, HEES y HETG. La lubricidad natural de estas bases las hacen muy apropiadas para esta aplicación, proporcionando una buena protección contra el desgaste, y rendimientos en bomba satisfactorios. Se buscarán nuevos aditivos que permitan pasar los ensayos de oxidación y estabilidad térmica, así como pruebas en campo. También será necesario añadir agentes protectores que prevengan el ataque de estas bases muy polares sobre los materiales de los sellos, NBR, y FKM principalmente. Se prestará especial atención a los aditivos empleados, ya que el tanto por ciento de materia renovable, su capacidad de biodegradación y baja toxicidad las convierten en candidatas a obtener la Etiqueta Ecológica de la Unión Europea. Para asegurar las características dieléctricas de estas bases, es están estudiando distintos métodos de filtrado, lavado, y acabado físico - químico, que eliminen polvo, humedad, restos de catalizador y otras impurezas que contaminan la base afectando a propiedades como acidez, color, tensión superficial, tangente de pérdidas, y tensión de ruptura dieléctrica. 

En el caso de los fluidos denominados de seguridad aumentada, el principal requisito que se le exigirá a los productos desarrollados será la reducción del riesgo de origen y propagación de incendios. Este requisito se consigue mediante un compromiso entre las propiedades técnicas del fluido (capacidad de transferencia de calor, fluidez, comportamiento en frío) y las propiedades relacionadas con la resistencia al fuego (punto de inflamación, punto de combustión). Se evaluará el desarrollo tanto de fluidos hidráulicos, utilizados en sistemas de transmisión de potencia, como de fluidos dieléctricos utilizados en sistemas de transmisión de energía. 

 
ACTUACIONES
  • Obtención de ésteres a partir de materias primas disponibles por métodos convencionales. Caracterización. [patrones]
  • Definición “a priori” de moléculas novedosas de interés a partir de un modelo predictivo de propiedades.
  • Desarrollo de técnicas de modificación de materias primas convencionales para mejorar prestaciones.
  • Obtención de ésteres a partir de subproductos del biodiesel y comparación con patrones ya preparados.
  • Modificación de los subproductos según las técnicas desarrolladas. Obtención de ésteres y caracterización.
  • Estudios de biodegradabilidad y ciclo de vida de los productos de interés.  
 
Filtración de sólidos y separación de agua (Facet Iberica S.A.)

 

Filtración del Biodiesel  : Encontrar la tecnología adecuada para la manipulación del biodiésel, en cuanto a la eliminación de sólidos y separación de agua, para el cumplimiento de las especificaciones de venta. 

Los filtros de combustible actuales actúan eliminando los sólidos y aguas que habitualmente los contaminan desde su producción, transporte por oleoductos, barcos, ferrocarriles o camiones, almacenamiento  en diferentes etapas, hasta su uso final. A diferencia de los anteriores, una característica compleja de los biodiesel es su estabilidad. Por lo que se deberá buscar la tecnología más adecuada de  depuración del biodiésel para que esté dentro de las especificaciones de venta, adecuando la tecnología a los caudales requeridos en la manipulación del combustible, desde las plantas de producción hasta la entrega final al consumidor.

 

Separación de aguas contaminadas con biodiesel : Dar la solución medioambiental para que los vertidos de aguas contaminadas con biodiésel procedentes de las plantas de producción, almacenamiento, carga y manipulación del biodiésel, cumplan con la reglamentación actual (menos de 5 ppm de vertido)