Los hidrocarburos del petróleo crudo se utilizan para producir compuestos químicos más valiosos, pero la volatilidad de los precios cada vez mayor ha afectado a la competitividad de los fabricantes de la Unión Europea. Gracias a nuevos reactores de membrana, se utilizarán materias primas alternativas para aliviar la dependencia con respecto al petróleo.
Los alcanos de cadena corta con un máximo de cuatro átomos de carbono y el dióxido de carbono (CO2) presentes en el gas natural, el carbón y la biomasa podrían sustituir a los hidrocarburos de cadena larga del petróleo como materia prima para otros productos químicos. No obstante, se trata de moléculas muy estables y no reactivas, difíciles de convertir en productos de valor añadido.
Un equipo de científicos inició el proyecto «Catalytic membrane reactors based on new materials for C1-C4 valorisation» (CARENA), financiado por la UE, para aliviar la dependencia de la industria química con respecto al petróleo crudo. Los socios están desarrollando membranas y catalizadores para convertir materias primas alternativas en productos químicos para aplicaciones energéticas y productos tales como disolventes, adhesivos y revestimientos protectores. En este momento el proyecto se encuentra finalizando su segunda etapa, y los científicos han logrado importantes avances en todos los objetivos.
El uso de métodos innovadores de preparación de membranas ha permitido obtener nuevas membranas más selectivas a mayores temperaturas y propiedades de separación del gas que pueden ajustarse. Además se ha conseguido un catalizador innovador para acelerar la conversión del metanol y del CO2 a carbonato de dimetilo, un importante producto químico industrial, que funciona a las mismas temperaturas que las nuevas membranas.
Los científicos además están aplicando nuevos protocolos de caracterización y ensayo para mejorar las características de las membranas existentes. Gracias a un nuevo método es posible prever las características de membranas perovskitas a partir del análisis del material de partida en polvo, acelerándose así el proceso de desarrollo. Las pruebas no destructivas y analíticas in situ respaldan la optimización de los materiales y del procesamiento bajo condiciones realistas. Por último, las pruebas a largo plazo de las membranas basadas en paladio selectivas para el hidrógeno han permitido comprender los principales mecanismos de pérdida de selectividad, abriendo el camino hacia la prolongación de la vida útil.
El objetivo definitivo es alcanzar una membrana con mejores propiedades. El equipo de investigadores estudió un reactor de reformado con vapor de veinticuatro membranas que logró la conversión requerida a temperaturas mucho menores que las utilizadas en el proceso convencional.
La tecnología de los reactores de membrana catalítica desarrollada en el proyecto CARENA proporcionará un alivio importante a la industria química, que hasta ahora ha sido dependiente del petróleo crudo como materia prima para la síntesis de numerosos productos. Superar el desafío asociado a la conversión de hidrocarburos de cadena corta a partir de gas natural y otras fuentes en precursores útiles hará posible la independencia de la producción química de la UE.
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