La preocupación mundial por el desarrollo sostenible ha evidenciado la necesidad de definir, respecto a las tecnologías automotrices, los límites de emisiones. Desde entonces, los investigadores buscan producir combustibles menos contaminantes, económicamente viables y de origen renovable para alcanzar las mejoras ambientales deseadas. Ésta es la razón por la que parte de la materia prima del proceso H-BIO es renovable en la producción de diesel oil.

El proceso H-BIO no solo añade el procesamiento de materia prima renovable al esquema de refino del petróleo, sino también permite la utilización de las instalaciones existentes. El aceite vegetal o animal que se mezcla a fracciones diesel de petróleo pasa por un proceso de hidroconversión en las Unidades de Hidrotratamiento (HDT), que las refinerías utilizan en especial para reducir el contenido de azufre y mejorar la calidad del diesel oil, ajustando las características de ese combustible a las especificaciones de ANP (Agencia Nacional del Petróleo).


Rutas de Producción de Diesel Renovable



El propósito del CENPES (Centro de Investigación y Desarrollo de Petrobras) es prever y suministrar soluciones tecnológicas que aseguren el soporte al sistema Petrobras. En cuanto a la tecnología H-BIO, se trata de un proceso innovador desarrollado como uno de los proyectos del Programa de Tecnologías Estratégicas de Refino – PROTER.

La principal característica de las pruebas que se realizan en una planta piloto es el análisis de cuáles son las mejores condiciones de manejo del proceso asociadas a la conversión de la materia prima y a la calidad de los productos obtenidos. Por tanto, en esa fase, no hay preocupaciones por los límites operativos típicos de las unidades industriales, como el escape de compresores, las bombas y la disponibilidad de hidrógeno.

El CENPES ha realizado pruebas en una planta piloto con hasta el 30% de aceite vegetal en la carga del HDT, en mezclas con fracciones diesel, lo que ha generado un producto con idénticas características a las del diesel de petróleo. Sin embargo, hay restricciones operativas en lo referente al uso de esa elevada proporción de aceite vegetal en las unidades industriales de HDT existentes, debido al mayor consumo de hidrógeno y a limitaciones de algunos equipos que no tienen las dimensiones necesarias para atender dicho proyecto.

Para el desarrollo de esta tecnología se han probado, en una planta piloto, distintos aceites vegetales, como soja y mamona, bajo distintas condiciones operativas, que ponen en evidencia las ventajas del proceso. Se destaca el elevado rendimiento de por lo menos un 95% v/v del diesel sin la generación de residuos y una pequeña producción de propano. Para cada 100 litros de aceite de soja procesados, se producen 96 litros de diesel oil y 2,2 Nm3 de propano. El área de refino del sector de Abastecimiento está realizando pruebas industriales, en las que utiliza hasta un 10% de aceite de soja en la carga del HDT, lo que demuestra que la tecnología es adecuada y flexible.


Rendimiento del Proceso H-BIO



El proceso implica una hidroconversión catalítica de la mezcla de fracciones diesel y de aceite de origen renovable, en un reactor de HDT, bajo condiciones controladas de elevada temperatura y presión de hidrógeno. El aceite vegetal se convierte en hidrocarburos parafínicos lineales, similares a los existentes en el diesel de petróleo. Estos compuestos contribuyen a la optimización de la calidad del diesel oil final, en que se destaca el incremento del número de cetano (que asegura la mejor calidad del encendido) y la reducción de la densidad y del contenido de azufre. El beneficio a la calidad final del producto es proporcional al volumen de aceite vegetal utilizado en el proceso.


Proceso H-BIO en un Esquema Típico de Refinería




La producción de biodiesel puro (B100) vía el proceso tradicional por transesterificación y la producción de diesel con aceite vegetal en Unidad de HDT generan combustibles de estructura molecular distinta. El biodiesel puro tiene su propia especificación, conforme a las regulaciones de ANP. Sin embargo, tanto la mezcla B2 (2% de biodiesel añadido al diesel de petróleo), cuyo uso en Brasil está autorizado conforme a la Ley 11.097/2005, como el diesel producido según el proceso H-BIO deberán atender la resolución específica de ANP referente a la comercialización del diesel oil.

Petrobras está considerando la posibilidad de implementar la tecnología H-BIO en tres refinerías, hasta el segundo semestre de 2007; el consumo de aceite vegetal deberá ser del orden de 256.000 m3 por año, lo que equivale a cerca de un 10% del aceite vegetal que Brasil exportó en 2005. Se prevé para 2008 la implementación del proceso H-BIO en dos refinerías más, lo que deberá elevar el procesamiento de aceite vegetal a cerca de 425.000 m3 por año.

La tecnología H-BIO de Petrobras introduce un nuevo proceso de producción de biocombustibles suplementario al Programa Brasileño de Biodiesel, que se está desarrollando de momento, para ampliar en el futuro la utilización de biomasa en la matriz energética de Brasil, lo que aportará muchos beneficios ambientales y de inclusión social.