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Una perspectiva sobre los avances y oportunidades en la conversión catalítica de biomasa lipídica en biodiesel y combustibles verdes

ya se ha probado y se utiliza regularmen- cularmente importante desde la perspec- ra de un enlace C-C. Por otra parte, en el
te en algunos vuelos comerciales. tiva industrial, ya que el contenido máxi- proceso HDO se producen alcanos con
mo permitido de BTX en la gasolina es el mismo número de carbonos. El consu-
menor al 1%/vol (www.pemex.ref.com), mo de H en el proceso disminuye en el
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3.3. Gasolina verde por lo que no es deseable la producción siguiente orden: HDO > DCO > DCO .
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de una gasolina con las características de De acuerdo con lo anterior, una descar-
Por otra parte, varios estudios han repor- la mezcla obtenida cuando se usan catali- boxilación o una descarbonilación que
tado la conversión de biomasa en una zadores microporosos. ocurren a una temperatura de reacción
mezcla de hidrocarburos que se identi- relativamente baja, generan gases conta-
fica como “gasolina verde”, y que tiene minantes pero consumen menos H . Por
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propiedades muy similares a la gasolina 3.4. Desoxigenación (DO) el contrario, la HDO es más ambiental-
de origen fósil (Twaiq y col., 2004; Ooi y mente benigna pero consume más H .
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col., 2005; Benson y col., 2009; Siswanto Hay varias rutas posibles para la DO de Con base a lo anterior, las rutas de DCO
y col., 2008; Rao y col., 2010; Zandonai, aceites vegetales (Sousa et al., 2018; Oh y DCO parecen ser mejores alternativas
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2015). A la fecha, los lípidos obtenidos et al., 2018 Li et al., 2018), las cuales que la ruta de HDO (Xin et al., 2018).
a partir de oleaginosas son la principal se ejemplifican en la figura 3, y cuya
materia prima para la producción de gaso- selectividad es función de las materias
lina verde (Twaiq y col., 2004; Ooi y col., primas, los catalizadores y/o las condi- 3.5. Hidrodesoxigenación (HDO)
2005; Benson y col., 2009; Siswanto y ciones de operación del reactor.
col., 2008; Rao y col., 2010; Kubičková, El proceso de HDO puede ocurrir a tra-
2010; Ong y col., 2010; Sotelo-Boyas, vés de dos rutas:
2011). Particularmente, los aceites de 3.4.1. Decarbonilación (DCO):
palma y de canola se han transformado a a) Hidrodesoxigenación directa.
gasolina verde a presión atmosférica y un En este caso los ácidos grasos se rompen
rango de temperatura de 300-500 ºC, en en el enlace C-C y luego pierden un gru- Esta ruta implica la HDO profunda
presencia de catalizadores micro y meso- po acilo en forma de CO y se combinan de aceites y grasas a alta temperatura
porosos con carácter ácido (Katikaneni con H para dar alcanos de cadena lineal (240-480 °C) y presión (4-20 MPa),
y col., 1995; Ooi y col., 2005; Siswanto insaturados. Si la reacción se lleva a cabo e incluye como etapas principales la
y col., 2008; Benson y col., 2009). Los en condiciones de H , se puede obtener saturación, la hidrogenación y la des-
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productos de estas reacciones se encuen- un hidrocarburo alifático saturado. hidratación de las aceites y grasas. Se
tran en tres fases: gases, líquidos y sóli- hace notar que los hidrocarburos obte-
dos (coque). Por lo general, los gases y el nidos por HDO directa generalmente
coque no presentan variaciones relevan- 3.4.2. Descarboxilación (DCO ): tienen un alto índice de cetano pero
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tes entre la mayoría de los trabajos repor- exhiben propiedades de flujo en frío
tados; sin embargo, en todos los casos la En este caso los grupos carboxilo en los muy pobres.
selectividad de los productos líquidos es ácidos grasos se descomponen para libe-
función del tipo de catalizador utilizado. rar CO .
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Así, se ha documentado que el uso de b) Hidrodesoxigenación-isomerización
catalizadores ácidos microporosos (p.ej.,
HZSM-5 y HY) también promueve la 3.4.3. Hidrodesoxigenación (HDO): Esta es una ruta mejor que la HDO
formación de benceno, tolueno y o-, m-, directa. El punto de enturbiamiento y
p-xilenos (BTX). Por otra parte, los mate- En este caso se usa H como un reductor la viscosidad de las parafinas linea-
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riales ácidos mesoporosos (p.ej., MCM- altamente efectivo para reaccionar con les obtenidas en la HDO directa son
41 y SBA-15) promueven preferente- los átomos de oxígeno del ácido car- generalmente más altos, lo que origina
mente la formación de parafinas lineales boxílico para dar lugar a la formación propiedades de flujo en frío muy defi-
y ramificadas (Corma y col., 1998; Twaiq de agua (Furimsky, 2000; Choudhary y cientes. Sin embargo, la después de
y col., 2003; Benson y col., 2008; Ong y Phillips, 2011; Graça et al., 2012; Arun la isomerización de los alcanos sobre
col., 2010). De esta forma, aun cuando los et al., 2015; Ameen et al., 2017). metales nobles no solo retienen un
materiales microporosos exhiben mayor alto número de cetano, sino que mejo-
actividad bajo las mismas condiciones En comparación con sus ácidos grasos ran en gran medida sus propiedades de
de reacción, los materiales mesoporosos correspondientes, las vías de descar- flujo en frío (Xin et al., 2018).
presentan un mayor rendimiento hacia la bonilación (DCO) y descarboxilación
fracción de gasolina (Twaiq y col., 2003; (DCO ) producen hidrocarburos reduci- La HDO es una reacción exotérmica que
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Zhao y col., 1996). Este hecho es parti- dos en un átomo de carbono por la ruptu- puede afectar la estabilidad del cataliza-

A&G 113 • Tomo XXVIII • Vol. 4 • 614-625 • (2018) 617