Evaluación energética y ambiental de una planta de deshidratación catalítica de bioetanol para la obtención de etileno en Colombia Design and environmental assessment of a bioethanol catalytic dehydration plant to obtain ethylene in Colombia

Resumen

En el presente trabajo se propone la evaluación de una planta de deshidratación catalítica de bioetanol enmarcada en el contexto nacional, considerando su desempeño energético y ambiental. Se realiza una comparación de los resultados obtenidos con el método de síntesis de etileno actual (el craqueo térmico) para determinar si la deshidratación catalítica constituye una alternativa admisible, estableciendo como parámetros la obtención de etileno con una pureza suficiente para polimerización (99.85-99.95% vol.), requerimiento principal que tiene el etileno en nuestro país y una producción de 40kton/anuales. Además, se implementó un análisis Pinch con el propósito de obtener un ahorro energético por medio del aprovechamiento de corrientes propias del proceso, disminuyendo los servicios de calentamiento y enfriamiento. Esto se realiza por medio del simulador de procesos Aspen Plus v.12 y el evaluador de impactos ambientales potenciales del EPA, WAR-GUI. Los resultados permitieron concluir que el método propuesto es una alternativa viable para la obtención de etileno dado que se presenta un rendimiento de 51.07% en peso, similar al que se encuentra para el craqueo térmico (51.24% de rendimiento en peso) con un valor de pureza de 99.5%, y la implementación de la red de integración calórica logró disminuir el consumo de energía en lo que refiere a servicios de enfriamiento y calentamiento aproximadamente en un 50% y 75% respectivamente. Las emisiones de dióxido de carbono son de aproximadamente 0,45 kg de CO2/ kg de etileno lo cual es menor comparadas con las que se generan del método de craqueo térmico, que según la literatura refiere de uno a dos kilogramos de CO2 por cada kilogramo de etileno producido.