CONÓCENOS
MISIÓN
El proyecto HYPY-CAT evaluará la hidropirólisis catalítica (CHP) para reciclar y valorizar residuos orgánicos complejos (lignina, lignocelulosa, microalgas, plásticos y textiles). Desarrollará catalizadores zeolíticos multifuncionales para eliminar oxígeno y nitrógeno, produciendo biocombustibles y químicos de alto valor, además de evaluar su viabilidad tecno-económica y ambiental.
Figura 1. Esquema general del proyecto HYPY-CAT
El proyecto HYPY-CAT se divide en dos subproyectos con objetivos específicos pero complementarios. Ambos subproyectos tienen una colaboración sinérgica y serán responsables de la síntesis de catalizadores.
WORK PACKAGE
El proyecto HYPY-CAT, se estructura en 7 paquetes de trabajo (WP), que cubren la cadena de valor de la hidropirólisis catalítica (CHP).
Figura 2 . Esquema del work package de HYPY-CAT
WP1.
Selección y caracterización de la materia prima (IMDEA Energy y URJC)
Seleccionar y realizar una caracterización química (composición CHON-S y halógenos en plásticos) y térmica exhaustiva de las materias primas representativas (lignina, lignocelulosa, microalgas, plásticos y textiles).
WP2.
Desarrollo de catalizadores zeolíticos con accesibilidad mejorada (IMDEA Energy y URJC)
Sintetizar y caracterizar zeolitas jerárquicas y dendríticas (topologías MFI y BEA) para mejorar la accesibilidad de las moléculas complejas a los sitios activos.
WP3.
Preparación y caracterización de catalizadores multifuncionales (IMDEA Energy y URJC)
Preparar catalizadores multifuncionales incorporando fases activas metálicas (metales nobles, de transición y bimetálicos) en los soportes zeolíticos desarrollados en el WP2.
WP4.
Hidropirólisis térmica/catalítica de residuos de lignocelulosa y lignina (URJC)
Investigar la conversión de residuos de lignina y biomasa lignocelulósica (materias primas con oxígeno) mediante hidropirólisis catalítica a baja presión (CHP). El objetivo es eliminar el oxígeno del bio-aceite y producir compuestos de interés industrial.
WP5.
Hidropirólisis térmica/catalítica de microalgas desgrasadas y residuos de plásticos/textiles (IMDEA Energy)
Evaluar la conversión de plásticos de RAEE/ELV, microalgas desgrasadas y residuos textiles (materias primas con oxígeno y nitrógeno) a través de CHP. El foco está en optimizar las condiciones y evaluar la distribución de nitrógeno y oxígeno en los productos.
WP6.
Evaluación ambiental y tecno-económica (IMDEA Energy y URJC)
Realizar el Análisis del Ciclo de Vida (ACV) para evaluar el impacto ambiental y llevar a cabo un análisis tecno-económico preliminar del proceso propuesto, utilizando los resultados óptimos de los WP4 y WP5.
WP7.
Gestión y coordinación (IMDEA Energy y URJC)
Supervisar y monitorizar el progreso del proyecto, asegurar el cumplimiento de los objetivos y facilitar el intercambio de información. Incluye la gestión administrativa, financiera y la elaboración de informes.
RUTAS CATALÍTICAS CLAVE
HYPY-CAT se enfoca principalmente en la ruta de Hidropirólisis Catalítica (CHP), que representa un enfoque avanzado e integrado, en contraste con las rutas convencionales.
Es la ruta central de HYPY-CAT, que consiste en un proceso de pirólisis térmica/catalítica realizada en presencia de una atmósfera de hidrógeno (H2) a presiones cercanas a la atmosférica (baja presión, típicamente 1-10 bar). La estrategia de HYPY-CAT es incorporar H2 directamente en el paso de pirólisis térmica y conectarlo en serie con un paso de hidrotratamiento catalítico para mejorar aún más los vapores (volátiles) producidos, siendo la ventaja una menor formación de coque/carbonilla (char), lo que aumenta la producción de aceite, la eliminación de heteroátomos (O, N, S, halógenos), produciendo aceites mejorados y más ligeros.
Esta es una estrategia de dos pasos para mejorar el aceite pirolítico. Primero, se realiza una Pirólisis (con o sin catalizador) para descomponer la materia prima y generar una fracción líquida (bio-aceite). Posteriormente, este bio-aceite condensado es sometido a un hidrotratamiento Catalítico separado en presencia de hidrógeno para eliminar heteroátomos y saturar las olefinas. Limitaciones: Requiere altas presiones de H2 y la formación de coque durante el calentamiento del bio-aceite condensado puede ser un problema.
Busca un efecto sinérgico utilizando materiales donadores de hidrógeno, es decir la materia prima (p. ej., biomasa) se co-procesa con un sustrato donador de H (como plásticos poliolefínicos, aceites vegetales o bioalcoholes).Ventajas: El donador de H transfiere hidrógeno a las especies de pirólisis, lo que atenúa la formación de carbonilla (char), mejora la desoxigenación y retrasa la desactivación del catalizador. Este enfoque es similar conceptualmente a la CHP, ya que incrementa la relación H/C durante la reacción.
Figura 3. Sistema catalítico principal preparado para el proyecto HYPY-CAT.
Figura 4. Esquema de la materia prima y el sistema de reacción CHP que se usarán en el proyecto
FINALIDAD
- La finalidad de las rutas es obtener Biocombustibles Avanzados o Químicos Sostenibles. Dependiendo de la intensidad del tratamiento CHP (controlando las condiciones operativas y el catalizador), del proceso se puede obtener heteroátomos (alquilfenoles, aminas), y mezclas sin heteroátomos/hidrocarburos (alcanos, cicloalcanos) que pueden usarse directamente en refinerías para la formulación de combustibles.