Membranas y catalizadores más allá de obstáculos económicos y tecnológicos

  • La UE apoya el proyecto MACBETH con 16,6 millones de €.
  • Gran experiencia reunida en un consorcio de 24 socios.
  • Etapas previamente separadas se combinan ahora en una en 4 innovadoras plantas para los procesos industriales de hidroformilación, producción de H2, deshidrogenación de propano y ruptura biocatalítica de aceite.
  • Potencial de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero de hasta el 45%, aumento de eficiencia de hasta el 70%, CAPEX y OPEX disminuyen hasta un 50 y 80%, respectivamente.

El proyecto MACBETH (“Membranes And Catalysts Beyond Economic and Technological Hurdles”, Membranas y catalizadores más allá de obstáculos económicos y tecnológicos) ha sido lanzado recientemente y tendrá una duración de 4 años y medio. Está financiado por la UE y coordinado por la empresa multinacional Evonik, y su ambicioso objetivo es la intensificación de procesos industriales mediante la combinación de las etapas de reacción y separación en un único reactor de membrana catalítica (CMR) altamente eficiente.

Los proyectos precedentes ROMEO (“Reactor Optimization by Membrane Enhanced Operation”, Optimización de Reactores mediante Operación Mejorada con Membrana), BIONICO (“Biogas membrane reformer for decentralized H2 production”, Reformador de biogás de membrana para la producción descentralizada de H2) y CARENA (“CAtalytic membrane REactors based on New mAterials for C1-C4 optimization”, Reactores catalíticos de membrana basados ​​en nuevos materiales para la optimización de C1-C4), también financiados con fondos de la UE y ya finalizados,  han demostrado con éxito la prueba de concepto de CMR poniendo en funcionamiento plantas piloto con un alto nivel de madurez de la tecnología (TRL 5) para tres procesos altamente relevantes y de gran escala: hidroformilación, para producción productos químicos especiales; producción de hidrógeno, para los sectores del transporte y la generación de electricidad; y deshidrogenación de propano, para obtención de productos químicos en gran volumen.

Los miembros clave de estos consorcios ahora han unido fuerzas en MACBETH para llevar los CMR a escala industrial (TRL 7) para los tres procesos y, finalmente, a la comercialización. Durante el proyecto se utilizarán estrategias de fertilización cruzada para, por un lado, optimizar los componentes básicos de los tres CMR piloto previos, como son el catalizador, la membrana, el soporte y el concepto de reactor; por otro lado, aplicar el concepto a un nuevo caso de estudio, la ruptura biocatalítica de aceite para fabricar productos mediante biotecnología; y, finalmente, para disponer de un conjunto de herramientas que permita para desarrollar fácilmente nuevos CMR para prácticamente cualquier sector de la industria de procesos que requiera una separación después de una síntesis catalítica.

El consorcio del nuevo proyecto está formado por 24 socios, tanto industriales como académicos, provenientes de 10 países diferentes. Reúne experiencia relacionada con catalizadores, membranas de separación, soportes/portadores, reactores, ingeniería y modelado, así como la perspectiva del usuario final. El grupo de Espectroscopía y Catálisis industrial (SpeICat) del Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (ICP) del  Consejo Superior de Investigaciones Científicas ( CSIC) participa en el desarrollo de estructuras cerámicas porosas para su empleo como soporte de catalizadores o membranas. “Es crucial que compartamos conocimiento, explotemos las sinergias y pensemos más allá de los límites de la química. Nuestro consorcio reúne los conocimientos que son esenciales para dar este gran paso en la síntesis catalítica. Una empresa nunca podría lograrlo individualmente” dice el Dr. Marc Oliver Kristen, gestor del proyecto MACBETH.

La sostenibilidad es un factor clave en este proyecto: la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero prevista en estos procesos industriales de gran volumen será de hasta el 35%, y la eficiencia en el uso de recursos y energía aumentará hasta un 70%. Además, el nuevo diseño del reactor no solo garantiza plantas de producción considerablemente más pequeñas e incluso más seguras, sino que también ayuda a fortalecer el liderazgo de la industria europea en el mercado, ya que los costes de inversión y operación pueden reducirse en este tipo de sistemas hasta un 50% y 80%, respectivamente.