Petróleo, gas y biocombustibles

Petróleo, gas y biocombustibles

La cal, la piedra caliza, la dolomía y la arcilla tienen numerosas aplicaciones en las industrias del petróleo, el gas y los biocombustibles. Se utilizan en varias etapas del proceso industrial:  como ingredientes esenciales para controlar la densidad (piedra caliza y dolomía), el pH (cal) o la viscosidad (arcilla) de los lodos de perforación, e incluso para la refinación de biocombustibles. Todas estas aplicaciones requieren un control estricto de las propiedades químicas, de los tamaños de partícula y de la reactividad.

Los productos que suministramos a estos sectores ofrecen conformidad con la normativa industrial aplicable. Algunas de nuestras soluciones son estándares reconocidos mundialmente, como es el caso de SeaMudTM, el agente de control de la viscosidad más aclamado del sector para lodos de perforación a base de agua salada.

Las industrias del petróleo, el gas y los biocombustibles suponen una cuota importante de la producción energética mundial. Desde la extracción a la refinación (con la que se obtienen productos finales tales como la gasolina), es preciso recurrir a soluciones específicas para satisfacer una demanda que está en continuo crecimiento. Además, debido al aumento de las fuentes no convencionales de petróleo, van surgiendo normativas medioambientales más estrictas y tecnologías cada vez más complejas. Así, muchos de los productos minerales que se utilizan en estos procesos deben cumplir con una serie de especificaciones extremadamente exigentes.

Extracción de petróleo y gas

Nuestros productos se utilizan en la extracción de gas y petróleo de formas muy distintas:

  • El carbonato cálcico aumenta la densidad de los lodos de perforación. Su acción compensa la presión en las formaciones relativamente poco profundas. Puede utilizarse tanto en medios acuosos como oleosos. 
  • Nuestros productos de piedra caliza presentan bajos niveles de ácidos insolubles, lo que los hace útiles para el sellado de formaciones permeables durante periodos de acondicionamiento. Los tamaños de la piedra caliza pueden adaptarse en función del medio líquido y de la fórmula. 
  • Los tamaños de partícula de la piedra caliza  deben estar controlados a fin de evitar asentamientos. Una amplia variedad de tamaños de partícula graduales permite utilizar el material como medio de unión.
  • Los productos de arcilla especializados se utilizan en la perforación de lodos para controlar la viscosidad y mejorar la estabilidad en el pozo. La sepiolita exclusiva de Lhoist, SeaMudTM,  es un agente modificador de la viscosidad estándar para perforaciones en aguas saladas y entornos salinos. También ofrecemos una exclusiva línea de productos de arcilla y mezclas técnicas para aplicaciones de perforación en aguas saladas y potables.
  • La cal hidratada se utiliza en los lodos de perforación y circulantes para ajustar el pH del fondo de pozo y controlar el H2S y el CO2. También resulta de gran utilidad en el tratamiento y reciclado de aguas recuperadas de procesos de fracturación hidráulica para ajustar el pH y precipitar metales y otros sólidos. El reciclado in situ reduce tanto la cantidad de agua descargada como la demanda de agua potable, así como el tráfico de vehículos asociado a la retirada y reposición de dichos materiales. La cal viva y las pastas de cal hidratada se utilizan para estabilizar el suelo de los emplazamientos y plataformas de perforación en los que la estabilidad plástica del suelo supone un problema.

Biocombustibles

Los biocombustibles más utilizados son el bioetanol y el biodiésel. El sector de los transportes concentra un 98% del consumo total. Se espera que la producción mundial de estos productos aumente en el futuro por los siguientes motivos:

  • leyes y normativas recientes;
  • políticas gubernamentales sobre independencia energética;
  • ayudas y subvenciones públicas;
  • aumento de la demanda.

EE. UU., Brasil y la UE son las principales regiones, que concentran la producción del 75% de los biocombustibles disponibles en todo el planeta. La producción mundial actual recurre a tecnologías de primera generación que utilizan materias primas de uso alimentario (caña de azúcar, remolacha, maíz, semillas oleaginosas, etc.). En la actualidad, estamos siendo testigos de la rápida aparición de tecnologías de segunda generación, más avanzadas, a las que se les presupone una aportación significativa a medio y largo plazo. Estas tecnologías utilizan materias primas no alimentarias tales como biomasa celulósica procedente de residuos agrícolas y forestales.

En función de la tecnología de primera generación que se utilice, podrá añadirse cal durante el proceso de producción con fines de recuperación de productos derivados y de tratamiento de residuos. Lhoist ha desarrollado una completa gama de productos de cal que, unidos a nuestra experiencia, nos permiten crear los productos de pasta de cal de un modo sostenible, ahorrando agua y energía.

Bioetanol procedente de la caña de azúcar

Nuestras soluciones de cal y dolomía calcinada a medida ayudan en el lavado de la caña de azúcar, en el tratamiento de los zumos de caña de azúcar y en la recuperación de los productos derivados.

Lavado de la caña de azúcar

Tras su cosecha, la caña de azúcar en estado bruto suele estar cubierta de cera, lodo y óxidos. El lavado permite eliminar estas impurezas. En este punto se añade cal para aumentar la alcalinidad del agua y, de este modo, evitar la corrosión de las máquinas trituradoras.

Tratamiento del zumo de la caña de azúcar

En él se utiliza cal para reducir los altos niveles de fósforo presentes en el zumo. El zumo entonces se fermenta para producir bioetanol.

Recuperación de productos derivados

El bagazo y la vinaza son algunos de los productos derivados de esta industria. El bagazo se utiliza como fuente de energía y como materia prima de biocombustibles de segunda generación. La vinaza se produce durante la fermentación. Mediante la adición de productos de cal específicos, puede utilizarse en la agricultura como agente modificador del suelo.

Brasil es el país que concentra la mayor parte de la producción de bioetanol a partir de caña de azúcar.

Bioetanol procedente de la remolacha

Lhoist ha desarrollado productos de cal específicos para tratar y concentrar previamente el zumo de remolacha antes de poder producir bioetanol.

Tratamiento del zumo de remolacha

La remolacha se procesa de modo similar a la caña de azúcar. El bioetanol se produce mezclando el zumo fresco, las molasas y los jarabes de la caña de azúcar. La remolacha en bruto debe lavarse antes de extraer el zumo. Al agua de lavado se le añade cal con el fin de subir el pH y limitar los olores.

Concentración

Se añade cal al zumo fresco de la caña de azúcar para obtener un jarabe concentrado antes de su almacenamiento y posterior conversión en bioetanol.

Europa es el continente que concentra la mayor producción de bioetanol a partir de remolacha.

Bioetanol procedente del maíz

Los granos de destilería con solubles (GDS) pueden recuperarse como comida para animales gracias a nuestras soluciones de cal personalizadas.

La transformación del maíz en etanol es un proceso que consta de tres pasos. Tras el molido en seco, se inicia un proceso de hidrólisis en el agua mediante el uso de levaduras y condiciones de acidez suficiente para generar la glucosa que posteriormente se fermenta para producir etanol. El resultado es etanol destilado. Este proceso no precisa la intervención de álcalis.

Recuperación de GDS (granos de destilería con solubles)

Los residuos vegetales y GDS son los dos principales productos derivados de esta industria. Los residuos vegetales suelen incinerarse para recuperar su energía o utilizarse para alimentación animal. Los GDS contienen lípidos, proteínas y fibras. Combinados con productos de cal y piedra caliza, los GDS son muy valorados como pienso y alimento para animales.

La mayor parte de la producción de bioetanol a partir de maíz se concentra en los Estados Unidos.

Biodiésel procedente de semillas oleaginosas

Nuestros productos de cal dedicados permiten la recuperación de las tortas oleaginosas derivadas de los procesos de extracción del aceite de semillas.

Las semillas oleaginosas se someten a un prensado en frío en el que se utiliza un disolvente orgánico (n-hexano). El aceite extraído se refina por medio de una serie de procesos de destilación y tratamientos químicos en los que se utiliza sosa cáustica para eliminar los productos derivados de los ácidos grasos.

El aceite vegetal resultante se somete entonces a una reacción de transesterificación para producir biodiésel.  En este proceso, la cal es un reactivo muy rentable como alternativa a la sosa cáustica.

Recuperación de tortas oleaginosas

Las tortas oleaginosas (procedentes de la extracción del aceite de semillas), los ácidos grasos, los ácidos grasos libres o AGL (derivados de la refinación de aceites) y la glicerina (derivada de la transesterificación) son los principales productos derivados de esta industria. Mediante su combinación con productos de cal y piedra caliza, los piensos y productos alimenticios para animales pueden beneficiarse de las proteínas y fibras presentes en las tortas oleaginosas.

Europa es el continente que concentra la mayor producción de biodiésel a partir de semillas oleaginosas.  

Biogás

En la producción de biogás se utiliza cal hidratada para estabilizar el proceso y optimizar la obtención de gas.

Las unidades de biogás no siempre funcionan de un modo estable, en especial cuando la calidad y el tipo de sustratos utilizados son variables. Esto es aún más cierto cuando los nuevos sustratos tienen una capacidad amortiguadora baja o en condiciones de sobrealimentación de la unidad. En estos casos, el pH del sustrato de fermentación puede bajar. Una unidad de biogás se considera eficiente cuando es capaz de generar un proceso de fermentación estable utilizando sustratos de alta capacidad amortiguadora. Además, debe garantizar la ausencia de periodos de interrupción, incluso cuando se utilicen distintos sustratos. Sólo entonces podrá lograr un índice alto y constante de obtención de gas.

Estabilización del proceso

En las unidades de biogás en las que suelen utilizarse los tipos más diversos de sustratos de fermentación, el uso frecuente de cal hidratada estabiliza la capacidad amortiguadora y evita las caídas drásticas del pH incluso en las cargas máximas.

Optimización de la obtención de gas

La cal hidratada garantiza un funcionamiento estable en todas las fases del proceso de fermentación. Por lo tanto, contribuye a garantizar un índice alto y constante de obtención de gas en la unidad de biogás. La cantidad de metano en la mezcla gaseosa aumenta, y esto se traduce en una mayor capacidad técnica de uso.

El CaO añadido con la cal hidratada permanece en el sustrato de fermentación y, más tarde, puede utilizarse como fertilizante agrícola.