Un equipo de científicos chinos ha desarrollado un nuevo sistema de membranas capaz de separar distintos componentes de la nafta ligera con un consumo energético estimado un 91% menor que el de la destilación convencional.
El avance, desarrollado por investigadores del Instituto de Física Química de Dalian de la Academia China de Ciencias y de la Universidad Sun Yat-sen, ha sido publicado en la revista científica National Science Review.
Separar las moléculas sin recurrir a tanta energía
La nafta ligera es una fracción obtenida del petróleo que contiene diferentes hidrocarburos utilizados posteriormente para fabricar productos como materias primas para producir etileno, intermediarios químicos o componentes de gasolina.
Separarlos resulta complicado porque muchas de estas moléculas tienen propiedades físicas y químicas muy parecidas. Habitualmente se recurre a procesos de destilación que requieren calentamiento y un elevado consumo energético.
Los investigadores han planteado una alternativa basada en membranas que funcionan como filtros capaces de distinguir las moléculas por su tamaño y por sus características químicas.
Para conseguirlo, desarrollaron dos tipos de membranas fabricadas a partir de una estructura metal-orgánica denominada CuBTC. Mediante un tratamiento con ácido tánico consiguieron modificar de manera muy precisa tanto el tamaño de sus poros como sus propiedades químicas.
Tres grupos de productos con recuperaciones de hasta el 90%
Las membranas se colocaron de forma sucesiva para ir separando diferentes tipos de moléculas.
En las pruebas de laboratorio, el equipo utilizó una mezcla simulada de nafta ligera formada por 15 componentes y consiguió dividirla en tres corrientes de alto valor: una destinada a materias primas para fabricar etileno, otra rica en compuestos utilizados como intermediarios químicos y una tercera formada por componentes empleados en gasolina.
La recuperación de los productos alcanzó entre el 85% y el 90%, mientras que los investigadores estimaron una reducción del consumo energético de alrededor del 91% frente a la destilación convencional
Dalian Institute of Chemical Physics
Un resultado prometedor que todavía debe dar el salto a la industria
El trabajo se ha realizado por ahora a escala de laboratorio y con una mezcla simulada, por lo que todavía será necesario comprobar si las membranas pueden mantener su rendimiento con petróleo real y en procesos industriales de gran tamaño.
Por tanto, el estudio no significa que las refinerías puedan reducir ya un 91% todo su consumo energético, sino que muestra el potencial de esta tecnología para hacer mucho menos intensiva energéticamente una de las etapas de separación de determinados componentes del petróleo.
Si logra escalarse, este enfoque de “refinado molecular” podría abrir una vía para obtener productos derivados del petróleo utilizando considerablemente menos energía que algunos procesos tradicionales de separación.
Los investigadores consideran que el trabajo proporciona una base científica para avanzar desde la separación convencional por fracciones hacia procesos capaces de clasificar las sustancias a escala molecular de una forma mucho más eficiente.
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