Producción de combustible sostenible de aviación (saf) mediante tecnología hefa en Argentina
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Universidad Nacional de Tucumán, Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología, Departamento de Ingeniería Química
Resumen
RESUMEN
El presente trabajo describe la producción de Combustible Sostenible de Aviación (SAF) en Argentina mediante la tecnología HEFA (Hydroprocessed Esters and Fatty Acids), actualmente la ruta más madura y extendida para obtener combustibles renovables compatibles con la infraestructura aeronáutica existente, es decir, utilizables sin modificaciones en motores o sistemas de almacenamiento. Se estudia la problemática global del cambio climático y el rol creciente de la aviación como emisor de gases de efecto invernadero, junto con el marco regulatorio internacional que impulsa la transición hacia combustibles de menor impacto ambiental. En este contexto, se presentan las razones que posicionan a los SAF como alternativa viable a corto y mediano plazo.
El trabajo describe las materias primas aptas para producir SAF, con énfasis en los aceites vegetales y grasas residuales utilizados en la ruta HEFA. Se analiza el caso argentino, donde la amplia disponibilidad de aceite de soja, su localización geográfica y la infraestructura
asociada al complejo agroindustrial constituyen una ventaja estratégica para el desarrollo de biocombustibles avanzados. Asimismo, se detalla el proceso de obtención del aceite, sus características y las condiciones necesarias de almacenamiento y pretratamiento, dada la influencia de impurezas, oxidación y contaminantes sobre la actividad catalítica en el hidroprocesamiento.
A continuación, se presentan las bases teóricas del proceso HEFA, abarcando las reacciones de hidrodesoxigenación, hidrogenación, isomerización e hidrocraqueo, mediante las cuales los triglicéridos se transforman en hidrocarburos saturados dentro de los rangos de nafta,
queroseno y diésel renovable. Se explican los fundamentos químicos, las funciones catalíticas y las condiciones de operación típicas, así como los requerimientos para cumplir las especificaciones de combustible establecidas por las normas. Estas etapas constituyen el núcleo tecnológico que permite convertir aceites de origen biológico en combustibles aeronáuticos con comportamiento equivalente al fósil.
Luego, se desarrolla la simulación del sistema de separación y fraccionamiento, considerando la corriente de salida del reactor de isomerización e hidrocraqueo. Se emplean rendimientos de literatura para modelar las fracciones de gases ligeros, nafta, SAF y diésel, y se construye un esquema de columnas que permite obtener los cortes dentro de los rangos de ebullición
deseados. El análisis incluye la formulación de balances de materia y energía, las principales suposiciones del modelo, la justificación de los componentes representativos, el diseño teórico del fraccionamiento y la descripción de las corrientes gaseosas y acuosas asociadas al proceso.
Finalmente, se realiza una evaluación económica preliminar basada en costos de materia prima, datos obtenidos de la simulación, inversiones estimadas y rendimiento de productos.
El estudio concluye que la ruta HEFA constituye una opción factible para Argentina, aunque su desarrollo requiere disponibilidad sostenida de aceites, integración con infraestructura existente y políticas que acompañen la transición hacia combustibles de aviación de menor huella de carbono.
Descripción
INDICE
RESUMEN ........................................................................................................................... 3
AGRADECIMIENTOS.................................................................................................... 4
INDICE................................................................................................................................. 5
PRÓLOGO ................................................................................................................................ 7
CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN....................................................................................... 8
1.1 CONTEXTO GLOBAL DE LA AVIACIÓN Y EMISIONES ............................. 8
1.1.1 Situación actual del sector aéreo de CO2................................................... 8
1.2 REGULACIONES Y COMPROMISOS INTERNACIONALES....................... 9
1.2.1 Importancia de los SAF.........................................................................................10
1.3 MATERIAS PRIMAS PARA LA PRODUCCIÓN DE SAF...............................10
1.4 RUTAS TECNOLÓGICAS DE SAF.............................................................................10
1.5 SITUACIÓN EN ARGENTINA.....................................................................................13
CAPÍTULO 2: MARCO TEÓRICO................................................................................... 14
2.1 GENERALIDADES HEFA ...........................................................................................14
2.1.1 Materias primas para la producción de SAF mediante la ruta HEFA ......14
2.1.2 Viabilidad del uso de aceite de soja como materia prima en Argentina .15
2.1.3 Ubicación de la planta en Argentina...............................................15
2.2 DESCRIPCIÓN DE LA TECNOLOGÍA.....................................................18
2.2.1 Etapas principales y fundamento químico. ................................................18
CAPÍTULO 3: DISEÑO Y SIMULACIÓN DEL PROCESO HEFA.......................... 26
3.1 DISEÑO GENERAL DE LA PLANTA HEFA ..................................................26
3.1.1. Pretratamiento de materia prima .............................................................26
3.1.2. Hidroprocesamiento.............................................................................................27
3.1.3. Sistema de separación y fraccionamiento .............................................27
3.2 DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO ........................................................28
3.3 BALANCE DE MATERIA.............................................................................................30
3.4 BALANCE DE ENERGÍA.............................................................................................32
3.5 METODOLOGÍA .........................................................................................................33
3.6 SISTEMA DE SEPARACIÓN ......................................................................................34
3.6.1 Corriente gaseosa y acuosa..................................................................................34
3.6.2 Manejo y tratamiento de CO2 y CO en la corriente gaseosa ................35
3.6.3 Diseño teórico del sistema de separación .................................................36
3.6.4 Construcción del diagrama de flujo simulado .........................................40
CAPÍTULO 4: EVALUACIÓN DE LA PREFACTIBILIDAD ECONÓMICA........... 45
4.1 INTRODUCCIÓN ........................................................................................................45
4.2 CONSIDERACIONES TEÓRICAS .................................................................45
6
4.2.1 Concepto de prefactibilidad...................................................................................45
4.2.2 Aspectos económicos del proceso HEFA...........................................46
4.3 SUPUESTOS Y DEFINICIÓN DE FUJO DE CAJA ........................................46
4.4 ESTIMACIÓN DE LA INVERSIÓN ..................................................................47
4.5 CAPITAL CIRCULANTE NETO...................................................................................48
4.6 VALOR RESIDUAL .....................................................................................................49
4.7 ESTIMACIÓN DE COSTOS OPERATIVOS..............................................49
4.8 ESTIMACIÓN DE INGRESOS ....................................................................................50
4.9 EVALUACIÓN ECONÓMICA ......................................................................................51
4.9.1 Indicadores económicos........................................................................................51
CONCLUSIONES ............................................................................................................ 53
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................ 54
ANEXOS .............................................................................................................................. 58

