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Tecnología nacional para desarrollar DUBA: IMP

El Instituto Mexicano del Petróleo desarrolló una tecnología 100% nacional, capaz de producir Diésel de Ultra Bajo Azufre (DUBA). El catalizador que posiciona a esta institución dentro del mercado es altamente competitivo por su precio y propiedades, a diferencia de otros productos similares que ya se comercializan en México y otros países.

El Instituto Mexicano del Petróleo (IMP), el único centro de investigación en materia de hidrocarburos en México, se posiciona en el mercado nacional e internacional para comercializar una tecnología que ayuda a producir Diésel de Ultra Bajo Azufre (DUBA). Investigadores desarrollaron el catalizador IMP-DSD-30, un producto que, además de ser competitivo por su precio, coloca al Instituto en medio de los esfuerzos por realizar una transición hacia el uso de combustibles más limpios.

En entrevista para Global Energy, el doctor Jorge Ancheyta Juárez, Gerente de Productos para la Transformación de Crudo y Gas, habla sobre el papel del IMP en esa área. Actualmente, las actividades del Instituto abarcan toda la cadena de valor de los hidrocarburos, desde la investigación que inicia en el área de Exploración y Producción, así como en la de Transformación.

“Los proyectos que se desarrollan ahí, pasan por las etapas de investigación básica y luego, cuando se identifica un producto, tecnología o servicio que puede ir a una etapa posterior, pasan a la dirección de Tecnología de Producto, a la cual yo pertenezco, en donde se realiza, entre otras cosas, el escalamiento del producto”, explica.

El escalamiento se refiere al procesamiento de resultados generados en la investigación básica, donde se desarrolló un prototipo a nivel laboratorio, para otorgarle características de producto final. En la siguiente etapa, cuando el producto está documentado y desarrollado, pasa a las direcciones de Servicios, donde inicia su comercialización.

El IMP a la vanguardia

Al ser concebido principalmente como apoyo a Petróleos Mexicanos (Pemex), los proyectos, servicios y productos que ofrece el IMP están enfocados a resolver las problemáticas de la estatal, lo que brinda una oportunidad de realizar nuevas investigaciones enfocadas en las necesidades de dicha empresa.

Sobre esta línea, los temas que abarca el Instituto van desde el mejoramiento de combustibles para hacerlos más limpios, como el DUBA, hasta proyectos relacionados con la transición energética como la transformación de la biomasa en productos de alto valor comercial, lo que contribuye a reducir la huella de carbono.

El catalizador IMP-DSD-30 en la industria mexicana

Como producto, este es relativamente reciente; sin embargo, la investigación básica data desde proyectos que fueron financiados por el extinto fondo CONACYT-SENER-Hidrocarburos. Posteriormente, el IMP observó que los prototipos generados en dichos proyectos tenían potencial para continuar su desarrollo, por lo que se decidió hacer una inversión propia en investigación y proyectos de escalamiento.

Actualmente el catalizador ya atravesó por esas etapas, y en la de escalamiento se logró una producción a nivel industrial, con un maquilador de Estados Unidos. “El catalizador tiene como característica principal un costo competitivo, como el que tienen otros catalizadores actualmente de uso en Pemex, y adicionalmente puede operar y producir diésel UBA a las condiciones actuales de las plantas que existen en las refinerías mexicanas”, comenta el investigador.

En relación con esto, el doctor explica que una manera de producir DUBA es utilizando plantas de alta presión, como la que recientemente se instaló en la refinería Olmeca en Dos Bocas, misma que fue concebida desde su inicio para trabajar en esas condiciones.

“Ahí no hay problema, nuestro catalizador puede producir diésel UBA. Sin embargo, las otras plantas que existen en las refinerías actuales no tienen esa capacidad de operar así, trabajan a una presión media, y nuestro catalizador también produce DUBA bajo esas condiciones”.

En México, más del 50% de las reservas petroleras son principalmente de crudos pesados. Esto quiere decir que dichos crudos tienen contenidos elevados de azufre y su procesamiento en las refinerías es limitado. “Lo importante en el corto plazo es tratar de mejorar ese petróleo pesado, para que cuando llegue a las refinerías tenga cantidades reducidas de azufre y otras impurezas, y con ello sea más fácil producir los combustibles limpios”, explica.

El catalizador IMP-DSD-30 tiene una formulación muy específica. El doctor Jorge Ancheyta explica que dentro del diésel existen compuestos de azufre refractarios, difíciles de procesar y de reaccionar. La manera común de eliminarlos es mediante una desulfuración de manera directa, lo que hacen los catalizadores tradicionales.

El enfoque de la tecnología del IMP es que, en lugar de hacer la desulfuración directa, se hace una pre hidrogenación antes de hidrodesulfurar, lo que permite que la velocidad de reacción de los compuestos refractarios sea más rápida y hace más efectiva la remoción de azufre. “Este catalizador fue diseñado para seguir la segunda ruta y eso lo hace mejor que los catalizadores que son de la ruta directa de hidrodesulfuración”, asegura.

La NOM-016-CRE-2016 sobre la calidad de los petrolíferos indica que el máximo contenido de azufre en el Diésel UBA debe ser de 15 partes por millón, característica que se cumple con el catalizador desarrollado por el IMP. Los catalizadores que ofrecen otras compañías, si bien lo pueden producir, necesitan incorporar varios catalizadores, lo cual en algunos casos hace más cara su aplicación.

Tecnología 100% nacional

Este catalizador, a diferencia de otros que existen a nivel industrial, tiene un precio competitivo. Además, es una tecnología nacional que le da al IMP la oportunidad de posicionarse en el mercado con un nuevo producto que es capaz de competir con los demás.

“Con tecnología nacional me refiero que las patentes, el registro de marca, pertenecen al Instituto Mexicano del Petróleo. Si bien actualmente la maquila de dicho catalizador se tiene que hacer en una compañía extranjera, también existe un proyecto institucional para instalar una planta de maquila de catalizadores en México”.

Una vez materializado este proyecto interno, en el futuro cercano el IMP podría producir sus productos y surtir a las refinerías de manera más eficiente. “Tendríamos instalaciones cercanas al cliente, con lo que evitamos costos de importación y sería un producto que está a la puerta de nuestro cliente principal, Pemex”.

El desarrollo de esta planta se encuentra en etapa de diseño y actualmente se ha iniciado con la procura de equipos críticos que se requieren para la instalación de la misma. Esta se ubicaría en una locación cercana al Complejo Petroquímico La Cangrejera. El plan contempla ya contar con todos los equipos que se requieren para la instalación y empezar la construcción de la planta en este 2023.

Debido a que el catalizador puede trabajar en plantas de alta y mediana presión, hay oportunidades de comercializarlo a otros países, principalmente en Centro y Sudamérica, donde la capacidad de trabajo de las refinerías es similar a las de Pemex y existe la misma necesidad de producir diésel UBA a esas condiciones. “Lo podemos comercializar no solo en México, sino también a nivel internacional”.

De plantas piloto a nivel industrial

Desde su experiencia, el doctor Jorge Ancheyta asegura que un investigador siempre quiere ver que lo que hace en el laboratorio, llegue a una aplicación industrial. “Este es un esfuerzo de muchas áreas del IMP, hablo de la gente que hacía la investigación en el laboratorio, la que hace el análisis de muestras, quienes evalúan en plantas piloto, la gente de comercialización, de servicios, toda la cadena de valor del IMP se involucra en el proceso de desarrollo de nuevos productos para llegar a una aplicación industrial”.

El investigador espera incorporar el catalizador IMP-DSD-30 en al menos una planta de Pemex y con eso conseguir la experiencia que solicita en las licitaciones que ofrece a sus clientes. De esta forma, será posible demostrar que el catalizador es efectivo para incorporarlo en todas las plantas.

El IMP, de manera integral para el proceso de desarrollo de nuevos productos, involucra una cadena de valor que es muy extensa: las áreas de investigación, escalamiento, de servicio y comercialización. El desarrollo del catalizador pasó por todo el proceso y ya se encuentra en la última etapa, que es la comercialización.

Solución a los problemas

En el contexto actual, orientar las investigaciones hacia el desarrollo de tecnologías para producir diésel UBA, entre otras, resulta una ventaja para el futuro. Se espera que la dependencia del mundo hacia el petróleo se mantenga, al menos, por tres décadas más; sin embargo, desarrollar proyectos enfocados en la transición energética, como la producción de combustibles limpios de manera eficiente, es una ventana para aprovechar el potencial de reservas petroleras en México.

“Actualmente Pemex cuenta con la refinería Olmeca y da mantenimiento y rehabilitación al Sistema Nacional de Refinación para que regresen a la capacidad del procesamiento que tenían antes”, explica el doctor Ancheyta Juárez.

Así, con los objetivos claros, aparte del desarrollo del catalizador IMP-DSD-30 y de la construcción de una planta de producción de catalizadores en México, otros proyectos como la transformación de la biomasa, producción de combustibles verdes y biocombustibles, también se encuentran en desarrollo para beneficio del país.

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