Obtención de productos químicos y diésel renovable a partir de lignina.
María Antonia Cortés-Jacome, Jose Antonio Toledo Antonio, Jose Escobar Aguilar, Esteban López Salinas, Isidro Mejia, Ma. de Lourdes Mosqueira, Miguel Pérez Luna, Jorge García, Jaime Sanchez Valente.
Instituto Mexicano del Petróleo, Eje Central Lázaro Cárdenas # 152, Col. San Bartolo Atepehuacan, Gustavo A. Madero, 07730 México, D.F. MEXICO. Pemex Refinación, Gerencia de Ingeniería de procesos, Subdirección de Producción,
Bahía de SanHipólito No. 56, piso 3.
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Resumen
Los residuos agroindustriales lignocelulosicos y particularmente la lignina están considerados como recursos renovables asequible y de potencial uso industrial, cuya producción anual se ha estimado en el intervalo de 5-36 x 108 toneladas anuales a nivel mundial. Es considerada como el segundo compuesto regenerarle más abundante en la Tierra. Por lo que debe considerarse como materia prima y desarrollar procesos para la generación de bio-combustibles que sustituyan gradualmente a los combustibles de origen fósil. La valorización de lignina por vía catalítica representa un método potencialmente útil para la obtención de una gama amplia de productos. La de-polimerización de lignina podría redundar en la obtención de productos aromáticos que usualmente se producen por vía petroquímica, y la obtención de diésel renovable es otra alternativa.
1. Introducción
La lignina, es una fuente abundante de materia prima renovable, es una de las futuras aplicaciones y sus perspectivas bastante prometedoras [1-3]. Sin embargo, aunque se producen grandes cantidades de lignina, alrededor del 98% de este material se quema directamente en las mismas fábricas en una etapa de recuperación de energía. Sólo el 2% se explota comercialmente. Se apunta a que durante los próximos años éste será un campo prometedor para la obtención de productos químicos con alto valor agregado [4]. Así pues, la lignina representa una fuente renovable y potencialmente valiosa para la obtención de compuestos químicos fundamentalmente de tipo aromáticos. Por lo tanto, representa una
oportunidad para desarrollar procesos químicos y biológicos para la degradación del biopolímero, que podrían aprovecharse tanto para la descomposición de la hemicelulosa y producir combustibles renovables, como para generar productos químicos aromáticos a partir de la lignina. Dentro de dichos combustibles renovables se encuentra el llamado diésel verde o renovable, está constituido por una mezcla de parafinas lineales con número de carbones de C10-C20, mismos componentes que el diésel fósil y se denomina diésel verde o diésel renovable, debido a que proviene de la biomasa, y es completamente miscible con el combustible fósil [5].
Considerando a la lignina como fuente renovable de unidades aromáticas que pueden obtenerse a través del rompimiento de su compleja estructura polimérica, por medio de la ruptura selectiva de enlaces C-O-C, la etapa subsiguiente en su valorización la constituye la posterior hidrodesoxigenación (HDO) de tales unidades de bajo peso molecular a hidrocarburos aromáticos y apertura de anillos naftenicos para obtener hidrocarburos alifáticos. Tales reacciones incluyen la remoción de oxígeno a partir del substrato bajo condiciones de hidrogenólisis. La desoxigenación de polioles (por ejemplo, glicerol) para convertirlos a compuestos orgánicos de alto valor agregado tales como alcoholes alílicos, propanal y acroleína es un proceso conocido, existiendo varias rutas catalíticas que involucran procesos de HDO que han sido estudiados empleando compuestos modelo representativos de la lignina, para su transformación a hidrocarburos