I3A - Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón

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Universidad de Zaragoza
CREGGrupo de Catálisis, Separaciones Moleculares e Ingeniería del Reactor
http://creg.unizar.es
El grupo de investigación de Catálisis, Separaciones Moleculares e Ingeniería de Reactores (CREG) está constituido por profesores y estudiantes de doctorado del Departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente. Este grupo fue reconocido por la DGA (Gobierno de Aragón) como grupo de investigación de excelencia en 2005. Su investigación incluye aspectos relacionados con distintas facetas de la Ingeniería Química y la Ciencia de Materiales:
  • Ingeniería de Reactores Químicos
  • Catálisis y Materiales Nanocarbonosos
  • Nuevos Materiales Nanoestructurados
 
El grupo, inicialmente dedicado a Ingeniería de Reactores Catalíticos, ha ido evolucionando, cubriendo áreas de Catálisis, Materiales Nanocarbonosos: Nanotubos y Nanofibras de Carbono, Producción y Separación de Hidrógeno, Reactores de Membrana, Membranas de zeolita y Nuevos materiales Nanoestructurados.
 
Los laboratorios de investigación se encuentran actualmente distribuidos entre el Edificio de I+D, la Escuela de Ingeniería y Arquitectura y la Escuela Politécnica Superior de Huesca.
 
Nuestro objetivo es aprovechar nuestros conocimientos de Ingeniería Química y Ciencia de Materiales para desarrollar nuevos avances científicos y técnicos al servicio de nuestro entorno económico, industrial y social.

Línea de Investigación

Procesos y Reciclado

Transformación de metanol a gasolina u olefinas
El metanol se puede convertir en gasolina u olefinas utilizando catalizadores de zeolita. Sin embargo, estos catalizadores se van desactivando con el tiempo de uso, debido a la deposición...
El metanol se puede convertir en gasolina u olefinas utilizando catalizadores de zeolita. Sin embargo, estos catalizadores se van desactivando con el tiempo de uso, debido a la deposición de materiales carbonosos. Se pretende utilizar reactores de lecho fluidizado de dos zonas, que permiten llevar a cabo en una de las zonas la reacción deseada y en otra la regeneración del catalizador. El objetivo es lograr un reactor compacto que pueda operar en estado estacionario, al compensar la desactivación con la regeneración continua, con los dos procesos en un mismo lecho fluidizado.
Hidrogenación de CO2 a Gas Natural Sintético o Metanol
La hidrogenación de CO2 a Gas Natural Sintético (GNS) permite obtener un combustible con emisión neta de CO2 nula, evitando con ello el efecto invernadero. El CO...
La hidrogenación de CO2 a Gas Natural Sintético (GNS) permite obtener un combustible con emisión neta de CO2 nula, evitando con ello el efecto invernadero. El CO2 se transforma, de este modo en un vector energético compatible con los preceptos de la economía circular. Nuestra investigación pretende obtener dicho combustible aprovechando biogás, previamente limpiado, procedente de depósitos de residuos sólidos urbanos (vertederos), plantas de tratamiento de aguas residuales (EDAR) o aprovechando plantas de tratamiento de residuos agroganaderos o industriales.  El hidrógeno necesario para la transformación del biogás en GNS tiene origen electrolítico, aprovechando horas valle de producción eléctrica. El GNS así producido puede ser introducido en las líneas convencionales de Gas Natural, ya que el metano producido es indistinguible del que circula por las conducciones convencionales. 
 

El CO2 también se puede hidrogenar a metanol. En este caso se obtiene un combustible líquido, fácilmente almacenable y transportable. Además, el metanol se puede utilizar para obtener dimetil-eter (que se puede mezclar con la gasolina o el diesel), o para obtener olefinas (materia prima para los plásticos) o gasolina.  La investigación que se lleva a cabo en nuestro grupo pretende desarrollar un nuevo tipo de reactor para este proceso, el reactor de membrana. En este reactor, el uso de una membrana selectiva permite retirar del medio de reacción los productos, desplazando el equilibrio (según el Principio de Le Chatelier). Con ello se busca aumentar el rendimiento de la reacción y/o poder operar a menor presión, y en definitiva reducir los costes de producción, haciendo esta vía para obtener metanol más competitiva.

Producción y purificación simultánea de hidrógeno

Producción de hidrógeno de alta pureza a partir de fuentes renovables como el biogás, bio-alcoholes o bio-oils mediante reacciones redox que implican óxidos sólidos tales como Fe2O3.

Producción de hidrógeno de alta pureza a partir de fuentes renovables como el biogás, bio-alcoholes o bio-oils mediante reacciones redox que implican óxidos sólidos tales como Fe2O3.

Reactores biológicos de membrana

El uso de membranas en reactores biológicos de tratamiento de aguas residuales permite operar con mayor concentración celular, proporcionando un tratamiento más eficaz, en reactores más pequeños y...

El uso de membranas en reactores biológicos de tratamiento de aguas residuales permite operar con mayor concentración celular, proporcionando un tratamiento más eficaz, en reactores más pequeños y con un producto más limpio.

Proyectos Clave

Procesos y Reciclado

Reactor de lecho fluidizado con separación de zonas redox para procesos catalíticos y de separación de hidrógeno

Dirección General de Investigación CTQ2004-01721 / PPQ (2004-2007).

Dirección General de Investigación CTQ2004-01721 / PPQ (2004-2007).

Soluciones a la producción de hidrógeno energético y reconversión asociada (CENIT SPHERA)

CDTI. Gas Natural SDG.  (2007-2010).

CDTI. Gas Natural SDG.  (2007-2010).

Hidrógeno, vector energético alternativo: viabilidad de procesos y reactores REDOX en su producción y purificación

DGICYT CTQ2007-63420 / PPQ (2007-2010).

DGICYT CTQ2007-63420 / PPQ (2007-2010).

Investigación de nuevo proceso de obtención de aromáticos a partir de metano gas

CDTI(MITYC) - CEPSA AROMET (2010-2011)

CDTI(MITYC) - CEPSA AROMET (2010-2011)

Producción sostenible de hidrógeno a partir de residuos de origen biológico mediante el proceso Steam-Iron

MICINN ENE2010-16789 (2010-2013).

MICINN ENE2010-16789 (2010-2013).

Integración de procesos mediante desarrollo de reactores para reformado de glicerol y reacciones de oxidación selectiva

MICINN CTQ2010-15568 (2010-2013)

MICINN CTQ2010-15568 (2010-2013)

Desarrollo de membranas cerámicas catalíticas para la eliminación de nitratos en aguas subterráneas de la cuenca mediterránea – NITRANEM

MEC.INNPACTO IPT-2012-0126-310000(2012-2015)

MEC.INNPACTO IPT-2012-0126-310000(2012-2015)

Casos de Éxito

Procesos y Reciclado

Reactor químico para la conversión de metano en hidrocarburos aromáticos

El grupo de Catálisis, Separaciones Moleculares e Ingeniería de Reactores (CREG) ha desarrollado a través de un proyecto financiado por el Plan Nacional de I + D un innovador tipo de reactor...

El grupo de Catálisis, Separaciones Moleculares e Ingeniería de Reactores (CREG) ha desarrollado a través de un proyecto financiado por el Plan Nacional de I + D un innovador tipo de reactor químico. En este proyecto, en el que CEPSA actuó como una compañía observadora (EPO), se obtuvieron resultados prometedores con un reactor de lecho fluidizado de dos zonas con sección variable, para la transformación de metano en hidrocarburos aromáticos. En particular, el reactor permitía contrarrestar el efecto de la desactivación del catalizador, de forma que la reacción de regeneración se realiza en una de las zonas, mientras que la reacción de aromatización se produce en la otra. Esto evita que la conversión disminuya con el tiempo como ocurre con reactores convencionales. Tener dos secciones separadas para cada una de las dos zonas, permite que los flujos puedan ser adaptados a las necesidades de la reacción que tiene lugar en cada una de ellas.

Esta tecnología es de gran interés para CEPSA, ya que los hidrocarburos aromáticos representan la base de la mayoría de los procesos desarrollados por la rama química de CEPSA. Dado el aumento del precio del petróleo, el diferencial entre el gas natural y los hidrocarburos aromáticos (por lo general derivados del petróleo) la hacen especialmente interesante como tecnología alternativa. Esto ha llevado a una colaboración entre el grupo CREG y CEPSA a través de un proyecto CDTI (Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial del Ministerio de Economía y Competitividad español), actualmente en curso, destinado a comprobar el escalado de esta tecnología.

La conversión de gas natural en combustibles líquidos (GTL) es uno de los grandes retos para la catálisis. La aromatización de metano es un proceso descubierto en los años 90. En comparación con otros procesos ya establecidos, la tecnología GTL presenta varias ventajas: permite obtener hidrocarburos aromáticos y no necesita ningún paso intermedio para la obtención del gas de síntesis que tiene una baja eficiencia energética. A pesar de la evidente y provechosa aplicación industrial anterior esta tecnología se ha visto obstaculizada por el problema de la desactivación del catalizador. El reactor desarrollado por CREG proporciona una solución a este problema y por lo tanto permite el uso de los recursos naturales (gas natural, biogás) que actualmente no se utilizan para este fin proporcionando una fuente alternativa para la obtención de aceite a partir de los materiales de partida en el que se basa la producción química (detergentes , polímeros, disolventes, etc.)

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