Diseño y simulación de una planta de prirólisis para producir petróleo sintético a partir de residuos plásticos

Abstract

Se plantea la implementación de una planta comercial para la producción de petróleo sintético mediante la pirólisis de residuos plásticos no reciclables recolectados de centros de acopio de la ciudad de Lima y Callao, lo cual supone una valorización energética y ambiental, ya que acaba con un porcentaje de los problemas de contaminación generados por residuos plásticos y aliviaría la balanza comercial desfavorable de importación de crudo generado por la baja producción nacional de este último. Se diseña el proceso de pirólisis térmico de los residuos plásticos simulando los procesos separación, pretratamiento, derretimiento, pirólisis, vaporización y condensación selectiva, donde se obtienen una corriente gaseosa que sirve como fuente de calor en el proceso, y corriente liquida de petróleo sintético, donde este último podría alivianar la demanda energética del Perú. En tal sentido se estableció la caracterización de la materia prima aceptando mezclas de residuos plásticos municipales, incluyendo tres tipos de resinas plásticas: polietileno (PE), polipropileno (PP) y poliestireno (PS). Asimismo, el trabajo desarrolla el análisis de factibilidad del proyecto, donde se realiza el estudio de mercado, organizacional, análisis de oferta y demanda del petróleo, estudio técnico para la instalación y localización de la planta, estudio de impacto ambiental considerando el aspecto social. Finalmente se desarrolla el análisis económico y de sensibilidad, calculando la inversión mediante los indicadores económicos para el análisis de la viabilidad del proyecto.

The implementation of a commercial plant to produce synthetic petroleum through the pyrolysis of non-recyclable plastic waste collected from collection centers in the cities of Lima and Callao is proposed. This approach represents an energy and environmental valorization, as it addresses a portion of the pollution issues stemming from plastic waste and would mitigate the unfavorable trade balance caused by the importation of crude oil due to the limited domestic production of the latter. The thermal pyrolysis process of plastic waste is designed, simulating sequential stages of separation, pretreatment, melting, pyrolysis, vaporization, and selective condensation. This sequence yields a gaseous stream utilized as a heat source within the process, alongside a liquid stream of synthetic petroleum. The latter has the potential to alleviate Peru's energy demand. In this regard, the characterization of the feedstock was established, encompassing blends of municipal plastic waste, including three variety of plastic resins: polyethylene (PE), polypropylene (PP), and polystyrene (PS). Moreover, the study undertakes a project feasibility analysis, encompassing a market study, organizational assessment, analysis of petroleum supply and demand, technical assessment for plant installation and siting, environmental impact assessment with due consideration of social aspects. Finally, an economic and sensitivity analysis is conducted, calculating investment using economic indicators to evaluate project viability.