Estudio comparativo del proceso cinético de reformación de metano con vapor de agua para la obtención de gas de síntesis y producción de metanol basado en 5 tecnologías petroquímicas
Este estudio contempla un análisis de la cinética del proceso de reformación de metano con vapor de agua de cinco tecnologías mundialmente reconocidas para la obtención de syngas, orientado a la producción de metanol y basado en dos procesos de gasificación: Reformado con vapor de agua (SMR) y reformado autotérmico (ATR). Las simulaciones han sido desarrolladas con información precisa de cada proceso patentado, datos operativos, diagramas de flujo, entre otros. Las cinco tecnologías analizadas muestran que el tipo de reformado a utilizar depende del producto final. En el caso del metanol, la composición estequiométrica ideal se denomina valor “M”, fórmula para calcular la relación óptima de las fracciones molares entre los óxidos de carbono y el hidrógeno que debe ser igual a 2. El proceso SMR tiende a producir hidrógeno en gran cantidad, a diferencia del proceso ATR que produce un syngas rico en monóxido de carbono, fuera de este análisis, otros factores históricos del proceso, como la capacidad de la planta, determinan la selección de este: capacidades menores a 3000 ton/día se opta el proceso SMR, de 3000-5000 ton/día es preferible el proceso Two Step Reforming (combinación de SMR y ATR) y si la producción supera las 5000 ton/día el proceso ATR es el óptimo. La simulación de cada tecnología y el desarrollo de los modelos de conversión cinética de los reactores de reformación fueron diseñados para un flujo de gas metano correspondiente al 89% de 68 millones de pies cúbicos estándar por día (MMSCFD) de gas natural, con capacidad de síntesis de metanol aproximada de 1900 ton/día, sistema de recirculación de 30 MMSCFD y modificaciones de alimentación con dióxido de carbono.
Study of the Heterogeneous Catalytic Model for Syngas Production in a Simulated Environment for Application in CO2 Capture Process
The study was carried out under the possibility of transforming conventional petrochemical processes, such as ammonia production plant, into carbon dioxide capture systems by means of replacing fossil natural gas with biogas, generated by manure during an anaerobic digestion. Three partial substitution scenarios were proposed: 30, 40 and 50% in order to analyse the behaviour of CO2 in the syngas unit process, applying an equivalent CO2 balance to evaluate if it is possible to capture this GHG within the same process, thus achieving negative emissions. The simulation of heterogeneous catalytic model of the methane reforming reactions, allowed us to assess the kinetic behaviour of all reactions involved and modify operating conditions in order to increase the production of CO2 and maintain its required flow as a secondary product, and at the same time to decrease CO2 emissions. The result shows that a 30% substitution is possible in order to achieve a −1.48e6 lb/h of equivalent CO2.
Obtención de bioetanol a escala piloto como aditivo de la gasolina especial y prefactibilidad de instalación, fase II
El objetivo de la presente investigación consiste en validar un proyecto de obtención de bioetanol a escala piloto a partir de materias primas alternativas (mango, banano y maíz) disponibles en el Departamento de Cocha bamba, Bolivia. Se proyecta una producción de bioetanol de 540 litros al año, las optimizaciones de los sistemas de separación y del proceso de fermentación permitieron producir alcohol anhidro al 99,60/ov/v de pureza. Se determinaron los parámetros de dimensionamiento de la planta piloto y se llevó a cabo la simulación del sistema de separación que comprende los procesos de destilación y deshidratación en el software Aspen HYSYS ® v. 8.0. El análisis fisicoquímico realizado -además de permitir la caracterización del Bioetanol, Gasohol E-10 y gasolina especial- proporcionó la información necesaria para determinar el uso del alcohol anhidro como aditivo de la gasolina. Los resultados obtenidos revelaron que las distintas propiedades se encuentran dentro de los parámetros establecidos en la norma ASTM 04806 y las normativas correspondientes según la Comisión Económica para América Latina y el Caribe, 2006. Los resultados de la investigación proponen la producción de alcohol anhidro que cubriría un porcentaje de la demanda departamental anual del nuevo combustible Súper Etanol 92, el costo de producción es Bs.120,85 por litro de etanol anhidro al 99,6 % y la recuperación de la inversión en 9 años.