Formulación de un test de hidrotratamiento de aceites vegetales
La demanda de energía está aumentando constantemente, lo cual conlleva a que la extracción y comercialización del petróleo sean cada vez más costosas debido a su escasez. Esto ha generado preocupación en las industrias energéticas, quienes han empezado a implementar nuevas formas para producir combu...
- Autores:
-
María Paula, Guerrero Macías
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2023
- Institución:
- Universidad ECCI
- Repositorio:
- Repositorio Institucional ECCI
- Idioma:
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- OAI Identifier:
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- Acceso en línea:
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- Catálisis heterogénea
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La demanda de energía está aumentando constantemente, lo cual conlleva a que la extracción y comercialización del petróleo sean cada vez más costosas debido a su escasez. Esto ha generado preocupación en las industrias energéticas, quienes han empezado a implementar nuevas formas para producir combustible como son Ecopetrol, Canacol, GeoPark y Parex las cuales actualmente buscan el integrar la energía limpia en los procesos de producción de crudo y gas en sus tareas. Una alternativa es el proceso de hidrotratamiento de aceites vegetales o HDT el cual produce biodiésel, biokeroseno, y biogás a partir de aceites vegetales. Este proceso aún se encuentra en etapa de desarrollo y requiere de mayor investigación entre el catalizador y las condiciones de proceso. Este trabajo presenta el diseño experimental para estudiar el efecto catalítico del galio en el HDT de aceite de palma. Se empleó el diseño experimental por bloques para definir las variables más relevantes durante los test de experimentación, teniendo en cuenta las propiedades catalíticas. El diseño de experimentos propone realizar un total de 40 corridas experimentales divididas en: 5 experimentos para la calibración de condiciones iniciales, 15 experimentos para determinar limitaciones de velocidad de reacción por transporte de masa, y 20 para determinar el efecto del galio en el HDT. El diseño pretende usar cuatro catalizadores de Pt-Ga / γ-Al2 O3 los cuales tienen la misma composición de platino (1% p/p) y varían en la composición de galio (0, 0,1, 0,3 y 0,5 %p/p) esto se hace con el fin de comparar el rendimiento con cada uno de estos catalizadores. Estos se probarán en un rango de temperaturas entre 250 °C y 350 °C, 50 bar de presión de hidrógeno en un reactor Batch. También al formular el test de HDT para aceites vegetales se permitió identificar las variables independientes y dependientes relacionadas con los fenómenos de transporte de masa extra-partícula, y con la actividad catalítica para la planificación del diseño de experimentos. Además, permitió conocer y establecer las condiciones técnico-operativas del HDT. |
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[1] N.N, «Predicciones: quedan 42 años de petróleo, 65 de gas natural y 150 de carbón,» Energías Renovables, 29 Enero 2023. [2] Unidad de Planeación Minero-Energética, «Proyeccion de demanda».Portal Único del Estado Colombiano. [3] N.N, «El tiempo,» 01 Febrero 2021. [En línea]. Available: https://www.eltiempo.com/economia/sectores/produccion-de-petroleo-en-colombia-cifra-de-barriles-promedio-en-2020-563815. [Último acceso: 21 Febrero 2023]. [4] A. López Suárez, «El Colombiano,» 20 Julio 2022. [En línea]. Available: https://www.elcolombiano.com/negocios/las-cuatro-petroleras-que-apuestan-por-las-energias-renovables-KK18121803. [Último acceso: 28 Junio 2023]. [5] M. C. Álvarez Martínez, L. J. Hoyos Marín y L. G. Zambrano Camargo, «Modelado del proceso de hidrotratamiento de diésel,» Revista ION- Redalyc, vol. 25, nº 2, 27 Noviembre 2012. [6] N.N, «KROHNE Group,» [En línea]. 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Este trabajo presenta el diseño experimental para estudiar el efecto catalítico del galio en el HDT de aceite de palma. Se empleó el diseño experimental por bloques para definir las variables más relevantes durante los test de experimentación, teniendo en cuenta las propiedades catalíticas. El diseño de experimentos propone realizar un total de 40 corridas experimentales divididas en: 5 experimentos para la calibración de condiciones iniciales, 15 experimentos para determinar limitaciones de velocidad de reacción por transporte de masa, y 20 para determinar el efecto del galio en el HDT. El diseño pretende usar cuatro catalizadores de Pt-Ga / γ-Al2 O3 los cuales tienen la misma composición de platino (1% p/p) y varían en la composición de galio (0, 0,1, 0,3 y 0,5 %p/p) esto se hace con el fin de comparar el rendimiento con cada uno de estos catalizadores. Estos se probarán en un rango de temperaturas entre 250 °C y 350 °C, 50 bar de presión de hidrógeno en un reactor Batch. También al formular el test de HDT para aceites vegetales se permitió identificar las variables independientes y dependientes relacionadas con los fenómenos de transporte de masa extra-partícula, y con la actividad catalítica para la planificación del diseño de experimentos. Además, permitió conocer y establecer las condiciones técnico-operativas del HDT.ÍNDICE DE FIGURAS 3 ÍNDICE DE TABLAS 4 RESUMEN 5 ABSTRACT 6 INTRODUCCIÓN 7 OBJETIVOS 10 OBJETIVOS GENERALES 10 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 10 CAPÍTULO I. INTRODUCCIÓN GENERAL 11 1 CONTEXTO ENERGÉTICO 11 2 HIDROTRATAMIENTO (HDT) 12 2.1 CONDICIONES TÉCNICO-OPERATIVAS 13 2.1.1 Catalizadores 14 2.1.2 Temperatura 15 2.1.3 Presión de hidrógeno 17 2.1.4 Relación molar H2/Aceite 19 2.2 PROTOCOLO EXPERIMENTAL 21 2.2.1 Activación del catalizador 21 2.2.2 Identificaciones fenómenos de transporte 21 3 DISEÑO DE EXPERIMENTOS 24 CAPÍTULO II. DISEÑO EXPERIMENTAL DE TEST DE REACCIÓN HETEROGÉNEA 27 4 FENÓMENOS DE TRANSPORTE DE MASA EXTRA-PARTÍCULA EN REACCIONES CATALÍTICAS 27 4.1 TEST DE MASA DEL CATALIZADOR 28 4.2 TEST DE TAMAÑO DE PARTÍCULA 28 4.3 TEST DE VELOCIDAD DE AGITACIÓN 28 5 ANTECEDENTES DE ESTUDIOS PREVISTOS SOBRE EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS EMPLEADOS EN TEST CATALÍTICOS 29 CAPÍTULO III. DISEÑO EXPERIMENTAL PARA UN TEST CATALÍTICO DE HDT 31 6 DISEÑO EXPERIMENTAL PARA UN TEST CATALÍTICO DE HDT USANDO BLOQUES 31 7 DISEÑO EXPERIMENTAL PARA UN TEST CATALÍTICO DE HDT USANDO UN DISEÑO FACTORIAL 33 8 DISEÑO EXPERIMENTAL PARA UN TEST CATALÍTICO DE HDT USANDO SUPERFICIE RESPUESTA 37 9 CONCLUSIONES DEL CAPÍTULO III 37 CAPÍTULO IV. PROPUESTA DE TEST CATALÍTICO DE HDT DE ACEITES VEGETALES 38 10 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO 38 10.1 DATOS EXPERIMENTALES DE LA UTILIZACIÓN DE REACTORES BATCH PARA EL ESTUDIO DE REACCIONES DE HDT 39 11 PRESUPUESTO Y CRONOGRAMA SEGÚN EL MODELO DE EXPERIMENTOS 40 CAPÍTULO V. CONCLUSIONES Y PERSPECTIVAS 42 REFERENCIAS 44PregradoTecnólogo en Gestión de Procesos IndustrialesTecnología en Procesos Químicos Industriales50 p.application/pdfspaUniversidad ECCIColombiaFacultad de IngenieríasDerechos Reservados - Universidad ECCI, 2023info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Formulación de un test de hidrotratamiento de aceites vegetalesTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttps://purl.org/redcol/resource_type/TPhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85http://purl.org/coar/version/c_dc82b40f9837b551[1] N.N, «Predicciones: quedan 42 años de petróleo, 65 de gas natural y 150 de carbón,» Energías Renovables, 29 Enero 2023.[2] Unidad de Planeación Minero-Energética, «Proyeccion de demanda».Portal Único del Estado Colombiano.[3] N.N, «El tiempo,» 01 Febrero 2021. [En línea]. 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detallada.pdf.txtExtracted texttext/plain3https://repositorio.ecci.edu.co/bitstream/001/3481/12/Acta%20de%20sustentaci%c3%b3n%20detallada.pdf.txt0d43126fad68fe2c979d6a117ae97cc5MD512THUMBNAILTrabajo de grado.pdf.jpgTrabajo de grado.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg6207https://repositorio.ecci.edu.co/bitstream/001/3481/7/Trabajo%20de%20grado.pdf.jpg99ecec1d392ac0191db639984eb154f3MD57Cesión de derechos .pdf.jpgCesión de derechos .pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg10561https://repositorio.ecci.edu.co/bitstream/001/3481/9/Cesi%c3%b3n%20de%20derechos%20.pdf.jpgb200689488bf9e9db7db24aafc1e6ebaMD59Acta de opción de grado.pdf.jpgActa de opción de grado.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg9787https://repositorio.ecci.edu.co/bitstream/001/3481/11/Acta%20de%20opci%c3%b3n%20de%20grado.pdf.jpg184ec478c4b107d35b5ae8b47206404dMD511Acta de sustentación detallada.pdf.jpgActa de sustentación detallada.pdf.jpgGenerated 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