Maestría en Ingeniería de Procesos
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11191/6746
Browse
- Modelado cinético del proceso de obtención de acroleína a partir del glicerol(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2016) Flores Gutierrez, Tyreese HumbertoLa alta demanda y la preocupación ambiental que han causado los combustibles fósiles por su consumo, ha estimulado la oferta de combustibles renovables y sustentables como el biodiesel. Actualmente la producción de biodiesel tiene una rápida tasa de expansión anual del 28% en Europa y del 50-80% en Estados Unidos. Sin embargo, el fuerte incremento en la producción de biodiesel ha llevado a la abundancia del glicerol de bajo costo como el principal producto del proceso de transesterificación. Investigaciones recientes indican que la producción de glicerol en el año 2020 excederá seis veces la demanda industrial actual (Talebian-Kiakalaieh et al, 2015), por lo que uno de los principales retos que encara el sector industrial es el poder promover el desarrollo de la industria química para la producción de productos químicos de alto valor agregado a partir del glicerol, con el fin de disminuir la dependencia económica hacia el petróleo, al mismo tiempo que fomente el uso de recursos renovables y amigables con el medio ambiente. Este estudio está enfocado a investigar una de las diferentes aplicaciones útiles que se le pueden dar al glicerol. Uno de los principales productos que se obtienen de la deshidratación de glicerol en presencia de catalizadores ácidos es la acroleína. El estudio cinético de la deshidratación selectiva del glicerol en fase gas, se plantea bajo la necesidad de conocer el comportamiento y el mecanismo de reacción de este proceso, que se lleva a cabo en el régimen de catálisis heterogénea, hay que resaltar que este estudio se centra principalmente en el efecto que produce el catalizador bifuncional Pt/ - Al2O3 (concentración vs tiempo) en la obtención de acroleína en términos de reactivos, intermediarios y productos. El modelado que se desarrolla para este proceso, se simula mediante el uso del software MATLAB y siguió la metodología de ajuste de parámetros por mínimos cuadrados e interpolación cuadrática. Los modelos simulados son de tres pasos (reacción irreversible) y cuatro pasos (reversibilidad en el equilibrio tautomérico, compuestos intermediarios), ambos coincidiendo con lo visto por otros estudios, ya que consideran una deshidratación selectiva en el grupo hidroxilo (OH-) secundario, un equilibrio tautomérico dónde está presente el principal precursor de la acroleína que es el 3 Hidroxipropanaldehído y finalmente una segunda deshidratación. Mediante ambas técnicas se obtuvieron las constantes cinéticas para el proceso.
- Modelado de un reactor de lecho fijo para la obtención de acroleína a partir de glicerina(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2018-03) Hernandez Ramirez, SofiaLa producción de acroleína se llevó a cabo por deshidratación de glicerina utilizando un catalizador de Pd Paladio soportado en zeolita Y con La Lantano. Se realizaron una serie de experimentos en un reactor diferencial a diferentes temperaturas de reacción y de concentración de glicerina en la alimentación para validar la ecuación de velocidad de reacción de acuerdo con el modelo de Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson. Se determinaron las constantes de velocidad de reacción y se confirmó que la cinética de reacción de deshidratación de glicerina a acroleína es de primer orden, así como la energía de activación y el factor de pre exponencial, basado en la ecuación de Arrhenius. Utilizando los datos anteriores, se desarrolló un modelo bidimensional que permite calcular los perfiles de conversión y temperatura en cualquier punto de un reactor de lecho empacado, siendo las ecuaciones parciales de balance de energía y masa en estado estacionario las que rigen el modelado del reactor de lecho fijo. Estas ecuaciones se resolvieron por el método de elemento finito utilizando COMSOL Multiphysicis 5.2a. La mayor aportación de este estudio consiste en la determinación experimental de la ecuación de velocidad de reacción y su aplicación a la construcción del modelo de balance de masa y energía para determinar los perfiles de conversión y temperatura, axial y radialmente. Gracias al modelo se puede predecir que a 13 cm de longitud se puede obtener un 100% de conversión a temperaturas cercanas a los 320 °C y 325 °C. El perfil de conversión de la glicerina es parabólico siendo mayor en las paredes del reactor donde se encuentra la fuente de calor ya que es un producto de una reacción endotérmica.