Browsing by Author "Silva Erices, Osvaldo"
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Thesis Intensificación de reactor de metanol verde: perfil de temperatura óptimo(2023-07) Silva Erices, Osvaldo; Cornejo García, Iván (Porfesor Guía); Navia López, Daniel (Profesor Correferente); Universidad Técnica Federico Santa María. Departamento de Ingeniería Química y AmbientalEl constante aumento en las emisiones de CO2 debido al uso de combustibles fósiles, dan pie a buscar nuevas alternativas para la generación de energía. Una opción que engloba el uso de ERNC, captura de CO2 e hidrógeno verde es la producción de metanol, el cual posee una alto contenido energético y se encuentra en estado líquido a condiciones ambientales. La hidrogenación de CO2 para formar metanol se realiza regularmente en reactores multitubulares. Un punto importante para obtener una alta conversión de CO2 es la temperatura de operación, la cual se define para cierta composición de entrada, esta última al ir variando a lo largo del reactor da indicios de que la temperatura óptima pueda variar según el avance de la reacción. El objetivo general es determinar el impacto en el CAPEX y OPEX de la unidad de conversión al utilizar un perfil de temperatura variable en las secciones del reactor, frente a uno homogéneo en la totalidad de este. La investigación se realiza mediante el software Aspen HYSYS V9, donde se simula el comportamiento del reactor multitubular mediante un PFR isotérmico y se compara con la alternativa propuesta siendo cinco PFR en serie con enfriamiento intermedio para mantener la temperatura óptima constante en cada uno de ellos. La estrategia comienza buscando la temperatura óptima para la primera sección del reactor, donde una vez obtenida se realiza el mismo procedimiento para el segundo reactor pero considerando que el primer reactor ya posee su temperatura que maximiza la conversión de CO2, así sucesivamente hasta llegar a la última sección. Esto se realiza para dos casos de alimentación uno concentrado y el otro diluido. Se obtiene que al utilizar un perfil de temperatura variable el largo del reactor disminuye un 20% a diferencia de la alternativa tradicional. No obstante, los costos de inversión aumentan un 160% y de operación en 40% al implementar esta estrategia, por lo que aún es necesario estudiar alternativas distintas para llevar a cabo el perfil de temperatura óptimo, teniendo en consideración de que existe evidencia que al seccionar el reactor y controlar su temperatura es posible disminuir su largo en un porcentaje significativo, obteniendo la misma conversión que utilizando un único reactor isotérmico.
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