MODELADO MATEMÁTICO DE UN REACTOR DE LECHO FIJO












































MORELIA, MICHOACÁN FEBRERO, 2013

CONTENIDO

Pág.



1. INTRODUCCIÓN
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1.1 Glicerol
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1.2 Reformado de vapor
1.3Catalizador Ni/Al2O3
1.4 Descripción del reactor tubular de lecho fijo isotérmico.
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1.5 El catalizador y sus interacciones para la generación

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2. METODOLOGÍA DEL PROCESO

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3. DESARROLLO DEL MODELO MATEMÁTICO

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3.1 Balance de materia
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3.2 Balance de energía
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3.3 Balance de momentum

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4. CONCLUSIONES


4. REFERENCIASProducción de H2 a partir de la reformación de vapor de glicerol utilizando como catalizador Ni/Al2O3.



1. INTRODUCCIÓN.

El uso de las energías renovables, como la biomasa, es esencial para un desarrollo sustentable de nuestra sociedad. La conversión de recursos renovables en cualquiera de los combustibles limpios o químicos está atrayendo el creciente interés debido a lacontinua reducción de los suministros de hidrocarburos fósiles (Graziani y Fornasiero, 2007).

Dependiendo del material de partida base de biomasa, la producción de combustibles puede resultar sustentable o no. Los biocombustibles de primera generación se componen esencialmente por el etanol y biodiesel, obtenidos a partir de la fermentación del azúcar y la transesterificación de grasas animales oaceites vegetales, respectivamente. Desafortunadamente, la producción de estos biocombustibles no es sustentable en un período a largo plazo, ya que puede comprometer seriamente tanto suministros de alimentos y la biodiversidad (Montini y col., 2010).

El uso de biomasas residuales, representa una meta desafiante para la producción sustentable de biocombustibles de segunda generación, cuyaproducción puede comenzar a partir de la extracción de moléculas complejas, tales como la lignina o celulosa, de bosques o biomasas fibrosas. Para este fin, varios procesos catalíticos para la producción de productos químicos útiles y materiales de alimentación a través de la hidrólisis de residuos lignocelulósicos ya han sido investigados (Montini y col., 2010).

1.1. Glicerol.

Dentro de lasmaterias primas disponibles provenientes de biomasa, el glicerol es una alternativa interesante debido a su alto contenido en H2, no es tóxica, y de sencillo manejo y almacenamiento. Es el principal subproducto en la producción de biodiesel de primera generación a partir de la transesterificación de aceites vegetales, también puede provenir de la fermentación de azúcares o por conversión de lalignocelulosa (Barbelli y col., 2011). Por el resultado de estos procesos se encuentra impurificada con cantidades variables de otros compuestos tales como sales inorgánicas de ácidos grasos (jabones), restos de catalizador (NaOH, KOH) y del alcohol utilizado para la transesterificacion (metanol o etanol). Debido a ello, la glicerina así obtenida tiene escaso valor comercial y requiere procesamientoscomplementarios para su purificación que permitan utilizarla en alguna de sus múltiples aplicaciones tradicionales (medicina, productos cosméticos y de cuidado personal, pinturas). Por otra parte, su simple eliminación por combustión requiere condiciones de alta temperatura, no fácil de alcanzar, que aseguren la eliminación total de productos de alto carácter tóxico. Otros problemas de la combustiónradican en el bajo poder calorífico y la presencia de sales y cenizas que dificultan su proceso. Por lo anterior, el manejo del glicerol residual plantea problemas que inciden en el costo global del proceso de producción de biodiesel, debido a lo cual se ha renovado el interés por explorar nuevas alternativas para su procesamiento y/o disposición final (Pena y col., 2012).

Actualmente, existe...