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

Autores/as

  • Valeria Elizabeth Sandoval Cossío Universidad Privada del Valle
  • Martha Liliana Siles Camacho Universidad Privada del Valle

DOI:

https://doi.org/10.52428/20758944.v17i50.18

Palabras clave:

Gas de síntesis, Metanol, Reformado Autotérmico, Reformado con vapor

Resumen

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.

Citas

Aspentech (2020). About Aspen Tech. Recuperado de: https://www.aspentech.com/en/about-aspentech

Basile, A., Francesco, D. (2018). Methanol Science and engineering. First Edition. Elsevier.

Chauvel, A., Lefebvre, G. (1989). Petrochemical Processes, Synthesis gas derivatives and major hydrocarbons. Editions Technips.

Hiller, H., Reimert, R., Stonner, H.M., (2012). Gas production. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. https://doi.org/10.1002/14356007.a12_169.pub3

Hougen, O., Watson, K., Ragatz, R. (1978). Principios de los Procesos Químicos. Barcelona España: Editorial Reverte.

Hydrocarbon Processing (2012). Gas Processes Handbook. Houston, TX: Hydrocarbon Processing.

Hydrocarbon Processing (2010). Petrochemical Processes Handbook. Houston, TX: Hydrocarbon Processing.

Juan, R., Laborde, M., Gozalez, P., Ayastuy, J., Gutierrez, M. (1994). Transformación Catalítica del gas natural a gas de síntesis. CIT Información Tecnológica.

Moulijn, J., Makkee, M., Van Diepen, A. (2013). Chemical Process Technology. Second Edition. Netherlands; John Wiley & Sons, Ltd.

Nielsen, J., Nielsen, T. (2001). Large-scale Hydrogen Production. CATTECH, 6, 150–159 (2002)https://doi.org/10.1023/A:1020163012266

Nielsen, R., Christiansen, L. (2011). Concepts in syngas manufacture. Catalytic Science series- Vol 10. Covent Garden; London: Imperial College Press. https://doi.org/10.1142/p717

Petersen, A., Dybkjaer, I., Ovensen, V., Schjodt, C., Sehested, J., Thompsen, G. (2011). Natural gas to synthesis gas- Catalyst and catalytic Processes. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 3(2), 423-459. https://doi.org/10.1016/j.jngse.2011.03.004

Reimert, R., Marschner, F., Renner, H.J., Boll, W., Supp, E., Brejc, M., Liebner, W., Schaub G., (2011).’’ Gas Production, 2. Processes’’. Doi: 10.1002/14356007.o12_o01

ThyssenKrupp (2017). Hydrogen-Key-to-any-Refinery. Recuperado de: https://www.thyssenkrupp-industrial-solutions.com/

Villar, J. (2016). Oxidación parcial de metano sobre catalizadores NiAl2O4/CeO2. Universidad de País del Vasco, España.

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Publicado

2021-06-01

Cómo citar

Sandoval Cossío, V. E., & Siles Camacho, M. L. (2021). 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. Journal Boliviano De Ciencias, 17(50), 112–148. https://doi.org/10.52428/20758944.v17i50.18

Número

Sección

Artículos Científicos