Trabajo de grado - Pregrado
Diseño y simulación de un reactor tubular multipropósito para tri-reformado de metano
Autor
Rodríguez Bonilla, Martin Felipe
Pérez Motta, Diego Mauricio
Institución
Resumen
In this work was made a study, about Methane Tri-reforming process by thermodynamic analysis of operating variables and conditions of loading to the reactor, in order to favour the conversion to synthesis gas and hydrogen, to dimension a functional catalytic reactor from a thermal and mechanical viewpoint. In addition to contextualizing chemical concepts used to carry out the project, the simulation software DWSIM was used, to demonstrate the potential of computational simulation and obtain reliable results in stable and dynamics conditions, with practical research applicable to industry, thus encourage the implementation of these technologies. En este trabajo se realizó un estudio, sobre el proceso de Tri-reformación de Metano mediante el análisis termodinámico de las variables de operación y condiciones de carga al reactor, con el fin de favorecer la conversión a gas de síntesis, para dimensionar un reactor catalítico funcional desde el punto de vista térmico y mecánico. Además de contextualizar los conceptos químicos utilizados para llevar a cabo el proyecto, se utilizó el software de simulación DWSIM, para demostrar el potencial de la simulación computacional y obtener resultados confiables en condiciones estables y dinámicas, con investigaciones prácticas aplicables a la industria, fomentando así la implementación de estas tecnologías. Lista de tablas 7
Lista de figuras 8
Lista de símbolos 9
Glosario 10
Resumen 12
Abstract 12
Introducción 13
Definición del problema 15
Justificación 15
Antecedentes del Problema 17
Objetivos de la investigación 17
Objetivo general 17
Objetivos específicos 17
Definición del problema y pregunta de investigación 18
Delimitaciones del problema 18
Alcances y limitación 18
Marco de referencia 19
Marco Conceptual 19
Marco Legal 27
Marco Histórico 29
Marco teórico 30
Tipo de investigación 32
Materiales y Métodos 32
Fuentes Primarias 32
Fuentes Secundarias 33
Recursos humanos 33
Recursos Físicos. 33
Recursos Financieros 34
Metodología 35
Simbología utilizada por el simulador DWSIM 37
Modelos termodinámicos 38
Estudio de equilibrio 40
Modelamiento de un reactor ideal de Gibbs mediante ecuaciones de equilibrio. 42
Cargas de entrada 43
Modelamiento de un reactor PFR mediante ecuaciones cinéticas. 46
Cargas de entrada 47
Resultados y Discusión 51
Análisis preliminar del comportamiento termodinámico del proceso 51
Resultados de simulación en DWSIM 56
Reactor Ideal de Gibbs utilizando la Primera carga 56
Reactor ideal de Gibbs utilizando la segunda carga 61
Reactor ideal de Gibbs utilizando la tercera carga 66
Análisis del reactor PFR en estado Dinámico utilizando el simulador DWSIM 74
Carga ideal para el proceso de tri reformado de metano en el reactor PFR 88
Diseño del reactor utilizando herramientas de diseño CAD y modelado 91
Conclusiones 94
Referencias 95
Anexos 99
Planos de catalizador y reactor 99 Pregrado Ingeniero en Mecánica Ingeniería Mecánica