Revista academica aceiquip
Revista academica aceiquip gy tklaudcn gexa6pR 02, 2010 43 pagos CONTENIDO Introducción PRESIDENTE Daniel Ulloa PRESIDENTE Daniel Ulloa COORDINADOR ACADEMICO NObeI Sierra Vega COORDINADORA DE COMUNICACIONES Vanessa Caita COORDINADORA DE COMUNICACIONES vanessa caita Artículos de las Ponencias* COORDINADOR FINANCIERO Carlos Cote COORDINADOR ACA COORDINADOR FINA PACE 1 oras to View nut*ge COORDINADORA DE RELACIONES INTERNACIONALES Gabriela Valencia Galeano COORDINADORA DE GESTIÓN HUMANA Ángela María Mejía COORDINADORA DE GESTIÓN HUMANA Ángela Maria Mejía Comentario CRISTIAN TAGUADO universidad del valle DIMITRI ALEJO
Universidad de los Andes ELKIN GALEANO Universidad del Atlántico sobre el Evento discusión, debate y argumentación de problemas o temáticas de particular interés para la ingeniería qu(mlca y de procesos, tanto en el panorama nacional como internacional. Este año, la XX versión fue organizada por los estudiantes de Ingeniería Química de la Universidad del Atlántico, desarrollándose del 5 al 10 de julio en las instalaciones de dicha Universidad ubicada en la Ciudad de Barranquilla.
Este evento contó con 5 ejes temáticos, en los cuales, los asistentes participaron en el Concurso «Mejor Ponencia por Eje Temático 2010». Este concurso tenta como objetivo principal, promover la presentación de ponencias en dicho evento. Los evaluadores de estas ponencias, en su mayor(a fueron los conferencistas asistentes a cada eje temático, y los lineamientos de la evaluaclón escogidos fueron: Importancia del tema en la solución de problemas concretos de la sociedad, la ciencia y la tecnología.
Estructura: Claridad en el enfoque y la presentación de la hipótesis, coherencia y comunicación de resultados. Profundidad y objetividad de la investigación o información. Aportes concretos que le brinde a la Ingeniería Química en cualquiera de sus áreas. Actualidad: Grado de innovación científica en las metodologías utilizadas. Esta edición de la Revista Académica ACEIQUIP, está dedicada al XX ENEIQ Barranqullla 2010, a continuación se presentan los artículos de las ponencias ganadoras del concurso por eje temático.
BIOCETANO LA NUEVA REALIDAD DE LOS BIOCOMBUSTIBLES EN COLOMBIA P. Álvarez Gil Biocombustibles: Nuevas Tecnologías Universidad Industrial de Santander Resumen: Se desea presentar un nuevo biocombustible con 2 3 la capacidad de sustituir al diesel en los motores vehiculares, producido a través de un proceso de hidrotratamiento de aceite rudo de palma (ACP) en comparación con el biodiesel que se obtiene de un proceso de transestirificación.
Los resultados de las pruebas realizadas en el Instituto Colombiano del Petróleo muestran que este nuevo producto presenta un índice de cetano alrededor de 100, considerablemente superior al del diesel que se obtiene del petróleo que se encuentra alrededor de 50. De aqui es que se deriva su nombre Biocetano. Las pruebas industriales realizadas en las plantas de hidrotratamiento de la refinería, también fueron de importancia para determinar si dichas plantas eran estables en el hidrotratamiento de las mezclas de ACPM y ACP a distintas condiciones.
Las plantas en donde se realizaron las pruebas fueron la planta de parafinas y la planta UNIBON. Palabras claves: Hidrotratamiento, Biocetano, Aceite crudo de palma, Biocombustible. En la actualidad, la necesidad de generar combustibles renovables es una prioridad para la industria energética, además de proveer una alternativa al desabastecimiento de las reservas de combustibles fósiles. En la obtención de estos combustibles se encuentran aquellos que tienen como origen aceites vegetales, donde el porcentaje de C02 liberado a la atmosfera es mínimo debido a los cultivos de donde provienen estos.
En los últimos años las tendencias mundiales muestran una alta producción de biodiesel que se obtiene a través de un proceso de transestirificación de aceites 43 producción de biodiesel que se obtiene a través de un proceso de transestirificación de aceites vegetales. El funcionamiento de los automotores se hace en base a la mezcla de diesel con biodiesel, en donde el comportamiento no es óptimo por la incompatibilidad entre los dos productos debido a su diferente naturaleza. or otro lado se presenta el inconveniente de los grandes volúmenes de glicerina subproducto que deja la producción de biodiesel. Como proceso alterno en la generación de biocombustibles aparece el hidrotratamiento de aceites vegetales, de donde es posible la obtención de parafinas lineales que muestran una clara compatibilidad con el diesel, de este proceso se obtiene como subproductos una mezcla de gases de combustión conformada por propano, etano y metano.
Esta nueva alternativa desarrollada y optimizada por ECOPETROL en sus plantas de hidrotratamiento ha permitido la solicitud de 3 patentes internacionales y el nombre de Biocetano como una marca registrada. A nivel mundial esta tecnología ha empezado a desarrollarse en algunos arses en donde se han obtenido resultados similares; los ejemplos más claros son H-Bio desarrollado por Petrobras en Brasil, NEXBTL de Neste 011 en Finlandia, Renewable Diesel Fuel de Conocophillips y Green Diesel de UOP-Eni en Estados Unidos, por último Supercetano de The CANMET Energy Technology Centre-CECT en Canadá.
En la actualidad sólo existe una planta en funcionamiento y se encuentra en Finlandia. Mientras por su parte ECOPETROL planea realizar los acomodamientos pertinentes a sus plantas para hidrotratar más de 5000 BPD de ACP mezclado con diesel al 10% en los próximos años. 4 43 lantas para hidrotratar más de 5000 BPD de ACP mezclado con diesel al 10% en los próximos años. 4 2.
Producción de BioCetano La elaboración de Biocetano es llevada a cabo por un proceso de hidrotratamiento del aceite crudo de palma (ACP) en un reactor de lecho fijo con un catalizador de hidrosulfuración (HDS) convencional, NiMo o COMO/A1203, a temperaturas y presiones elevadas del hidrogeno, donde se presentaran las reacciones de hidrogenación, descarboxilación y descarbonilación con el fin de convertir el ACP en parafinas lineales y obteniendo como productos secundarios una mezcla de gases (propano, etano y etano) y agua. Figura 1.
Aceite crudo de palma y Biocetano. CH2 – O-CO-RI CH – O-CO-R2 + H2 CH2 – O-CO-R3 CRI + CR2 CR3 H20 + C3H8 + C2H6 CH4 + C02 CO En la tabla 1 se puede apreciar algunas propiedades del Biocetano con respecto al diesel extra y a las normas colombianas y americanas del diesel; donde se puede notar propiedades excelentes del Biocetano como la densidad, el índice de cetano, el poder calorífico y la estabilidad. Mientras que la lubricidad, el punto de nube y fluidez esta fuera de las especificaciones por tal razón es que el Biocetano se debe mezclar con otras corrientes.
Diesel Extra 0. 86 3 50. 498-12 -3 90 >500 15 a 18 20 a 26 94 IA Tabla 1. Comparación del Biocetano contra el Diesel Extra. s 3 del 2007, se realizó la primera prueba durante 4 días en los que se procesaron 6641 barriles, de los cuales 232 era de ACP. La prueba se llevo a cabo con mezclas de 1, 5 y 8% de ACP en ACPM obteniendo el producto con los l(mltes especlficados, las condiciones de funcionamiento fueron de 80 BPH con una LHSV (Liquid Hourly Space Velocity) de 0,59 y una temperatura de reacción de 620 OF , obteniendo un rendimiento volumétrico del 96. % bastante bueno. Como primer paso se realizó un esquema de las plantas de idrotratamiento de la refinería de Barrancabermeja, con el fin de modelarlas en PRO II y de este modo buscar la simulación óptima para comenzar las correspondientes pruebas Industriales. 3. 1 Planta de parafinas-Ecopetrol La planta de parafinas se encuentra ubicada en la refinería de Barrancabermeja, la cual cuenta con una Tipo ACP 5 % vol. recobrado 10 % vol. recobrado 50 % vol. recobrado 90 % vol. recobrado 95 % vol. ecobrado Azufre Gravedad API índice de cetano Vlscosidad a 40 0C punto de fluidez Punto de inflamación Especificaciones de Carga y Producto Unidades Carga Producto % 1 58 1 58 oc 275. 278. 5 oc 283. 6 282. 1 284. 1 285. g 281. 8 289. 7 oc 320. 5 320. 8 327 317. 2 31 3. 8 317. 8 oc 376. 9 371. 3 331 . 8 373 372 372. 7 oc 384. 4 396 0. 65 0. 64 0. 61 0. 14 0. 1 0. 09 CAPI 27. 2 27. 2 26. 6 28. 6 29. 6 29. 7 cetanos 46 46 42 49 50 52 mrnus 8. 1 8. 8 7. 6 8. 44 oc -3 -3 0 -3 -3 oc 101. 7 101 . 1 102. 2 125. 6 136. Diesel WA N,’A NIA Max. 300 Max. 360 NIA Max. 0. 12 Min. 45 Max. 52 6 3 Tabla 2. Caracter[sticas de cto de la prueba prueba realizada en la planta de parafinas. Los resultados que más sobresalientes de la prueba realizada son: un incremento de dos puntos en el índice de cetano para a mezcla hidrotratada al 8%. La disminución de azufre de la mezcla ACP al 8% en ACPM, donde la concentración de azufre era de 6600 ppm, después del hidrotratamiento de dicha mezcla se obtuvo un producto con 900 ppm, reduciéndose el 85. % de la concentración de azufre. El aumento de las producciones de CO y C02, pasando de una concentración de 100 a 290 ppm de CO y de 300 a 750 ppm de C02. 3. 2 Planta de UNIBON- Ecopetrol La planta de UNIBON tiene una capacidad de 22000 BPD y su función es el hidrotratamiento de fondos pesados. Tomando como base la experiencia que se adquirió en la planta e parafinas, se realizo una prueba en febrero del 2008 con el fin de hidrotratar una mezcla de 1,3% de ACP-Diesel de alto contenido de azufre.
Las condiciones de la prueba fueron de 793 BPH, con una LHSV de 0. 88 y una temperatura de reacción de 595 OF. E principal insumo en los procesos de hidrotratamiento es el hidrógeno. El consumo de hidrógeno al hidrotratar 100% ACPM es de 21 1 ft3/barril de carga, con la mezcla de 1. 3% este consumo aumenta 20 ft3/barril de carga; si se llegara a hidrotratar 100% ACP el consumo llegaría a 1 573 ft3/barril de carga, donde el costo stimado por barril procesado sería de US$10224. 5.
Durante la prueba realizada fue observable una leve disminución de azufre en la corrida y la finalización, esto se debe en gran parte a la baja concentración de ACP aunque este tenga 0% de azufre. Ahora si se compara la carga inicial con respecto al producto hidrot aunque este tenga 0% de azufre. Ahora si se compara la carga inicial con respecto al producto hidrotratado se paso de una concentración de 4900 ppm a 900 ppm de azufre, se redujo el 82% de azufre. También se encuentra que hubo un incremento de 3 puntos en el índice de cetano, pasando de 45 a 48 cetanos.
Todos estos resultados se pueden apreciar en la Tabla 3. 6 Tipo Prueba ACP 5 % vol. recobrado 10 % vol. recobrado 50 % vol. recobrado 90 % vol. recobrado 95 % vol. recobrado Azufre Gravedad API índice de cetanos Viscosidad a 40 cc Punto de fluidez Corroslón en Cu Unidades % oc oc oc oc oc OAPI Cetanos mm2/S oc Especificaciones de Carga y Producto Estabilización con Corrida MZ I ACPM ACP+ACPM ACPM ACPM/ACP ACP/ACPM ACP/ ACPM (Carga) (HDT) (Carga) (HDT) 0. 0 0. 1 1. 2 0. 1 213 235 222 237 234 302 355 372 0. 9 31. 3 45 4. 8-5 IA 249 303 354 372 0. 11 31 46 5-3 IA 244 306 362 382 oug 30. 3 45 5. 2 -9 IA 249 304 358 82 0. 10 31. 5 46 5. 1 -6 IA Final de corrida 100% ACPM ACPM ACPM (Carga) (HDT) 0. 1 0. 2 213 220 233 302 356 377 0. 47 32. 4 45 4. 6 235 302 355 370 0. 09 32. 448 4. 80 IA IA Diesel Max. 360 Max. o. 3 Reportar Min. 43 Max. 5 Max. 3 Max. 2 Tabla 3. Características de Carga y Producto de la prueba realizada en la planta de U 8 3 cada concentracion existe una temperatura máxima de reacción.
Es posible hidrotratar mezclas de aceites vegetales y diesel en las plantas de hidrotratamiento convencionales de la refinería de Barrancabermeja de forma segura para las personas, los equpos y los catalizadores. 1] Nuñez M. Producción de Biocetano en la Refinería de Barrancabermeja a partir de Aceite Crudo de Palma. Colombia 2009. Evento: XXV Congreso de Ingeniera química. [2] ConocoPhillips Begins Production of Renowable Diesel Fuel at Whitegate Refinery In Cork, Ireland. http://wwvu’. allbusiness . com/services/businessservices/4022234-1. tml [3] CIOP and Italys Eni S. p. A Announce plans for Facillty to produce Diesel Fuel from Vegetable Oil. http://www. allbusiness. com/services /businessservices/4516706-1 html DISEÑO DE UN PROCESO ECONÓMICO Y COMPETITIVO PARA LA OBTENCION DE QUITINA Y QUITOSANO A PARTIR DE CAPARAZONES DE CAMARÓN M. Cabarcas Lorduy BioMateriales Universidad De Cartagena Resumen: La obtención tradicional de quitina, si bien ofrece una posibilidad de desvío de contaminantes, utiliza una cantidad de materiales y energía que hace el proceso en su totalidad poco sustentable.
Recientemente se estableció una metodología para la extracción de la quitina aprovechando su solubilidad a bajas temperaturas en ácido clorhídrico, la cual requiere menor cantidad de energía y materiales, minimizando con esto el impacto ambiental de la actividad de recuperación de la quitina. El presente proyecto studia el diseño de una planta para la extracción de qultina presente en el caparazón de camarones producidos en Cartagena y su transformación en quitosano. La meto el caparazón de camarones producidos en Cartagena y su transformación en quitosano.
La metodología a utilizar está basada en un estudio preliminar de mercado donde se estableceré la capacidad de la planta. Como paso siguiente se llevaran a cabo las pruebas de laboratorio para verificar la eficiencia de la metodologla y obtener datos necesarios para el diseño. Con estos resultados obtenidos se pondrá en marcha el iseño técnico de la plata basado en la guia de ingeniería básica y conceptual que encierra el diseño de equipos (lixiviador, extractor líquido-líquido, reactores de desacetilación), diseño de tuberías, servicios auxiliares y su distribución en planta.
Se realizará un estudio de factibilidad y un estudio de impacto ambiental. palabras Clave: quitina, quitosano, diseño de planta. La quitina es un polisacárido distribuido ampliamente en la naturaleza, es el segundo biopolímero más abundante después de la celulosa. Sus fuentes principales son el caparazón (exoesqueleto) que protege los cuerpos de muchos animales, omo insectos, crustáceos y moluscos, [6].
En Colombia, el cultivo de camarón, se ha consolidado como el primer sector acuícola organizado, con una fuerte vocación para la comercialización de sus distintos productos hacia los mercados internacionales. Colombia hace exportaciones de camarón, principalmente a Estados Unidos, las cuales pasaron de 2000 TM en el 2003 a 3167 TM en el 2004, mostrando un incremento del 58,35%[1]. La actividad del camarón de cultivo en Colombia se desarrolla pnncpalmente en la Costa Caribe (Bolívar, Córdoba, Sucre y Atlántico) y en la del Pacífico (Tumaco). Según