Maestría en Ingeniería en Energía
http://hdl.handle.net/20.500.12749/16057
2024-03-28T14:28:48ZMejora de los procesos de separación de propileno y recuperadora de H2S mediante la recuperación de calor de desecho
http://hdl.handle.net/20.500.12749/23597
Mejora de los procesos de separación de propileno y recuperadora de H2S mediante la recuperación de calor de desecho
Arévalo Morales, Emil Albeiro; Rodríguez Pereira, Lucas Mauricio
El presente estudio analiza la viabilidad técnica de realizar integración enérgica en dos (2) intercambiadores de calor (rehervidores) de la unidad de procesamiento Cracking estos rehervidores (E-000 y E-008) pertenecen al sistema de separación de propileno (T-004) y recuperación de H2S (T-007) respectiva y actualmente emplean vapor de baja presión (50 psig) para el suministro de energía (calor). El estudio plantea usar una corriente caliente de aceite pesado de ciclo (APC) del mismo proceso como sustituto energético del consumo de vapor de estos dos equipos. Para esto, se recolecto información de variables de proceso, análisis de laboratorio, información técnica de los equipos que conforman el sistema durante un periodo de tiempo de un año, con esta información se realiza modelo riguroso de los sistemas en el software Aspen Hysys para estimar el requerimiento de calor de los rehervidores en su operación actual (8,04 y 13,73 MMBtu/h) y la caracterización de la corriente de APC requerida para sustitución del uso de vapor. Por otra parte, usando el complemento del software Exchanger Design & Rating se dimensiona los equipos para el servicio planteado (reherveridores). Finalmente se estima que es posible sustituir el uso de vapor en estos dos equipos de intercambio de calor por una corriente de APC trayendo como beneficio estabilidad operacional de los sistemas en temporadas de lluvia, recorte de costos variables (consumo de vapor 13,800 lb/h) y reducción de la huella de carbono en los generadores de vapor de servicios industriales (15,408 Ton/año).
2023-11-22T00:00:00ZImplementación de un banco de pruebas para la producción sostenible de Biodiésel a partir de Jatropha Curcas en el Corregimiento San Miguel del Tigre, Antioquia, Colombia
http://hdl.handle.net/20.500.12749/23457
Implementación de un banco de pruebas para la producción sostenible de Biodiésel a partir de Jatropha Curcas en el Corregimiento San Miguel del Tigre, Antioquia, Colombia
Porras Tirado, Javier Andres; Gutierrez Rojas, Jalquer Dario
El proyecto abarco la construcción de un banco de pruebas para ejecutar el proceso de transesterificación, un paso elemental para lograr la producción de Biodiésel de segunda generación a partir del uso de la planta Jatropha Curcas. El cumplimiento de la investigación comprendió en primer lugar la caracterización del proceso para la producción de biocombustible, lo que implicó la evaluación de la calidad del aceite obtenido de la planta Jatropha Curcas.
Seguidamente para adquirir información acerca de las propiedades del aceite y su idoneidad para la producción de Biodiésel de segunda generación, se realizó un diseño experimental a partir de la medición ANOVA, se determinaron los porcentajes de mezcla (12.5% de alcohol etanol anhidro y 1% de catalizador metilato de sodio) para comprender las características del aceite y su aplicabilidad en el proceso de transesterificación. Finalmente, se determinaron las condiciones de temperatura y tiempo de reacción para estandarizar la generación de Biodiésel según las regulaciones vigentes, en este caso, la norma ASTM D6751.
Mediante la ejecución del algoritmo de predicción realizado en Google Colab, se logró determinar de una manera eficiente los parámetros requeridos de velocidad y temperatura del interior del reactor para la elaboración de las pruebas del Biodiésel en la planta piloto. Los resultados derivados son comparados y seleccionados con base al cumplimiento de los criterios definidos por la norma ASTM D6751. Esto permite realizar una operación adecuada sin tener que recurrir a ensayos de prueba y error, de igual forma hubo incremento del 5.6 % de la densidad volumétrica del Biodiésel cumpliendo con el estándar de 900 kg/m^3, cumpliendo la norma ASTM D6751. Se encontró que el mejor rendimiento de producción del banco de pruebas es a una temperatura de 60°C y una velocidad de 1100 rpm.
2023-11-29T00:00:00ZModelo matemático de gasificador de tipo downdraft para biomasa agrícola
http://hdl.handle.net/20.500.12749/23383
Modelo matemático de gasificador de tipo downdraft para biomasa agrícola
Gamarra Quintero, Juan Sebastián
El uso de la biomasa como alternativa energética ha experimentado un crecimiento notable gracias al avance en tecnologías de conversión de biomasa en calor o energía, como es el caso de la gasificación. En el contexto de Colombia, un país excepcionalmente rico en biodiversidad, existe un potencial energético significativo que podría aprovecharse mediante la implementación de tecnologías como la gasificación. Sin embargo, dicha implementación se ha visto limitada en países como Colombia debido al escaso desarrollo tanto tecnológico como académico en el ámbito de la gasificación. El presente trabajo tiene como objetivo presentar un modelo matemático de equilibrio estequiométrico restringido para el proceso de gasificación de biomasa lignocelulósica, específicamente utilizando eucalipto, como un instrumento fundamental para el progreso tecnológico y académico en esta área. La composición del residuo de eucalipto se obtuvo a partir de estudios experimentales, sobre la cual se fundamentó el desarrollo del modelo de gasificación. Este modelo implementa dos reacciones fundamentales del proceso de gasificación: la Reacción de Hidrogasificación y la Reacción de Desplazamiento de Gas de Agua (WGSR). Las ecuaciones de equilibrio químico representativas para estas dos reacciones se determinaron mediante el concepto de la energía libre de Gibbs. Los datos resultantes se analizaron comparando el error cuadrático medio (MSE) y la raíz del error cuadrático medio (RMSE) para la composición de CO, H2 y CH4 en tres relaciones de equivalencia (RE): 0.374, 0.396 y 0.42. Los hallazgos más destacados de este estudio incluyen un ajuste satisfactorio del modelo mediante tres restricciones de rendimiento, enfocado especialmente en la corrección de la concentración de CH4. Este ajuste condujo a una reducción del MSE del 66,03% a un ínfimo 0,30%. Asimismo, se llevó a cabo una validación del modelo con otros tipos de biomasa como corteza de pino, aserrín y tuza de maíz, los cuales mostraron valores de MSE por debajo del 10%. Estos resultados evidencian la validez del modelo para estimar porcentajes de composición resultantes de un proceso de gasificación con diferentes composiciones de biomasa. Tales conclusiones son de suma importancia para la aplicación y desarrollo de procesos de gasificación con biomasa en el contexto colombiano.
2023-11-27T00:00:00ZDesarrollo y verificación de una herramienta de cálculo de la estimación y predicción de las propiedades del gas combustible en la red de Gas de la Refinería de Barrancabermeja
http://hdl.handle.net/20.500.12749/21434
Desarrollo y verificación de una herramienta de cálculo de la estimación y predicción de las propiedades del gas combustible en la red de Gas de la Refinería de Barrancabermeja
Basante Herrera, Leonardo Jaime; Calderon Rangel, Libardo
El gas combustible es el principal energético para los procesos de combustión en la refinería de Barrancabermeja y es suministrado a través de una compleja red alimentada por varias corrientes provenientes de diferentes campos de producción del país y por los gases residuales de las plantas de proceso. Esta mezcla de gases en la red, sumado a las constantes renominaciones por incumplimientos en los campos y las contingencias operativas generan variaciones continuas y no controladas en su composición variando el poder calorífico, la forma y temperatura adiabática de llama en los equipos de combustión, ocasionando daños de integridad en hornos y calderas. No existe actualmente un gobierno en la toma de decisiones al momento de la nominación, que sensibilice al personal de planeación no solo en el cumplimiento de la nominación para mantener la carga de la refinería, sino también en el impacto final sobre los equipos de combustión. Por esta razón se desarrolló una herramienta en Excel que captura de una interfaz en tiempo real, las cromatografías, flujos, consumos, desvíos y presiones en los nodos de la red; que realiza cálculos basados en el modelo teórico de la combustión, las entalpias de productos, reactivos y obtiene como resultado también en tiempo real una cromatografía esperada, poder calorífico, índice de Wobbe, temperatura de llama adiabática y los GEI para la mezcla de gas final. Con esta herramienta de cálculo de la estimación y predicción de las propiedades del gas combustible en la red de gas de la GRB, se podrán simular escenarios con diferentes situaciones de nominación que impacten menos en los sistemas de combustión y además permitirá a las áreas usuarias tomar medidas operativas preventivas sobre sus equipos de combustión ante los cambios en la composición de la mezcla de gas.
2023-08-23T00:00:00Z