Modelamiento y simulación del proceso de obtención del gas de síntesis mejorado, mediante el método modular simultáneo

Abstract

En el presente trabajo de investigación, se desarrolló un programa computacional “METANACIÓN.m”, codificado en el lenguaje de programación MatlabR2014a para visualizar los diferentes escenarios virtuales de un proceso de obtención de gas de síntesis mejorado, en el que se aumentó la concentración de metano en la corriente del producto final. Para ello, se realizó un análisis de grados de libertad del proceso, balances de materia y energía, tomando como referencia el diagrama de flujo y los parámetros de operación (flujos, composiciones, temperaturas y presiones) de fuentes bibliográficas. Los resultados obtenidos en la investigación fueron: 𝑁𝐶𝑂1: 110 lbmol/h, 𝑁𝐻21: 319 lbmol/h y 𝑁𝐶𝐻41: 17 lbmol/h cuyos valores corresponden a los flujos molares de los componentes CO, H2 y CH4 en la corriente de alimentación respectivamente; así como 𝑁𝐶𝑂6: 24 lbmol/h, 𝑁𝐻26: 62 lbmol/h, 𝑁𝐶𝐻46: 100 lbmol/h y 𝑁𝐻2𝑂6: 14 lbmol/h cuyos valores corresponden a los flujos molares de los componentes CO, H2, CH4 y H2O en la corriente del producto respectivamente. Asimismo, se calcularon las temperaturas de las corrientes de entrada al reactor y la temperatura de la corriente de salida del intercambiador II que ingresa al mezclador, siendo estas temperaturas: 398 °F y 483,01 °F respectivamente, los cuales se contrastaron con los resultados teóricos presentes en la bibliografía consultada para los parámetros de operación y diagrama de flujo. Estos resultados presentaron un margen de error promedio del 2,31 % para los flujos molares, y 3,33% para las temperaturas, reflejadas en las tablas N°7 y N°8, con lo cual podemos concluir que, el método modular secuencial simultáneo es el adecuado para la simulación del proceso en estudio y permite calcular los requerimientos de alimentación para una producción requerida de metano. Los resultados también nos permiten afirmar que, al eliminar el 99% de agua a través de un separador, favorece el rendimiento de la producción de metano, con la finalidad de incrementar el potencial energético del gas de síntesis resultante