Escalamiento de datos cinéticos desde laboratorio hasta reactores industriales

Abstract

The catalytic cracking of hydrocarbons to produce liquid fuels such as gasoline and LP gas is an important process in oil refining conversion. Because of its importance, there is great interest in chemical kinetics; however, you can not use industrial reactors to estimate kinetic data. Therefore laboratory scale reactors, such as test micro-activity are used. These reactors exhibit different hydrodynamic the industrial reactor; however, it has been observed that despite this difference results in the laboratory reactor are extrapolated to industrial reactor. As kinetics are concerned, it was decided to group the thousands of compounds and food products in a few pseudo-compounds, studying load conversion and product yield in laboratory-scale reactors. By modifying the protocol operation in the laboratory, these reactors have also been used to infer kinetic parameters. To explain phenomenologically extrapolation of these results, transfer effects intra-particle mass is estimated by calculating the Thiele modulus for each reaction. mass transfer at the gas-solid particle was also discussed as a possible limiting step. A reaction scheme proposed in literature was selected to be simulated and scaling, data obtained from laboratory level to industrial reactor simulation; it proposes a model of five compounds agglomerates and eight possible reactions. During simulation of the industrial unit, the apparent activation energies corresponding authors proposed the combined mass transport phenomena at the interface, intraparticle diffusion and intrinsic reaction rate is maintained.

La desintegración catalítica de hidrocarburos para producir combustibles líquidos como gasolina y gas LP, es un proceso de conversión importante en refinación de petróleo. Debido a su importancia, existe gran interés por conocer su cinética química; sin embargo, no es posible utilizar reactores industriales para estimar datos cinéticos. Por ello se utilizan reactores a escala laboratorio, como por ejemplo el de pruebas de micro-actividad. Estos reactores exhiben hidrodinámica diferente a la del reactor industrial; sin embargo, se ha observado que a pesar de esta diferencia, resultados obtenidos en el reactor de laboratorio son extrapolables al reactor industrial. En cuanto a cinética se refiere, se ha optado por agrupar los miles de compuestos de la alimentación y productos en pocos pseudo-compuestos, estudiando conversión de carga y rendimiento a productos en reactores a escala laboratorio. Mediante modificación del protocolo de operación en laboratorio, estos reactores también se han utilizado para inferir parámetros cinéticos. A fin de explicar fenomenológicamente la extrapolación de estos resultados, se estimaron efectos de transferencia de masa intra-partícula, calculando el módulo de Thiele para cada reacción. Se analizó también, como posible paso limitante, la transferencia de masa en la interfase gas-solido de la partícula. Un esquema de reacción propuesto en literatura fue seleccionado para ser simulado y escalado, desde datos obtenidos a nivel laboratorio hasta simulación del reactor industrial; éste propone un modelo de cinco compuestos aglomerados y ocho reacciones posibles. Durante la simulación de la unidad industrial, se conservan las energías aparentes de activación propuestas por los autores correspondientes a los fenómenos combinados de transporte de masa en la interfase, difusión intrapartícula y velocidad intrínseca de reacción.