Diseño de un reactor continuo para la producción de hidrógeno y acetaldehído a partir de etanol en Ecuador

  • Caterine Donoso-Quimbita Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE-L
  • Vladimir Ortiz-Bustamante Docente de la Universidad Técnica de Cotopaxi Gobierno Autónomo Descentralizado de Cotopaxi
  • Bolívar Amón-De La Guerra Gobierno Autónomo Descentralizado de Cotopaxi
  • Roberto Herrera-Albarracín Docente de la Universidad Técnica de Cotopaxi
Palabras clave: Biomasa, Ecuador, etanol, producción de hidrógeno, reactor de lecho fluidizado

Resumen

En este trabajo se analiza la factibilidad de producir dentro del contexto actual del Ecuador hidrógeno a partir de etanol proveniente de biomasa residual, empleando un reactor catalítico continuo e isotermo de lecho fluidizado, que opere a una temperatura constante de 700 K y 1.5 atm de presión, además se ha considerado una conversión máxima del 70 % de acuerdo al análisis de minimización de la Energía de Gibbs. Los estudios cinéticos han determinado que los valores de las constantes cinéticas son función exponencial de la temperatura de operación. Actualmente, la reacción de deshidrogenación del etanol es de alto interés debido a que permite obtener compuestos importantes para la industria petroquímica como el hidrógeno y el acetaldehído, además que la obtención del hidrógeno como un combustible limpio a partir del etanol obtenido por fermentación de biomasa, se considera un proceso ambientalmente amigable. Los resultados obtenidos de la revisión bibliográfica respecto al volumen disponible de biomasa residual en el Ecuador muestran que existe 28.8 millones de t/año de biomasa residual apta para la producción de bio-etanol, lo que indica que sí es factible la implementación de esta tecnología en el país.

Descargas

La descarga de datos todavía no está disponible.

Citas

Abdelgawad, B. (2013). Design of a gas-solid fluidized bed reactor at high temperature and high pressure. Montréal: N/A.

Carrera, H., & Medina, J. (2015). Evaluación y caracterización del catalizador del proceso de Craqueo Catalítico Fluidizado (FCC). Procesos y Energía, 1(2), 43-50.

Cercado, B., Hernández, S., & Rivero Martínez, E. (2017). Avances en el escalamiento de reactores bioelectroquímicos para la producción de bioelectrohidrógeno. Congreso Internacional de Energía CIE 2017.

Fogler, S. (2008). Elementos de Ingeniería de las Reacciones Químicas. México: Pearson.

García, J. C., & Matsui, T. (2013). A National-wide Planning of Agro-residue Utility for Bioethanol Production and Power Generation in Ecuador. Energy Procedia, 34, 57-63.

Green, D. W., & Perry, R. H. (2008). Perry´s Chemical Engineers´Handbook. México: Mc Graw-Hill.

International Energy Agency. (2016). World energy outlook. Obtenido de https:www.aei.org/newsroom/news/2016/november/world-energy-outlook-2016.html

Marcelo, D., Bizzo, W., & García, R. (2017). Cálculo de las velocidades de fluidización y caída de presión en gasificador de lecho fluidizado burbujeante. 15th LACCEI International Multi-Conference for Engineering, Education, and Technology:"Global Partnerships for Development and Engineering Education".

MIPRO. (19 de mayo de 2017). Compromiso público-privado para mantener y desarrollar programa Ecopaís. Obtenido de http://www.industrias.gob.ec/compromiso-publico-privado-para-mantener-y-desarrollar-programa-ecopais/

Mohanty, P., Pant, K., & Mittal, R. (2015). Hydrogen generation from biomass materials: challenges and opportunities. Wiley Interdisciplinary Reviews: Energy and Environment, 4(2), 139-155.

Montero, C., Arteta, L., Remiro, A., & Gayubo, A. (2015). Catalizadores para la obtención de hidrógeno mediante reformado con vapor de compuestos oxigenados derivados de biomasa. Procesos y Energía, vol 1, N°2, 1(2), 13-33.

Montero, C., Remiro, A., Benito, P. L., Bilbao, J., & Gayubo, A. (2018). Optimum operating conditions in ethanol steam reforming over a Ni/La2O3-αAl2O3 catalyst in a fluidized bed reactor. Fuel Processing Technology, 169, 207-216.

Palma, V., Castaldo, F., Ciambelli, P., & Iaquqniello, G. (2014). CeO2-supported Pt/Ni catalyst for the renewable and clean H2 production via ethanol steam reforming. Applied Catalysis B: Environmental, 145, 73-84.

Purnama, H. (2003). Catalytic Study of Copper based Catalysts for Steam Reforming of Methanol. Berlin: N/A.

Serrano, M., Hernández, A., Haeffner, J., Reyes, C., Buscio, V., Solé, A., & Martínez, E. (14 de 06 de 2016). Planta de Producción de Acetaldehído. Obtenido de https://ddd.uab.cat/pub/trerecpro/2010/hdl_2072_151827/PFC_ACCA_v01p01.pdf

Song, H., & Ozkan, U. S. (2010). Economic analysis of hydrogen production through a bio-ethanol steam reforming process: Sensitivity analyses and cost estimations. Hydrogen Energy, 35(1), 127-134.

Suleiman, Y., Ibrahim, H., Anyakora, N. V., Mohammed, F., Abubakar, A., Aderemi, B. O., & Okonkwo, P. C. (2013). Design and fabrication of fluidized-bed reactor. International Journal of Engineering and Computer Science, 2, 1595-1605.

Vian, Á., & Ocón, J. (1957). Elementos de Ingeniería Química: Operaciones Básicas. Madrid: Aguilar.

Publicado
2018-07-03
Cómo citar
Donoso-QuimbitaC., Ortiz-BustamanteV., Amón-De La GuerraB., & Herrera-AlbarracínR. (2018). Diseño de un reactor continuo para la producción de hidrógeno y acetaldehído a partir de etanol en Ecuador. Revista UTCiencia: I-ISSN: 1390-6909. E-ISSN: 2602-8263, 5(1), 30-40. Recuperado a partir de http://investigacion.utc.edu.ec/index.php/utciencia/article/view/130
Sección
Artículo de investigación