Termodinámica en biorefinerías : producción de bioetanol y alconaftas
Los biocombustibles se utilizan principalmente en forma de blends, mezclados con combustibles fósiles, derivados del petróleo. Los blends de nafta + bioetanol juegan un rol muy importante en países tales como Brasil y EEUU. Existen otras alternativas, tales como etanol + diesel y diesel + biodies...
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| Formato: | tesis doctoral |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2012
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://repositoriodigital.uns.edu.ar/handle/123456789/486 |
| Aporte de: |
| Sumario: | Los biocombustibles se utilizan principalmente en forma de blends, mezclados con
combustibles fósiles, derivados del petróleo. Los blends de nafta + bioetanol juegan un rol
muy importante en países tales como Brasil y EEUU. Existen otras alternativas, tales como
etanol + diesel y diesel + biodiesel. Cada combinación contempla un rango de
composiciones de mezcla. Si sumamos a esto el hecho de que nuevos avances en el
procesamiento de la biomasa pueden hacer aparecer nuevos biocombustibles, resulta clara
la utilidad de disponer de un modelo termodinámico de soporte que permita predecir
propiedades de interés de las mezclas combustibles. Esto permitiría, entre otras cosas,
ahorrar tiempo y dinero en experiencias de laboratorio, en la búsqueda de mezclas con
buen potencial, descartando aquellas que no satisfagan los criterios fijados.
En la presente tesis se estudian en particular los blends naftas + bioalcoholes. La nafta
es una mezcla multicomponente constituida principalmente por cuatro familias de
hidrocarburos: alcanos normales, ramificados y cíclicos e hidrocarburos aromáticos. La
presencia de compuestos oxigenados tiene un fuerte impacto sobre la volatilidad y el
comportamiento de fases los combustibles, debido a la no-idealidad típica de mezclas de
compuestos polares y no-polares. Por otra parte, las mezclas están formadas por un gran
número de compuestos de una misma familia, por lo que los modelos a contribución grupal
constituyen la mejor opción para calcular sus propiedades. Comparados con los modelos
moleculares, los modelos a contribución grupal requieren un menor número de parámetros
para caracterizar las interacciones entre los componentes de una mezcla y ofrecen una
mayor capacidad predictiva. En esta tesis se utiliza la ecuación de estado a contribución
grupal con asociación GCA-EoS.
En el Capítulo I se introduce el tema de tesis y se plantean sus objetivos.
En el Capítulo II se describen las características del modelo GCA-EoS y se explican en
detalle cada uno de sus términos.
Los Capítulos III al VII describen el proceso de parametrización llevado a cabo sobre
mezclas de agentes oxigenados (alcoholes y éteres) y agua, con cada tipo de hidrocarburo
(alcano normal, ramificado y cíclico e hidrocarburo aromático) presente en las naftas.
En el Capítulo VIII se analizan detalladamente las propiedades de volatilidad y
tolerancia al agua de las naftas, y el impacto que produce sobre las mismas, el agregado de
un compuesto oxigenado como aditivo.
El Capítulo IX muestra la simulación del proceso de extracción/deshidratación de
etanol mediante un fluido supercrítico (propano), utilizando como soporte termodinámico
la ecuación GCA-EoS con los parámetros determinados en esta Tesis.
Finalmente, en el Capítulo X se discuten las conclusiones generales de este trabajo de
tesis, y se propone trabajo a futuro que permita ampliar las capacidades en el modelado de
mezclas de biocombustibles y combustibles fósiles. |
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