Modelación matemática de la hidrodesintegración de fracciones de petróleo utilizando uno a seis lumps

Palabras clave: hidrodesintegración, hidrocarburos de petróleo, aproximación discreta, uno-seis lumps, modelación matemática, cinética

Resumen

Se realizó la modelación matemática de la reacción de hidrodesintegración de fracciones de petróleo considerando una fase pseudohomogénea. Se empleó la descripción discreta para representar la cinética de las reacciones. Se utilizaron de uno hasta seis grupos de pseudocomponentes o lumps con diferentes rutas de reacción. Se utilizaron datos de la literatura de la hidrodesintegración de hidrocarburos de petróleo para obtener los parámetros de los modelos matemáticos. Para el modelo de más de un grupo o lump se utilizó la aproximación sucesiva automática, resolviendo el sistema de ecuaciones comenzando con un lump, dos, o tres y así sucesivamente, verificando que siempre se cumpliera el balance de materia. Se encontró buena concordancia entre el modelo y los datos experimentales para las aproximaciones utilizadas, destacando el uso de seis lumps, a partir de cuya descripción es posible determinar la composición de los productos de hidrodesintegración de una forma detallada y confiable.

Biografía del autor/a

Norma Angélica Legorreta-Trejo, Instituto Politécnico Nacional

Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas

Ignacio Elizalde-Martínez, Instituto Politécnico Nacional

Centro Mexicano para la Producción más Limpia

Ma. del Carmen Monterrubio-Badillo, Instituto Politécnico Nacional

Centro Mexicano para la Producción más Limpia

Fabián S. Mederos-Nieto, Instituto Politécnico Nacional

Centro Mexicano para la Producción más Limpia

Citas

• Ancheyta, J., Trejo, F., & Rana, M. S. (2017). Asphalthenes: Chemical transformation during hydroprocessing of heavy oils. US: CRC Press.
• Balasubramanian, P., & Pushpavanam, S. (2008). Model discrimination in hydrocracking of vacuum gas oil using discrete lumped kinetics. Fuel, 87(8-9), 1660-1672. doi: 10.1016/j.fuel.2007.08.009
• Jarullah, A. (2011). Kinetic modelling simulation and optimal operation of trickle bed reactor for hydrotreating of crude oil (Tesis doctoral). Recuperada de https://bradscholars.brad.ac.uk/handle/10454/5363
• Levenspiel, O. (1998). Chemical Reaction Engineering. US: Wiley.
• Li, G., & Cai, C. (2017). Estimation parameters of hydrocracking model with NSGA-ii (Non-dominated Sorting Genetic Algorithm) by using discrete kinetic lumping model. Fuel, 200, 333-344. doi: 10.1016/j.fuel.2017.03.078
• Mederos, F. S., Elizalde, I., & Ancheyta, J. (2009). Steadystate and dynamic reactor models for hydrotreatment of oil fractions: A review. Catalysis Reviews, 51(4), 485-607. doi: 10.1080/01614940903048612
• Ortega Garcia, F. J., Muñoz Arroyo, J. A., Flores Sánchez, P., Mar Juárez, E., & Dominguez Esquivel, J. M. (2017). Hydrocracking kinetics of a heavy crude oil on a liquid catalyst. Energy Fuels, 31(7), 6794-6799. doi: 10.1021/acs.energyfuels.7b00639
• Rana, M. S., Ancheyta J., Maity, S. K., & Marroquín, G. (2008). Comparison between refinery processes for heavy oil upgrading: A future demand. International Journal of Oil, Gas and Coal Technology (IJOGCT), 1(3), 250-282. doi: 10.1504/
IJOGCT.2008.019845
• Rana, M. S., Sámano, V., Ancheyta, J., & Diaz, J. A. I. (2007). A review of recent advances on process technologies for upgrading of heavy oils and residua. Fuel, 86(9), 1216-1231. doi: 10.1016/j.fuel.2006.08.004
• Romo, D. (2016). Refinación de petróleo en México y perspectiva de la Reforma Energética. Problemas del Desarrollo, 47(187), 139-164. doi: 10.1016/j.rpd.2016.10.005
• Secretaría de Energía. (2016). Prospectiva de petróleo crudo y petrolíferos 2016-2030. México: Autor. Recuperado de https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/177673/Prospectiva_de_Petr_leo_Crudo_y_Petrol_feros_2016-2030.pdf
• Valavarasu, G., Bhaskar, M., & Balaraman, K. S. (2003). Mild hydrocracking-A review of the process, catalysts, reactions, kinetics, and advantages. Petroleum Science and Technology, 21(7-8), 1185-1205. doi: 10.1081/LFT-120017883
• Zhou, H., Lu, J., Cao, Z., Shi, J., Pan, M., Li, W., & Jiang, Q. (2011). Modeling and optimization of an industrial hydrocracking unit to improve the yield of diesel or kerosene. Fuel, 90(12), 3521-3530. doi: 10.1016/j.fuel.2011.02.043
Publicado
2019-11-19
Sección
Artículos de Investigación