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Diseño de reactor experimental de alta temperatura y presión

Fecha de publicación 09 - 12 - 2021

La carrera de Ingeniería Industrial invitó al ingeniero químico PhD. Pablo Hegel para exponer el proceso de diseño, construcción y pruebas experimentales para la producción de biocombustibles del reactor experimental de alta temperatura y precisión.

Su trabajo en ingeniería de proceso, la ingeniería química y petroquímica lo llevan a interesarse por la investigación científica, es así que conforma parte del proyecto PINV18-1241 de la evaluación técnica y medioambiental del hidro tratamiento de aceite de pulpa de coco para obtener el biocombustible renovable, el proceso de búsqueda científica está cofinanciado por la CONACYT.

Las pruebas experimentales de la producción de biocombustible llevo a los investigadores a crear el diseño del reactor ATAP V1, en el sistema se trabajó en el cierre y sellos, la válvula de alimentación y descarga de productos, el sistema de agitación de reactivos, instrumentación básica del equipo y el sistema de control fue diseñado para el funcionamiento correcto y se basó en varias pruebas.

En sus características principales plantea instrumentos básicos como la temperatura y presión operativa en 125 bar y 350 °C, además de una válvula de alimentación de hidrógeno, letra de purga de gas y muestreo del líquido.

Se trabajó bajo el sistema de agitación con un eje y una turbina con acople magnético de tal manera evitar sellos de tipo dinámico que pueden provocar pérdidas durante la operación.

En el diseño se planteó el trabajo con hidrógeno y se presentó el desafío de utilizar un tipo de material de acero inoxidable de 316 L qué se caracteriza por ser apto para manejar la mayoría de fluidos orgánicos incluyendo ácidos orgánicos.

Las características del grosor de las paredes soportan hasta 125 la presión que produce, la pared del recipiente de 25 mm de espesor y en principio el reactor podría operar hasta a 6.000 psi, el fondo del recipiente siguiendo el diseño para tapas planas para 2030 psi se previó un espesor de 13, 1 mm y para 3000 psi y 15, 9 milímetro.

La tapa del recipiente también de material de acero inoxidable de 316l que fue parte de una estructura más crítica con vulva de seguridad de alimentación de H2 vulva de muestreo del gas y de muestreo líquido y otros dos de muestreos de gas y líquido.

Los sellos se componen del agitador magnético la tapa tuerca de retención eje del agitador y el recipiente, en los sellos realizaron la prueba con sello de nitrilo y en los diferentes ensayos se hizo el recambio para evitar fugas en particular se podría usar sellos de vitón, pero se observó que están compuestos por catalizadores qué podrían generar otra reacción.

Lo mismo en la tapa del agitador porque evita la fuga de gas, ambos tienen una temperatura menor a la del reactor y esta refrigerada. En el ensayo de reacción el aceite de pulpa de coco extraído con n- hexano y aceite de pulpa de coco siguieron el proceso de parámetro, unidad de medida, metodología analítica y se obtuvieron los resultados.

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