Etapas de reacción y de regeneración en la transformación de metanol a gasolina (proceso mtg) en reactor de lecho fijo

Résumé

El proceso MTG (transformación de metanol a gasolina sobre zeolita HZSM-5) es la etapa fundamental en la valorización de materias primas alternativas al petróleo (gas natural, carbón o biomasa) y en el aprovechamiento de materiales residuales (plásticos, neumáticos) transformables en metanol vía gas de síntesis. El objetivo de esta Tesis ha sido desarrollar y aplicar experimentalmente, las herramientas cinéticas y la metodología para el diseño del reactor industrial para el proceso MTG, cubriendo importantes lagunas existentes en la Bibliografía, en aspectos vitales para la tecnología industrial. Se ha progresado en el modelado cinético de la reacción principal, de la desactivación y de la regeneración del catalizador, para obtener modelos cinéticos que sean útiles en el diseño del reactor operando tanto en régimen isotermo como no isotermo. Se ha incluido el importante papel del agua como atenuante en la velocidad de las etapas del esquema cinético de reacción y de la dedesactivación por formación de coque. Se ha puesto a punto una planta piloto con reactor de lecho fijo pseudoadiabático (compensando las pérdidas de calor externas) con medida de la temperatura en diferentes posiciones radiales y longitudinales y con análisis de los productos de reacción por cromatografía de gases. Se han planteado los balances de materia y energía necesarios para el diseño y simulación de las etapas de reacción y regeneración en el reactor, considerando diferentes grados de simplificación de los balances. De la comparación de los resultados experimentales y calculados de temperatura y composición se han seleccionado los modelos de simulación más adecuados, en tanto que combinan realismo y simplicidad. Se han desarrollado programas en FORTRAN para la simulación y optimación del proceso MTG operando en ciclos de reacción-regeneración en lecho fijo isotermo y pseudoadiabático, que perm