Trabajos de grado: Doctorado y Maestría

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Browsing Trabajos de grado: Doctorado y Maestría by browse.metadata.advisor "Acevedo Duarte, Leonardo"

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    Esterificación de glicerina con catalizadores tipo zeolitas
    (Universidad Industrial de Santander, 2009) Patino Reyes, Edgar Javier; Acevedo Duarte, Leonardo; Hoyos Marin, Luis Javier
    En el presente estudio se evaluaron tres familias de zeolitas para la reacción de esterificación de glicerina con ácido acético; una mordenita, tres zeolitas ZSM5 y cuatro zeolitas Y. La conversión de glicerina y selectividad a productos (acetatos) obtenida con las zeolitas fue comparada con una prueba blanco, es decir, sin catalizador sólido. La evaluación de estos catalizadores mostró una mayor actividad y selectividad de productos sustituidos, diacetina y triacetina, con las zeolitas ZSM5; mientras los mejores resultados para las zeolitas Y, se lograron con las zeolitas de mayor relación sílicealúmina (zeolitas tipo USY). La optimización de las condiciones de reacción, usando una zeolita ZSM5 CBV 8014, encontró que tanto la temperatura como la relación molar de reactivos ejercen una influencia significativa en la conversión de glicerina; mientras para la selectividad a productos sustituidos, la variable de mayor influencia es la relación molar de reactivos. También se determinó que el aumento del tiempo de reacción favorece la conversión total de la glicerina, mientras que la selectividad a productos permanece casi constante. Por otra parte, se halló que el uso de zeolitas tipo USY, tratadas hidrotérmicamente, no favorece la reacción de esterificación de glicerina. Finalmente, se estudió la solubilidad de los productos de la reacción de esterificación en tres diferentes combustibles: diesel, gasolina y biodiesel. Los resultados muestran la necesidad de una etapa inicial de separación del ácido acético, antes de recuperar la triacetina con biodiesel.
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    Optimización simultanea de composición de cargas y variables de operación en unidades de destilación de crudo
    (Universidad Industrial de Santander, 2008) López Cárdenas, Diana Carolina; Acevedo Duarte, Leonardo; Mahecha Bohorquez, Cesar
    Se desarrolló un modelo de optimización no lineal para determinar la composición de la mezcla de crudo a cargar y las condiciones de operación de Torres de Destilación Atmosférica (TDA). El caso industrial fue un sistema de Unidades de Destilación de Crudo (UDC) perteneciente a la refinería de Barrancabermeja de ECOPETROL S.A. La optimización involucró el blending de carga, el proceso de destilación, el blending de productos finales y las restricciones de planta como disponibilidad de materias primas, demanda del mercado, calidad de productos, integridad de equipos y la integración energética en las plantas. El blending de carga consideró cinco crudos extra-pesados (gravedad API<13); el proceso de destilación se modeló de forma no lineal simplificada mediante metamodelos a partir de modelos rigurosos en PRO/II y diseño de experimentos (Hipercubo Latino); los trenes de precalentamiento de crudo se representaron con balances energéticos y la ecuación de diseño de cada intercambiador; los productos finales preparados fueron Jet-1A y Diesel. El modelo de optimización fue NLP maximizando utilidad del sistema y se implementó en GAMS 2.22 usando el solver CONOPT. Los metamodelos de tipo polinómico de segundo grado mostraron un excelente desempeño para calcular flujos, propiedades de caracterización y temperaturas de corrientes atmosféricas con errores promedio inferiores al 6.6%, 3% y 1.5% respectivamente. El tiempo de ejecución usado por GAMS para encontrar la solución estuvo entre 26 y 62 segundos valor bajo para un problema NLP que modela de forma semi-rigurosa el comportamiento de la planta. La utilidad óptima encontrada fue superior al 20% respecto a la estimación inicial. Los crudos extra-pesados en la dieta de las UDCs requirieron condiciones más severas de operación como mayor temperatura de crudo a la entrada de las torres, mayor flujo de vapor de despojo por el fondo y menor presión de cima de las torres.