Escuela de Ingeniería Química

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Browsing Escuela de Ingeniería Química by browse.metadata.advisor "Alvarez Cifuentes, Mario"

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    Accion de aditivos inhibidores en el proceso de envejecimiento de fracciones pesadas del petroleo
    (Universidad Industrial de Santander, 2004) Puello Mendez, Juliana; Afanasieva, Natalia Nicolaevna; Alvarez Cifuentes, Mario
    La calidad de un asfalto comprende la combinación de las propiedades más importantes requeridas para un desempeño óptimo durante su vida útil y que tenga poca tendencia a los cambios o al deterioro. Las especificaciones industriales sólo proporcionan información sobre algunas características del asfalto, y no definen completamente la durabilidad. Debido a esto se ha despertado un interés creciente por los estudios que generen un conocimiento más preciso sobre los sucesos que tienen lugar a nivel molecular de estas fracciones pesadas del petróleo. Entre los principales objetivos que se persiguen con la modificación de los asfaltos con aditivos inhibidores está la disminución de la susceptibilidad térmica y el aumento de la durabilidad, o el mejoramiento de su resistencia al envejecimiento con el tiempo. Este proyecto de investigación comprende el modo de selección y evaluación de cuatro aditivos diferentes escogidos y su efecto como modificadores de las propiedades de tres asfaltos industriales para pavimentos (provenientes del Complejo Industrial de Barrancabermeja, refinería de Cartagena y planta de Apiay). Se profundizó el entendimiento del comportamiento de estos materiales mediante ensayos de envejecimiento acelerado de los asfaltos puros y modificados con cada uno de los aditivos en porcentajes crecientes y con base en el cambio de las propiedades fisicoquímicas y parámetros estructurales. Las técnicas instrumentales utilizadas para detectar cambios en los parámetros estructurales fueron cromatografía líquida en columna empacada, espectroscopia de infrarrojo con transformada de Fourier y resonancia magnética nuclear de 1H y 13C. Finalmente, se siguió el procedimiento Marshall para diseño de mezclas asfálticas densas en caliente, con el fin de determinar aspectos relacionados con el uso de asfaltos modificados en la construcción de pavimentos, tales como condiciones d
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    Desarrollo de un modelo estadístico para el dimensionamiento de sedimentadores del proceso de desasfaltado de crudos pesados ecp
    (Universidad Industrial de Santander, 2009) Lizcano Pimiento, Carlos Eduardo; Alvarez Cifuentes, Mario; Leal Diaz, Gonzalo
    En el presente trabajo de investigación se logró establecer un modelo estadístico con el propósito de predecir el porcentaje de asfaltenos en la corriente de cima del proceso de desasfaltado de crudo San Fernando; el cual, será empleado posteriormente para realizar el dimensionamiento del sedimentador a nivel industrial. Dicho modelo, tiene como variable de salida el contenido de asfaltenos en la corriente de cima del sedimentador y tres variables de entrada: temperatura, presión y velocidad de ascenso del fluido a través del equipo. La fase experimental consistió en el desarrollo de una serie de pruebas, en las cuales, una corriente de apiasol-crudo en una proporción 1:1 en volumen, se une con otra de solvente puro en un mezclador estático hasta obtener una relación solvente/crudo de 5/1, está mezcla pasa por un intercambiador de calor y finalmente, entra al sedimentador en donde se lleva a cabo fenómeno de sedimentación de los asfaltenos. Empleando un análisis de Varianza (ANOVA), se determinó la influencia de cada una de las variables de entrada sobre el contenido de asfaltenos en la corriente de cima y posteriormente, se pudo establecer un modelo estadístico de segundo grado, en el cual, las variables que presentan un mayor grado de afectación son la temperatura y la velocidad de ascenso de la corriente. La validación del modelo se realizó con base en datos obtenidos en la Planta Piloto de Desasfaltado del Instituto Colombiano del Petróleo ICP, en la cual se utilizan caudales 20 veces superiores a los empleados en el montaje experimental. Haciendo un escalamiento tomando como base el Número de Froude, se obtuvieron resultados con errores residuales menores al 10%; lo cual representa un alto grado de confiabilidad para el modelo estadístico obtenido.
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    Desarrollo de una herramienta computacional preliminar para predecir la calidad y rendimiento del proceso de elaboración de bases lubricantes y ceras parafínicas en función de la calidad del crudo procesado
    (Universidad Industrial de Santander, 2009) Torres Moreno, Claudia Catalina; Alvarez Cifuentes, Mario; Pantoja, Francisco
    En este trabajo se encontraron parámetros representativos del proceso de elaboración de bases lubricantes empleando un esquema parafínico no convencional y procesando crudos típicos Colombianos tales como Cupiagua, HCT, Zulia y Caño Limón con el fin de plantear un modelo de predicción de rendimiento y calidad de productos del proceso en función de las características del crudo origen. El modelo se basa en índices representativos de la estructura química SI y tamaño molecular GI de las especies presentes en los destilados (sistema SI/GI propuesto por Baylé) y permite calcular las principales propiedades de los productos partiendo de la información de los índices SI y GI de los destilados. Se encontraron correlaciones sencillas entre los índices SI y GI y los rendimientos de desparafinados, ceras parafínica, refinados y extractos tanto para las corrientes livianas como para las medias; por otra parte se obtuvieron correlaciones que permiten predecir las viscosidades a 40 y a 100 C a partir de el Índice de estructura química así como también correlaciones entre el Índice de Viscosidad de los refinados y el índice de tamaño molecular. Adicionalmente se encontró que empleando el sistema SI/GI, es posible clasificar un crudo según la estructura química de sus compuestos predominantes y se recomendó continuar con el fortalecimiento del modelo utilizando datos experimentales de mezclas entre los crudos estudio para así obtener un modelo riguroso que represente el comportamiento de cualquier dieta parafínica a ser procesada en la planta de parafinas de ECOPETROL.
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    Desarrollo de una metodología matemática para evaluar el envejecimiento de los asfaltos colombianos bajo la influencia del clima
    (Universidad Industrial de Santander, 2006) Ramos, Raúl Gabriel; Alvarez Cifuentes, Mario
    En el presente trabajo se muestran los resultados obtenidos al aplicar diversas técnicasestadísticas multivaridas para estudiar el envejecimiento del asfalto bajo condicionesreales del clima en Colombia. Para el estudio se tomaron en consideración una serie demuestras de asfalto de diferentes tipos, las cuales fueron expuestas a distintas condiciones externas en un banco de pruebas especialmente diseñado para este propósito. Conla técnica de Análisis de Varianza Univariado y Multivariado se logró determinar laconfiabilidad estadística de los datos experimentales obtenidos en el banco de pruebasy se consiguió determinar la forma como influyen el tipo de asfalto, el tipo de experimento y el tiempo sobre las propiedades físico-químicas del asfalto de forma individualy conjunta. Con la técnica de Análisis de Componentes Principales combinada con elAnálisis de Clasificación fue posible reducir la dimensionalidad del fenómeno de envejecimiento y encontrar agrupamientos naturales en las muestras de asfalto que no seaprecian en los datos originales. La técnica de regresión por pasos permitió encontraruna serie de modelos que permiten estudiar la forma como se relacionan las diferentespropiedades fisicoquímicas de los asfaltos con los factores climáticos y el tiempo. Enlos modelos propuestos, se incluyen efectos de interacción entre variables y se muestraque, en general, los efectos de interacción mejoran considerablemente los modelos deregresión para cada una de las propiedades fisicoquímicas del bitumen. Además, conlos modelos encontrados, se determinaron los factores del clima que más contribuyenpara explicar la variabilidad observada en cada una de las propiedades fisicoquímicasdel asfalto. Finalmente, también se uso la técnica de redes neuronales artificiales parapredecir el envejecimiento de los asfaltos bajo la influencia de los diferentes factores delclima y se logró predecir mejor la complejidad del fenómeno de envejecimiento.
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    Obtencion caracterizacion de las resinas presentes en el crudo castilla
    (Universidad Industrial de Santander, 2004) Navarro Quintero, Lina Constanza; Alvarez Cifuentes, Mario; Navarro U., Uriel; Glosso, Jorge L.
    En este trabajo, se estudió la composición química y algunos parámetros moleculares de las resinas y asfaltenos provenientes del crudo Castilla, además de la evidencia sobre la interacción entre las resinas extraídas del crudo con los asfaltenos del crudo original como una herramienta para disminuir la velocidad de formación de agregados, que dificultan el procesamiento de cargas a refinación. Para esto, se precipitó a nivel de planta piloto, el agregado resina-asfalteno (R-A) del crudo, por adición y mezcla a condiciones controladas de un solvente parafínico. Mediante extracción Soxhlet con el mismo solvente, se separaron las Resinas I del agregado R-A. Las resinas II, se separaron del crudo desasfaltado, por cromatografía de columna abierta. Las dos fracciones de resinas y los asfaltenos, fueron caracterizadas por diferentes técnica analíticas. Contrario a lo que se podría pensar, las resinas I presentan un menor peso molecular y muestran grandes diferencias estructurales comparadas con las resinas II, además de tener un menor contenido de heteroátomos y metales. Se encontró que en el agregado R-A, se encuentran atrapadas moléculas mas livianas que las resinas I. Se propusieron estructuras moleculares para cada una de las fracciones separadas, asociando la preferencia de las resinas I para precipitar con los asfaltenos del crudo, con la estructura planar propuesta. Se evaluó la influencia de las resinas I sobre el punto de floculación de los asfaltenos, y, a nivel de planta piloto, cuando son utilizadas como aditivos en cargas a destilación y desasfaltado. Los resultados obtenidos muestran el efecto estabilizante de las resinas I sobre los asfaltenos del crudo Castilla. Por otro lado, las resinas I generan beneficios en el desasfaltado, incrementando el rendimiento del aceite demetalizado (DMO) y mejorando notablemente sus