Maestría en Ingeniería Química

Permanent URI for this collection

https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/9050

Browse

Now showing 1 - 20 of 269

Influencia de las variables hidrodinamicas y de transferencia de masa, en la corrosion del sistema oxigeno-agua-cloruro de sodio y acero al carbono
(Universidad Industrial de Santander, 2004) Suarez Santoyo, Maria Teresa; Pena Ballesteros, Dario Yesid; Villarreal Celis, Jaime Orlando
La transferencia de masa y el esfuerzo de corte juegan un papel importante en el proceso de corrosin de un sistema de fase simple, compuesto por una salmuera saturada con aire en contacto con un acero al carbono, a diferentes condiciones de temperatura y velocidad. La corrosin es afectada por el flujo de fluidos de una manera diferente para cada sistema metal-solucin. Para el estudio de este fenmeno existen una serie de equipos a nivel de laboratorio que permiten simular las condiciones de campo mediante el uso de correlaciones que predicen los valores del coeficiente de transferencia de masa y esfuerzo de corte. Sin embargo, estas correlaciones no han sido validadas para todos los sistemas y no se encuentran expresiones que permitan describir la velocidad de corrosin en funcin de dichos parmetros. La tcnica de corriente lmite se us para determinar los valores de transferencia de masa y esfuerzo de corte en la pared, los cuales se compararon con aquellos predichos por las correlaciones para tres diferentes geometras que fueron el electrodo de cilindro rotatorio, flujo a travs de un tubo y celda de impacto; adems se obtuvieron las velocidades de corrosin para cada una de las condiciones evaluadas. El mecanismo de corrosin presente fue un control mixto, donde la reaccin de corrosin se encuentra parcialmente controlada por la transferencia de masa y carga, lo que llev a que no todas las correlaciones se ajustaran a los datos experimentales. Finalmente, con las principales variables respuesta electroqumicas se obtuvieron relaciones matemticas entre la velocidad de corrosin y las variables hidrodinmicas y de transferencia de masa para cada uno de los equipos utilizados, donde se destaca la implementacin de la celda de impacto a los estudios de corrosin en nuestro pas.
Simulacion de un reactor para generar hidrogeno y desarrollo de un sistema de control avanzado
(Universidad Industrial de Santander, 2004) Acuna Gomez, Alirio; Fuentes Lozano, Carmelo
El reformado de gas natural con vapor de agua es un proceso muy importante en las refinerías y por esta razón es necesario evaluar el desempeño adecuado de la estrategia de control de estas unidades industriales. Actualmente se utilizan modelos para simular el comportamiento de las plantas de proceso. En este trabajo se desarrolla un modelo dinámico de un reactor de reformado, que considera las reacciones, los procesos de transferencia de masa y energía. El modelo se utiliza para evaluar las estrategias de control basadas en algoritmos PID (Proporcional, Integral y Derivativos) y se proponen nuevas estrategias basadas en algoritmos predictivos como el MDC ( Matriz Dinamica de Control ). Se propone una novedosa modificación al algoritmo MDC que consiste en adicionar un parametro denominado Factor de Aceleración (Ω), que regula el número de veces que se realizan los calculos del valor predicho de la variable controlada y los incrementos en la variable manipulada antes de actualizar la salida del controlador, mejorando su desempeño. El parámetro Ω es ajustable en tiempo real y compensa la demora en la integración del algoritmo, lo cual lo hace más adaptable a las condiciones del proceso. Para procesos altamente no lineales se utilizan valores pequeños de Ω (2 ò 3). En procesos lentos se utilizan valores de Ω superiores a 3. En este trabajo, se encontró que al incrementar Ω, el tiempo de estabilización del proceso no cambia significativamente, debido a que el controlador responde mas conservadoramente.
Desarrollo de un esquema secuencial de reduccion de datos experimentales y ajuste de ecuacion de estado para fluidos tipo aceite volatil y gas condensado cercanos al punto critico con presencia de agua
(Universidad Industrial de Santander, 2004) Pena Velasquez, Hermes; Santos Santos, Nicolás; Salazar La Rotta, Ramiro Augusto
El interés principal de este trabajo, consiste en proporcionar una metodología y expresiones termodinámicas que permitan garantizar la obtención de un modelo termodinámico ajustado a partir de pruebas experimentales PVT de Expansión a Composición Constante (ECC) que incluyan todos los compuestos presentes en los yacimientos del Piedemonte Llanero Colombiano. Un modelo, que a través de la inclusión de la regla de mezcla no convencional de Wong & Sandler y del modelo de exceso UNIQUAC al interior de la ecuación de estado de Peng & Robinson, involucre todos los conceptos y teorías termodinámicas necesarias para representar en una forma adecuada las interacciones complejas entre los compuestos hidrocarburos y el agua, teniendo en cuenta que de una adecuada predicción de estas interacciones dependerá el éxito en el planteamiento de esquemas de explotación y producción que eviten la presencia de condiciones desfavorables, y por lo tanto minimicen el daño a la formación debido a la presencia de escamas de origen orgánico (parafinas y asfaltenos) e inorgánico (scales) en estos yacimientos. El proyecto presenta en el Capítulo 1 la clasificación general de los fluidos presentes en los yacimientos de hidrocarburos, clasificación realizada con base en resultados obtenidos a partir de información PVT de laboratorio. En el Capítulo 2 una descripción detallada de las principales características del modelo termodinámico empleado para modelar sistemas hidrocarburos cercanos al punto crítico con presencia de agua. En el Capítulo 3 un detallado de la información experimental de pruebas PVT de Expansión a Composición Constante para sistemas de Gas Condensado Cercanos al Punto Crítico con Presencia de Agua, empleadas para validar el modelo planteado. En el Capitulo 4 una explicación detallada de las rutinas empleadas para garantizar el ajuste de los parámetros del modelo termodinámico a la información PVT de los fluidos evaluados y finalmente el Capítulo 5 los principales resultados de la aplicación del modelo termodinámico y las rutinas de ajuste de parámetros a los fluidos base de este estudio.
Estudio del reformado catalitico del metano con dioxido de carbono sobre oxidos mixtos la-ni
(Universidad Industrial de Santander, 2004) Meneses Jacome, Alexander; Centeno Hurtado, Aristobulo
La reacción de reformado de metano con CO2 atrae un gran interés investigativo, como tecnología de reciclaje y fijación química, porque permite transformar dos moléculas que contribuyen al efecto invernadero, en gas de síntesis con una relación H2/CO cercana a uno, que sirve de carga para procesos de tipo Fischer-Tropsch y de hidroformilación. En general, los catalizadores de Ni soportado convencionales muestran una buena actividad inicial, pero también presentan pobre estabilidad, por efecto de una rápida desactivación ocasionada por la deposición de coque sobre los sitios metálicos. En el presente trabajo, el óxido mixto de tipo perovskita LaNiO3, fue utilizado como material catalítico de partida, para realizar la reacción de reformado de metano con CO2. En principio, la reacción fue estudiada en el intervalo de 700 a 800 o C, mediante la técnica de pulsos utilizando una relación CH4/CO2 = 1, con el fin de entender el comportamiento catalítico. Los catalizadores fueron caracterizados antes y después de reacción por DRX, TPR y STEM-EDX. En todos los ensayos, se encontró una alta conversión de metano y CO2 (>80%) y una relación H2/CO de 0.9, sin formación de coque. Se estableció que la reacción debe proceder por un mecanismo de dos pasos, siendo el primero la activación del CO2 con formación de CO y La2NiO4 y el segundo la reducción de la espinela (La2NiO4) por el CH4 Es posible inferir que la forma activa del catalizador consiste de una mezcla de óxidos mixtos LaNi, pero la cantidad de cada fase presente durante la reacción La2NiO4 o Nio /La2O3, depende de la etapa controlante del ciclo catalítico. Finalmente, los ensayos catalíticos bajo flujo continuo de reactivos (CH4/CO2 = 1) mostraron que la actividad permanece invariable durante la reacción (6 a 12 horas). Las conversiones de metano y CO2 superaron el 88% y la relación H2/CO alcanzó 0.93, resultados concordantes con los obtenidos en régimen de pulsos. Sin embargo, la formación de intermediarios del tipo La2O2CO3 fue detectada por DRX y correlacionada con la formación de la fase La2NiO4, la inhibición del coque y la alta estabilidad de estos catalizadores.
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
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
Modelamiento y simulacion del proceso de carburacion en aleaciones fe-9cr-1mo modificado en ambiente con hidrocarburos a altas temperaturas
(Universidad Industrial de Santander, 2004) Dorado Dominguez, Carmen Alicia; Laverde Catano, Dionisio
Se propone un modelo matemático utilizando la técnica de diferencias finitas para predecir la carburación en aleaciones austeníticas y aleaciones ferríticas sometidas a ambientes con hidrocarburos a altas temperaturas. El objetivo de esta investigación es estudiar el fenómeno de carburación en aleaciones ferríticas pues aunque teóricamente no debería existir carburación para este tipo de aleaciones, experimentalmente en otro trabajo de investigación anterior se encontró que existe carburación significativa en este tipo de aleaciones bajo largos periodos de exposición a ambientes con hidrocarburos y además, proponer un modelo que sea capaz de predecir la carburación especialmente en las aleaciones ferríticas. El modelo propuesto considera los mecanismos de difusión del carbono y la simultánea formación y precipitación de carburos. Se usó la técnica de diferencias finitas para resolver el modelo y se desarrolló un programa CARBUFER en Visual C++ 6.0, el cual calcula los perfiles de concentración de carbono total y el perfil de carbono y cromo en solución para cualquier configuración geométrica (planar, cilíndrica y esférica), dado un conjunto de datos de entrada y permite escoger la formación de dos carburos del tipo M23C6. CARBUFER es básicamente una herramienta que permite evaluar, predecir y controlar este fenómeno de corrosión a alta temperatura. En este trabajo se presentan resultados y análisis de resultados de comparaciones realizadas con resultados obtenidos en otros trabajos de investigación de carburación en una aleación austenítica 800H y una aleación ferrítica Fe-9Cr-1Mo convencional.
Adicion de carbon mineral alquilado como modificador de asfaltos
(Universidad Industrial de Santander, 2004) Londono Gayon, Lia Lorena; Pulido Florez, Jorge Enrique
Debido a los problemas actuales en la infraestructura vial causados por deficiencia en la capa asfáltica, como ahuellamiento a alta temperatura, fisuramiento por fatiga y desprendimiento de material pétreo; se propuso estudiar la adición de carbón mineral como agente de refuerzo mecánico y a la vez, mediante la modificación de éste, como mejorador químico de las propiedades de los asfaltos. Se seleccionaron dos tipos de carbón, B y C, que se modificaron por reacciones de alquilación y se adicionaron al asfalto Apiay para evaluar las propiedades fisicoquímicas y determinar un porcentaje óptimo para al análisis químico y reológico del asfalto modificado. La evaluación química se hizo mediante análisis infrarrojo (FTIR), análisis elemental y difracción de rayos X (DRX). La evaluación reológica se hizo en los reómetros de corte dinámico y flexión de viga. La modificación de asfaltos con carbón retarda el proceso de envejecimiento ya que el crecimiento del grupo sulfóxido, medido por FTIR, es menor comparado con el asfalto Apiay. De acuerdo con los resultados del análisis instrumental, se determinó que la estructura de los asfaltos modificados con carbón tiene menor aromaticidad y es menos condensada. El peso molecular de los asfaltenos, fue menor para los que provenían de asfaltos modificados con carbón. La estructura coloidal de los asfaltos, se hace más rígida con el carbón B y de mayor fluidez con el carbón C. Los asfaltos modificados con carbón son más duros y rígidos que el asfalto Apiay. El valor de los módulos dinámicos aumenta y, de acuerdo con los resultados, se puede concluir que tienen mejores propiedades de resistencia al ahuellamiento. Adicional a esto, dichos asfaltos tienen mayor capacidad de relajar los esfuerzos que el asfalto Apiay; y por tanto, tienen mejor resistencia a la fatiga.
Evaluacion de un sistema biologico a escala piloto laboratorio para la remocion de materia organica del lixiviado del relleno sanitario de bucaramanga
(Universidad Industrial de Santander, 2005) Moreno Moreno, Yasmin; Castillo, Edgar
Se determinó la aplicabilidad de un sistema anaerobio (Reactor de manto de lodos de flujo ascendente –UASB) y un sistema aerobio ( Lodos activados) a escala piloto laboratorio para el tratamiento del lixiviado generado en el relleno sanitario “El Carrasco” de la ciudad de Bucaramanga (Santander- Colombia). Para la evaluación del UASB se selecciono como inoculo una mezcla de lodo de la planta de tratamiento de aguas residuales de Rió Frió (Bucaramanga) más un lodo proveniente de un biodigestor anaerobio de una porcícola. Posteriormente se evalúa el reactor a diferentes Tiempos de Retención Hidráulicos (TRH: 54, 44 24 y 17 horas) obteniéndose remociones de DQO del orden del 65% en 54 horas y una producción específica de metano de 0.1942 litros de CH4/g DQOadicionada. Para la evaluación del sistema de lodos activados el inóculo empleado en el estudio para la producción de lodo activado proviene de la planta de tratamiento de aguas residuales del Instituto Colombiano del Petróleo (ICP- Piedecuesta (Santander)). Durante la evaluación en continuo del sistema a los diferentes TRH (26, 36 y 44 horas) se presentó arrastre de biomasa en el efluente, por lo que la concentración de microorganismos medida como los SSV no se logra mantener en el reactor. A pesar de esto se obtuvo el 56% en remoción de DQO en un tiempo de 44 horas, para una carga orgánica aplicada de 3.327 grDQOaplicada/litrodía, empleando una relación litro de aire por litro de reactor de 2,6.
Estudio de los mecanismos de captacion de cromo con algas pardas del genero sagassum sp
(Universidad Industrial de Santander, 2005) Arias Penaranda, Martha Trinidad; Escalante Hernández, Humberto
La habilidad del alga parda del género Sargassum sp. para captar y remover metales pesados de efluentes líquidos ha sido ampliamente reportada por la literatura. Sin embargo los mecanismos a través de los cuales la biomasa capta dichos metales aún no están esclarecidos. En este trabajo se investigaron los mecanismos del proceso de biosorción de cromo en sus dos formas más contaminantes Cr(III) y Cr(VI). La biomasa fue modificada químicamente mediante protonación, esterificación, bloqueo de los grupos aminos, hidrólisis y tratamiento con CaCl2 y posteriormente determinado su efecto en la captación del cromo. Adicionalmente se evaluó la liberación de los metales livianos como Ca, Mg, Na, K y algunos iones presentes en la biomasa, con el tiempo y la concentración inicial de cromo en la solución. Se encontró que la biosorción de Cr(III) y Cr(VI) con Sargassum sp. es altamente dependiente del pH, el cual afecta tanto la especiación del cromo en la solución como el estado iónico de los grupos funcionales de la pared celular del alga. La capacidad de sorción de Cr(III) aumenta con el incremento del pH hasta un valor óptimo de 4, mientras la biosorción de Cr(VI) es favorecida a bajos pH del orden de 2. De los resultados se puede concluir que la biosorción de cromo por biomasa de Sargassum sp. no está basada en un solo mecanismo, para Cr(III) existe una atracción electrostática, combinada con el intercambio de iones y la formación de complejos; El Sargassum sp. remueve los iones Cr(VI) de la solución mediente un mecanismo combinado de atracción electrostática y reducción a Cr(III) a bajos pH.
Estudio del efecto del tiempo de retencion hidraulico, la temperatura y el contenido en carga organica en el proceso de digestion anaerobia en dos fases de la fraccion organica de los residuos solidos urbanos
(Universidad Industrial de Santander, 2005) Cristancho Blanco, Diego Edison; Castillo Monroy, Edgar Fernando
En esta investigación se estudia el efecto del tiempo de retención hidráulico, la temperatura y el contenido en carga orgánica en la biodigestión anaerobia en dos fases de la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos (FORSU). Inicialmente se escoge el sustrato que se utiliza en el proceso con base en la composición de los residuos sólidos del relleno sanitario de la ciudad de Bucaramanga “El Carrasco”, decidiéndose utilizar los residuos de comida. El inóculo utilizado es una mezcla 1:1 de lodos, denominada MIX, provenientes de la planta de tratamiento de aguas residuales de la ciudad de Bucaramanga y de un biodigestor alimentado con estiércol porcino Posteriormente se realiza el diseño de tres digestores anaerobios de mezcla completa con capacidad de 30 L, calentamiento, control de temperatura y agitación. El proceso se divide en dos fases, una denominada de licuefacción (hidrólisis y acidogénesis) y otra de metanogénesis. En la fase de licuefacción se evalúan dos temperaturas (35 y 45 ºC), tres TRH (21, 12 y 8 días), con un porcentaje de sólidos totales en el sustrato de 18% y 9% en sólidos. En esta fase, se realiza el proceso con un pH de 4.2, . por lo tanto se encuentra que la fase de licuefacción realmente actúa como una fermentación alcohólica. En la fase metanogénica, se evalúan dos temperaturas (35 y 45 ºC), y dos TRH (21 y 12 días). En esta fase se obtiene una producción de 1.4 m3 CH4/m3 ReactorDía, para el proceso con un TRH de 21 días. Como resultado del comportamiento de la fase de licuefacción, en la fase metanogénica se presenta realmente el proceso en una fase con una incipiente especialización hacia la metanogénesis. Basándose en el comportamiento químico del sistema en dos fases, se deduce una ruta metabólica preferencialmente hidrogenofílica en el sistema de digestión anaerobia.
Electrodeposición de cobre sobre aleaciones de zamac en baños cianurizados corriente pulsante
(Universidad Industrial de Santander, 2006) Sarmiento Cristancho, Sandra Liliana; Laverde Catano, Dionisio; Vasquez Quintero, Custodio
Se realizó un estudio electroquímico del sistema de electrodeposición de cobre sobre la aleación zamac, en baños alcalinos utilizando corriente en forma de pulsos; el cual permitió determinar las variables de operación que tienen mayor influencia sobre las propiedades microscópicas (porosidad y rugosidad) y macroscópicas (brillo, espesor y sobreespesor) de los depósitos de cobre. Según los resultados obtenidos en la caracterización de los recubrimientos de cobre, se logró establecer que el uso de la técnica de corriente pulsante, mejora sustancialmente las propiedades de los depósitos, debido principalmente a los fenómenos que ocurren durante el tiempo en el cual la corriente es interrumpida. Adicionalmente se hizo un estudio termodinámico de las especies complejas presentes en el sistema de electrodeposición de cobre empleado actualmente en la industria Fantaxias LTDA; el cual sirvió para determinar los rangos de potencial a los cuales ocurren las reacciones de oxidación y de reducción involucradas en el proceso. Para investigar el efecto que tiene la relación molar CN/Cu, la temperatura, la velocidad de rotación del electrodo y la adición de aditivos sobre los perfiles anódicos y catódicos del sistema zamac-CuCN-H2O, se utilizaron las técnicas electroquímicas de voltametría cíclica y voltametría lineal, empleando un electrodo de disco rotatorio. Los resultados indican que probablemente el tricianuro de cobre (Cu(CN)32) es el complejo de cobre más estable y predominante en el sistema de electrodeposición de cobre sobre la aleación zamac, bajo las diferentes condiciones estudiadas
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.
Desarrollo de un modelo matemático en estado estacionario para la predicción de patrón de flujo, caída de presión y nivel de líquido de mezclas gas - agua - crudo de tuberías horizontales y casi horizontales
(Universidad Industrial de Santander, 2007) Mujica Roncery, Lais; Castillo, Edgar; Villarreal, Jaime; Fuentes, Carmelo
En el sector de producción y transporte de crudo y gas natural es común la presencia de sistemas de tres fases conformados principalmente por gas natural, agua y crudo. La presencia de las fases de manera simultánea da lugar a la formación de distintos patrones de flujo en los ductos de transporte, los cuales de manera general se clasifican como estratificado, anular, intermitente y seudohomogéneo. La predicción del patrón de flujo para mezclas conformadas por una fase líquida y una fase gaseosa ha sido ampliamente estudiada desde hace cerca de treinta años. No obstante, la complejidad de las mezclas en las que la fase líquida es heterogénea es grande, y por lo tanto no se han desarrollado modelos que puedan predecir el patrón de flujo de estos sistemas en su totalidad y sus resultados no siempre se ajustan a las situaciones reales de campo. La construcción de un modelo matemático se presenta como una oportunidad para el fortalecimiento del conocimiento en la fenomenología del transporte y reología de los fluidos. Así mismo, se constituye como una solución para diversos problemas operacionales y de mantenimiento en los campos de producción, como el de las líneas de flujo y recolección de sistemas de producción de crudos pesados, gas natural y crudos livianos Se plantea desarrollar un modelo matemático para la predicción del comportamiento hidrodinámico de mezclas conformadas por dos fases líquidas y una gaseosa en flujo a través de tuberías, cuya validación se confrontará con datos operacionales de campos de producción y resultados de simuladores comerciales en estado
Efecto de la corriente en las características de los depósitos de níquel usado para la fabricación de herrajes
(Universidad Industrial de Santander, 2007) Villafrades Torres, Raquel; Laverde Catano, Dionisio; Vasquez Quintero, Custodio
Los depósitos de níquel obtenidos mediante corriente directa presentan características no deseadas como: falta de brillo, porosidad, sobreespesores y excesivo uso de aditivos entre otros. Las técnicas con corriente pulsante, PIC y PRC, permiten mejorar las propiedades de los depósitos con base en una selección adecuada de los parámetros involucrados en el proceso. El objetivo general de este trabajo de investigación fue establecer, para cada una de las técnicas pulsantes, el efecto de las variables eléctricas y de algunas condiciones del electrolito sobre el espesor, la porosidad, el brillo y la eficiencia de la corriente de los recubrimientos de níquel. Se caracterizó electroquímicamente el proceso de electrodeposición mediante el electrodo de disco rotatorio (RDE) y se determinó que el incremento en la temperatura y la velocidad de rotación favorecen la reacción de evolución de hidrógeno (REH), mientras que la presencia de aditivos inhibe la REH de manera acentuada debido a su adsorción sobre los sitios activos del cátodo. La comparación de las técnicas DC, PIC y PRC indicó que para PIC bajo las siguientes condiciones: voltaje catódico de 5 V, voltaje de relajación de 2 V, tiempo catódico y de relajación de 300
Modificación de una arcilla natural mediante el ácido 5-sulfasalicilico para aumentar la capacidad de captación de cobre, níquel y cinc de soluciones acuosas
(Universidad Industrial de Santander, 2007) Arias, John Edwar; Escalante Hernández, Humberto
En el presente trabajo de investigación se estudió la remoción de iones cobre, níquel y cinc presentes en soluciones sintéticas, mediante una arcilla natural procedente de la mina Barroblanco del municipio de Oiba Santander. En primera instancia se realizó un beneficio a la arcilla con el fin de eliminar impurezas e incrementar la fracción de arcillas. En una segunda etapa, y con el fin de aumentar su capacidad de captación, la arcilla fue modificada utilizando una molécula orgánica, el ácido 5-sulfosalicílico, se determinaron las mejores condiciones de modificación mediante un diseño factorial de experimentos. Posteriormente se analizó teóricamente el tipo de interacción entre el modificante y la arcilla mediante modelamiento molecular usando el software Gaussian 03. Para el análisis experimental de la modificación se emplearon los análisis de Infrarrojo con Transformada de Fourier (IR-TF) y Difracción de Rayos X (DRX). Se encontró evidencia de la modificación del material y se determinó el tipo de complejo que se forma entre el modificante y la arcilla. En la última etapa se estudió el proceso de adsorción de los iones de níquel, cobre y cinc a través de diferentes modelos conocidos para el análisis de la cinética y el equilibrio de adsorción, comparando el nivel de adsorción tanto en la arcilla modificada como en la arcilla natural.
Modelo matemático de impedancia eléctrica de un yacimiento de crudo pesado
(Universidad Industrial de Santander, 2008) Cabarcas Simancas, Manuel Enrique; Barajas Ferreira, Crisostomo
El interés principal de este trabajo, consiste en la formulación de un modelo matemático de impedancia eléctrica para yacimientos de crudo pesado, validado a partir de mediciones de impedancia en núcleos roca-fluidos previamente caracterizados en cuanto a sus propiedades petrofísicas, mineralogía, y fluidos. El modelo tiene en cuenta los fenómenos que se presentan en una matriz roca Œ fluidos al pasar corriente eléctrica alterna AC, tales como la dispersión dieléctrica, la polarización inducida y el transporte de cargas. También se consideran las microfracturas que se presentan cuando la roca del yacimiento está sometida a altas presiones. La aplicación práctica de este modelo de impedancia radica en la predicción de la distribución de corriente eléctrica en la formación productora de petróleo y capas adyacentes, distancia óptima entre los pozos, y en el cálculo de potencia requerida en un proyecto de recobro mejorado con calentamiento eléctrico resistivo. El modelo se desarrolló con base en algunas investigaciones relacionadas con el funcionamiento de los instrumentos electrónicos utilizados en la medición de las propiedades petrofísicas de los yacimientos (registros eléctricos de pozos). Adicionalmente se integraron las ecuaciones existentes para el cálculo de las propiedades eléctricas que utilizan los conceptos de la teoría electromagnética. Los simuladores numéricos que se han propuesto para modelar el flujo de fluidos en medios porosos bajo el efecto de un campo electromagnético, no manejan el concepto de la impedancia para el cálculo de la potencia; en su lugar usan el término de resistencia al considerar la corriente eléctrica de tipo DC. Esto los hace poco útiles para fines prácticos y de estudios en pilotos de campo. 1
Desarrollo de un modelo para el proceso de coquización en crudos colombianos
(Universidad Industrial de Santander, 2008) Picón Hernández, Héctor Julio; Centeno Hurtado, Aristobulo; Pantoja Agreda, Edgar Francisco
En la evaluación de tecnologías factibles, se hace necesario contar con herramientas que predigan los rendimientos de los procesos de refinación en forma eficaz. En las refinerías comúnmente se realizan las predicciones de rendimientos de productos del proceso de coquización a partir de métodos gráficos generalizados, los cuales correlacionan los rendimientos de productos en un limitado intervalo de calidad de cargas. En este trabajo, se desarrolló un modelo experimental de coquización predictivo de rendimientos de productos partiendo de las propiedades fisicoquímicas de las cargas a procesar. Las características fisicoquímicas de las cargas fueron correlacionadas en forma multivariable con los rendimientos de los productos obtenidos (diesel, destilados medios, coque, etc.); lográndose las ecuaciones constitutivas necesarias para el desarrollo del modelo que identifiquen la corriente a alimentar y su repercusión en el rendimiento de productos tipo diesel, destilados medios, etc. En resumen, el análisis estadístico, junto con la reproducción de las condiciones de operación en la planta piloto de coquización, permitieron implementar y validar el modelo experimental para el proceso de coquización. Así mismo, se realizó una clasificación morfológica de los coques obtenidos a partir de los crudos colombianos Castilla y Jazmín Estos crudos de naturaleza pesada, luego de ser fraccionados en las diferentes etapas de refinación fueron caracterizados fisicoquímicamente y sometidos al proceso de coquización. Las conclusiones de este trabajo se basan en los resultados de la caracterización de la composición química de la carga por tipo de carbono aromático empleando espectrofotometría ultravioleta visible y las correspondientes micrografías adquiridas con un microscopio electrónico de barrido (SEM), en un intervalo de ampliación de 100X a 5000X para las muestras de los coques formados. Los resultados de este trabajo permitieron establecer los intervalos de clasificación morfológica en función de la relación de concentración de poliaromáticos (tetra aromático a tri aromático y di aromático a tri aromático) de las diferentes cargas coquizadas. Además, se pudo determinar que los altos contenidos de calcio y azufre en las cargas promueven morfologías tipo perdigón asociado.
Análisis de la influencia de la composición y la carga de las condiciones de operación sobre las características del producto en el hdt de diésel
(Universidad Industrial de Santander, 2008) Bottia Ramírez, Hernando; Giraldo Duarte de Leon, Sonia Azucena; Nunez Isaza, Manuel
En este trabajo se estudió a nivel de planta piloto el hidrotratamiento a condiciones reales de operación de diferentes cargas reales tipo diesel obtenidas bajo diversos esquemas de refinación. Las cargas estudiadas fueron obtenidas de las unidades industriales de la refinación de Barrancabermeja y otras fueron obtenidas a nivel de planta piloto en el instituto Colombiano del Petróleo. Con ayuda de una caracterización fisicoquímica fácil de realizar se logró obtener una medida aproximada del tipo y concentración de las moléculas presentes en las cargas, con lo cual se logró determinar una relación matemática entre la conversión alcanzada durante el hidrotratamiento a nivel de planta piloto, las condiciones de operación y la composición de la carga. La relación matemática encontrada permitió encontrar los efectos de inhibición que ejercen ciertos tipos de moléculas con azufre y nitrógeno en su estructura. Lo anterior permitió analizar que los cortes diesel con bajo contenido de moléculas azufradas refractarias a la hidrodesulfurización y bajos contenidos de moléculas nitrogenadas básicas, como los cortes diesel obtenidos bajo los esquemas de viscorreducción y coquizado retardado, presentan a las condiciones industriales de operación mayor eficiencia en el proceso de hidrotratamiento, que aquellas con altos contendidos de nitrógeno básico y azufre refractario, logrando así altas conversiones y produciendo diesel de mejor calidad.
Evaluación técnica preliminar de nuevas ventanas operacionales de las unidades demex y visco reductora para maximizar la producción de diésel a partir de fondos de vacío
(Universidad Industrial de Santander, 2008) Corredor Rojas, Laura Milena; Ramirez Garcia, Alvaro
En éste trabajo se propone un nuevo esquema para el procesamiento del fondo de vacío del crudo mezcla de la gerencia de Barrancabermeja. El esquema propuesto es Desasfaltado (DEMEX) Œ Deep termal conversión (DTC) Œ Hidrotratamiento (HDT), el cual sustituiría el actual que es DEMEX Œ HDT Œ craqueo catalítico fluidizado (FCC). Además, se exploraron las condiciones operacionales de las unidades DEMEX y DTC con las cuales se maximiza la producción de ACPM a expensas de la de combustóleo. El principal cambio en la operación del proceso DEMEX fue la sustitución del solvente utilizado en la unidad comercial, el cual es rico en butanos, por un solvente rico en hexanos. Se encontró que la temperatura de rectificación para este solvente es 155°C y que bajo estas condiciones el rendimiento de aceite desmetalizado (DMO) se incrementa desde 55%v a 85%v. El DMO producido se envió a la planta piloto DTC. Se encontró que las condiciones para el procesamiento de esta corriente con las cuales la producción de coque no supera el 1%m y la de fondo es inferior a 40%m son 2 minutos, 1 atm y 483 °C. El principal producto del esquema propuesto fue el ACPM, el cual presenta propiedades similares a las de los ACPMs obtenidos por cualquier proceso térmico (bajo índice de Cetano, baja estabilidad y alto azufre). Sin embargo, se estima que al procesarlo en hidrotratamiento cumplirá con las especificaciones de calidad de un producto final. Por otra parte se cálculo la energía de activación y constantes de reacción para la conversión térmica del DMO-C4 a condiciones de DTC y se exploró el mecanismo básico de reacción de la descomposición térmica del DMO. Finalmente, se realizó un análisis preliminar de las necesidades de adecuación de las unidades comerciales para poder implementar los resultados obtenidos en las pruebas de planta piloto.

Browse

Browsing Maestría en Ingeniería Química by Issue Date

Results Per Page

Sort Options