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

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
Actualización de la matriz de control avanzado de la torre t-201 a diferentes mezclas de crudo en la unidad u-200 de la gerencia refinería de Barrancabermeja mediante simulación dinámica
(Universidad Industrial de Santander, 2018) Sanchez Ramirez, Roberto; Muvdi Nova, Carlos Jesus; Rodriguez Carrillo, Luis Andres
La actualización de un sistema de control avanzado a través de test en operación representa una tarea compleja y dispendiosa para el negocio de la refinación. En el siguiente trabajo se proponen tres matrices con sus respectivos modelos a través de simulación dinámica. El desarrollo del documento parte de una adaptación y modelado de la torre T-201 en estado estacionario utilizando Aspen Hysys 9.0® en donde se evalúan diferentes escenarios y se realiza un estudio predictivo de puntos de operación dentro de un periodo de estudio. Posteriormente, se realizó la transición del estado estable al estado dinámico utilizando la sintonía actual en planta y se evaluaron tres dinámicas, que componen la dinámica con la carga actual de gravedad API 24, una carga de gravedad API °21 y finalmente una carga con API °28. Con las tres dietas se propuso tres matrices para el Control Dinámico Matricial y sus modelos a partir de los controladores clásicos PID.
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.
Ajuste de un modelo matemático para la estimación de la permeabilidad en rocas de facies finas de tipo shale gas
(Universidad Industrial de Santander, 2017) Serrano Rivera, Rossy Jacqueline; Stashenko, Elena E.; Martínez Morales, Jairo René; Marquez Romero, Robert Emilio
En reservorios de gas no convencionales, los fenómenos de difusión y desorción de gas en los depósitos de Shale gas son importantes para la estimación de la permeabilidad de las rocas, debido a sus condiciones de porosidad heterogénea y discontinua, la cual esta correlacionada con los coeficientes de difusión y desorción de gas. El objetivo de esta investigación fue ajustar un modelo matemático para estimar la permeabilidad en rocas de facies finas tipo Shale gas a partir de datos reales de desorción y difusión de gas. Inicialmente, se seleccionó un modelo de base que fue modificado y ajustado para incluir un coeficiente de desorción estimado a partir de datos experimentales de desorción de gas, que relaciona la fracción de gas que desorbe la roca a lo largo del tiempo. Para realizar los cálculos, se utilizó la programación en Excel® y Scilab®, donde el rango de permeabilidad estimado con el modelo fue de: 0.25 a 8000 nano Darcy, para todas las profundidades (28 en total 15 inicialmente para probar el modelo y 13 después para verificar el modelo) que están dentro del rango de permeabilidad estimada experimentalmente a lo largo del pozo estimada con el equipo SMP-200 que fue de: 0.00039 a 810000 nano Darcy. Los valores de permeabilidad obtenidos con el modelo ajustado estuvieron dentro del rango de los datos reportados en la literatura y los obtenidos experimentalmente, siendo más consistentes que los estimados experimentalmente. Además, la permeabilidad estimada con el modelo representa las condiciones de la roca, ya que fue posible correlacionar la permeabilidad con algunas variables geoquímicas en la composición de la roca y el gas. Estos han sido reportados previamente por diferentes autores.
Alternativas de reuso de aguas industriales de la ptar de la gerencia refineria barrancabermeja
(Universidad Industrial de Santander, 2019) Ardila Jimenez, Yeferson; Escalante Hernández, Humberto
La planta de Tratamiento de aguas residuales de la Gerencia Refinería Barrancabermeja de ECOPETROL S.A. es la encargada de realizar el tratamiento de todas las aguas residuales entre las cuales tenemos aguas agrias, aceitosas, acidas. Con el objetivo de poder analizar las mejores alternativas para el reúso de las aguas residuales de acuerdo a sus diferentes fuentes, ya que vienen con tratamiento y pueden ser reutilizadas para otros procesos sin necesidad de ser tratadas nuevamente. Por lo cual a través de este trabajo de aplicación se realizó una investigación de las mejores alternativas necesarias para el reúso de las aguas residuales en los diferentes procesos los cuales disminuye el vertimiento y realizando tratamiento terciario logrando cumplir con los parámetros que son regidos bajo la resolución 631 de 15 de marzo de 2015. La planta de Tratamiento de aguas residuales de la Gerencia Refinería Barrancabermeja de ECOPETROL S.A. es la encargada de realizar el tratamiento de todas las aguas residuales entre las cuales tenemos aguas agrias, aceitosas, acidas. Con el objetivo de poder analizar las mejores alternativas para el reúso de las aguas residuales de acuerdo a sus diferentes fuentes, ya que vienen con tratamiento y pueden ser reutilizadas para otros procesos sin necesidad de ser tratadas nuevamente. * Trabajo de Maestría ** Facultad de Ingenierías Fisicoquímicas. Escuela de Ingeniería Química. Maestría en Ingeniería Química Director: M. Sc. Humberto Escalante
Análisis cinético multiescala de la vía de desulfuración directa del dibenzotiofeno en la fase modelo CoMoS
(Universidad Industrial de Santander, 2023-08-19) Ariza Gómez, Michael Leonardo; Baldovino Medrano, Víctor Gabriel; Hess, Franziska; Morales Valencia, Édgar Mauricio; Mejía Ospino, Enrique; Ramírez Caballero, Gustavo Emilio
La reacción de hidrodesulfuración (HDS) de moléculas como el dibenzotiofeno (DBT) es un elemento clave para reducir las emisiones de gases tóxicos. Generalmente, estas reacciones se llevan a cabo con un catalizador de disulfuro de molibdeno promovido por cobalto o níquel, lo que permite una mejor actividad catalítica del sistema. En general, se realizan experimentos y cálculos teóricos para comprender el fenómeno de la reacción de hidrodesulfuración, sin embargo, la dinámica del proceso se descuida y no se considera hasta la fecha. Hemos implementado diferentes metodologías para tener una noción de la evolución temporal de las especies en HDS. En este trabajo, realizamos un estudio teórico sobre la ruta de desulfuración directa del dibenzotiofeno en vacantes de azufre pertenecientes a la fase activa del modelo CoMoS. Usamos cálculos DFT estáticos para comprender el estado electrónico del sistema, luego estimamos las propiedades termodinámicas en condiciones de operación para estudiar el efecto de las contribuciones de la entropía y la entalpía de la reacción. Luego, desarrollamos un modelo microcinético (MK) que permite comprender la interacción de todos los pasos elementales. Finalmente, realizamos simulaciones cinéticas de Monte Carlo (KMC) para conocer la distribución espacial y la frecuencia con la que ocurren las reacciones en el borde de CoMoS. En conjunto, estos hallazgos sugieren que: i) la monohidrogenación de la molécula dibenzotiofeno es el paso limitante de velocidad en la reacción para cualquier tipo de técnica utilizada en este estudio, lo cual fue verificado por medio de un grado de control de velocidad; ii) considerar adsorber hidrógeno molecular en el plano de la reacción, ayudo a comprender las altas condiciones de presión y temperatura que requieren las refinerías para remover estos heteroátomos de azufre iii) el escalado que se realizó en estudio, permitió comprobar que mediante la implementación exclusiva de los calculos teóricos es posible describir la tendencia de los datos experimentales.
Análisis comparativo de los impactos ambientales potenciales generados por la planta de producción de azufre en la refinería de Barrancabermeja - estado actual versus inclusión de la unidad tgtu
(Universidad Industrial de Santander, 2016) Correa Quintana, Edgar Alfonso; Acevedo Pabon, Paola Andrea
El siguiente trabajo, presenta los beneficios ambientales de implementar una moderna propuesta tecnológica (TGTU) para el mejoramiento del proceso Claus de recobro de azufre y reducción de las emisiones de SO2 en la refinería colombiana de Barrancabermeja. El trabajo incluye la valoración de la tecnología con un enfoque en la cuantificación de los impactos ambientales en cuatro (4) categorías previamente definidas (efectos respiratorios por inorgánicos, acidificación terrestre, energías no renovables y calentamiento global), empleándose para ello la metodología Análisis de Ciclo de Vida (ACV) usando el software especializado SimaPRO V7.1. El estudio parte de un diagnóstico de los principales parámetros de composición y flujo de las corrientes asociadas al sistema de azufre construido empleando el simulador de procesos HYSYS 8.4. Los flujos de entrada y salida (Inventario) son la base para aplicar la metodología ACV. En este punto se evalúa la reproducibilidad del modelo con relación a datos reales de planta, posteriormente se generan corridas de evaluación para varios escenarios planteados, entre los cuales están la operación a condición actual, la operación actual integrada con la nueva tecnología TGTU y las perspectivas futuras de operar con y sin la nueva tecnología. En el desarrollo del modelo de simulación para la TGTU se dispuso de información suministrada por un proveedor de la tecnología. Los resultados obtenidos con la aplicación del ACV permitieron identificar los beneficios ambientales de mejorar la tecnología actual basada en la incineración y emisión de gases ácidos a la atmosfera, por un sistema de reacción química con absorción con amina. La valoración de impactos ambientales de la alternativa TGTU presentó una reducción del 75% con relación al caso base, destacándose una reducción del 97,5% en la categoría de efectos respiratorios por componentes inorgánicos la cual se consideró como la más relevante para el proceso de estudio.
Análisis de alternativas de incremento en la producción de hidrógeno a partir de la simulación de la operación del horno de reformado catalítico y del tren de precalentamiento de la u-4650 de la gerencia refinería Barrancabermeja
(Universidad Industrial de Santander, 2018) Martinez Gonzalez, Oscar Emilio; Laverde Cataño, Dionisio Antonio
La unidad U-4650 de la GRB genera de hidrógeno a partir de la reacción entre metano y vapor en presencia de un catalizador de Ni-Al2O3. La GRB utiliza este hidrógeno en el hidrotratamiento para la producción de diésel de bajo azufre. La U-4650 se encuentra en su final de corrida, por lo cual su capacidad se ha mantenido alrededor de 79%; un incremento en H2 conllevaría a aumentos en la generación de diésel y en el margen de refinación. En el presente trabajo se analiza la superficie operacional de la U-4650 a partir de una simulación del sistema horno-tren de precalentamiento, validada con datos históricos (años 2010-2018). Según los resultados, los históricos presentan 2 esquemas operativos representativos de la operación de la unidad; el esquema 1 se caracteriza por presentar operaciones que conducen a mayores valores de producción de hidrógeno. Los dos esquemas operativos exhiben una tendencia decreciente en la producción de hidrógeno con el avance del tiempo, asociada al ensuciamiento de los equipos de intercambio de calor. Por otra parte, la simulación desarrollada para el sistema reporta tendencias para los flujos de metano e hidrógeno en concordancia con la literatura. Las pruebas estadísticas t y F confirmaron la aceptación de las medias y las varianzas entre los históricos y la simulación. La obtención de la superficie operacional consideró cinco variables operacionales, conduciendo a la definición de los niveles adecuados para la elevación de la generación de H2 en la planta U-4650. La aplicación de las tendencias obtenidas por simulación en la unidad U-4650, condujo a un aumento en la generación de hidrógeno y una elevación en las utilidades por un flujo de diésel adicional en la GRB.
Análisis de alternativas para la descarbonización de procesos de refinación de crudo por medio de programación matemática
(Universidad Industrial de Santander, 2024-09-09) Ballesteros Rodríguez, Clara Cecilia; Nabarlatz, Débora Alcida; Uribe Rodríguez, Ariel; Calderón Vergara, Andrés Joaquín; Morales Medina, Giovanni; Kafarov, Viatcheslav Victorovich
En esta investigación, se abordó el problema de optimización de la planificación de una refinería para evaluar diferentes puntos de inserción de biocombustibles mediante alternativas de coprocesamiento y blending en una refinería convencional. El objetivo de la optimización es seleccionar la alternativa que logre el mayor Valor Presente Neto (VPN), así como evaluar la reducción de CO2 obtenida. El análisis de alternativas de inserción de biocombustibles se formuló como un problema de síntesis de proceso, por el cual se estableció una superestructura que encapsula la planificación de una refinería convencional integrando tres rutas de proceso de coprocesamiento: aceite refinado de palma (AFP) tanto en FCC como en DHT y aceite de girasol (AG) en HC, así como blending de biodiésel con diésel y de bioetanol con gasolina. Se formuló un modelo MINLP para maximizar el VPN de todo el proceso por escenario de evaluación, los cuales se resolvieron exitosamente con GUROBI obteniendo soluciones óptimas. Se evaluaron las tres alternativas de coprocesamiento individualmente y se consideró la combinación de estos escenarios con el fin de evaluar la posibilidad de coprocesamiento en simultáneo. El blending únicamente se evaluó de forma individual. De los ocho escenarios evaluados en este trabajo las vías de inserción de biocombustibles que cumplieron con la demanda de producción fueron el Caso 1: Blending, Caso 2: FCC y Caso 3 DHT. De estas tres alternativas el Caso 1: Blending se destacó como la alternativa óptima, pues es la que desplaza mayor flujo de crudo (22.27 kbpd) con respecto al caso base y la que presenta la mayor disminución de emisiones en comparación con los otros escenarios, con un costo por disminución de 1 kton de CO2 de $0.76 MMUSD/día.
Análisis de la desactivación de catalizadores usados en la unidad de hidrotratamiento de fondo de vacío desasfaltado de la refinería de Barrancabermeja-Unibon
(Universidad Industrial de Santander, 2018) Duarte Correa, Liseth Johana; Baldovino Medrano, Víctor Gabriel; Garzon Fuentes, Laura Liliana
Se analizaron catalizadores NiMo/Al2O3 que fueron desactivados en los dos reactores de lecho fijo de la unidad de hidrotratamiento de fondo de vacío desasfaltado durante un ciclo de operación de ca. 187 días. Los catalizadores fueron muestreados de diferentes posiciones axiales y angulares con el fin de correlacionar el proceso de desactivación con su localización. Se analizaron las propiedades texturales y la composición elemental superficial y másicas de los catalizadores gastados. La naturaleza del coque se determinó mediante análisis termogravimétrico y espectroscopía Raman. Además, se estableció una metodología detallada para el análisis superficial de catalizadores gastados mediante espectroscopía fotoelectrónica de rayos X. Los resultados permitieron conocer el proceso de desactivación en la unidad. El reactor 1 es desactivado por un taponamiento o acumulación de coque, níquel y vanadio en la mitad del reactor. Por su parte, en el reactor 2 se encontró que la cantidad de carbono aumenta y la de metales disminuyen hacia abajo en los lechos. Los depósitos de metales y coque en los catalizadores generan una disminución en el área superficial; y el coque puede promover la formación de microporos sobre la alúmina. Los resultados contribuyeron al estudio que debe realizar la industria para establecer y reformular esquemas catalíticos que serán empleados en ciclos operacionales posteriores.
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.
Análisis del comportamiento de la unidad U1000 de la GRB mediante su modelado con la herramienta ASPEN HYSYS® para evaluar la factibilidad de cargar aceite desmetalizado
(Universidad Industrial de Santander, 2019) Tristancho Muñoz, Adrián; Baldovino Medrano, Víctor Gabriel; Castellanos Romero, German Emilio
En el presente trabajo de aplicación se desarrolló un modelo, por medio de la herramienta Aspen HYSYS®, de la unidad de desasfaltado con propano U1000 de la refinería de Ecopetrol S.A. en Barrancabermeja. En él se analizó el comportamiento de la producción y calidad del extracto, enfocados en su rendimiento y contenido de Carbón Conradson (CCR), simulando como corriente de carga DMO. El modelo inicialmente fue validado al comparar los registros históricos del proceso con los datos arrojados por la simulación con carga de Fondos de Vacío y Slurry. Las pruebas se realizaron con diferentes paquetes termodinámicos siendo el más apropiado la ecuación de estado Pen Robinson Stryjek Vera (PRSV). Luego se procedió a implementar el DMO como nueva corriente de carga al modelo, evaluando el comportamiento del extracto y las condiciones operacionales del proceso en la simulación. Esta valoración se hizo por medio de ensayos de evaluación, cada una con un tipo diferente de solvente de extracción y ajustando las variables independientes: relación solvente carga y la temperatura de cima de la torre de desasfaltado. Los mejores resultados se obtuvieron en la corrida que utilizó el solvente de extracción con una composición de 57% de propano, 24% de propileno, 10% de Butano más otros, con datos promedios de rendimiento en 49.64% y CCR en 1.58%w. Con un intervalo de confianza del modelo de un 95%, esta propuesta de aplicación concluye que la unidad de desasfaltado con propano U1000, bajo ciertos ajustes operacionales, puede cargar DMO y obtener un alto rendimiento de extracto y bajo contenido de Carbón Conradson en el mismo. * Trabajo de Aplicación Final. ** Facultad de Ingenierías Fisicoquímicas, Escuela de Ingeniería Química Maestría en Ingeniería Química, Director: Prof. Victor Gabriel Baldovino Medrano,
Análisis del ensuciamiento en los intercambiadores de fondo e-4841a y e-4841b de la unidad despojadora de aguas agrias u-4840 de la refinería de Barrancabermeja (GRB): origen, modelamiento y simulación en estado pseudo-estable
(Universidad Industrial de Santander, 2018) Sandoval Ferreira, Carina Yasmin; Pedraza Avella, Julio Andrés
El presente trabajo de aplicación encuentra una expresión matemática que modela el proceso de ensuciamiento del lado casco de los intercambiadores de calor E-4841A y E-4841B, determinando el coeficiente de resistencia a la transferencia de calor por presencia de depósitos, usando la metodología propuesta por el autor Donald Q. Kern1, en función del cálculo de los coeficientes de trasferencia de calor de diseño Ud y coeficiente de transferencia de calor limpio Uc. Para cumplir con lo anterior se hizo seguimiento a las variables de proceso, de flujos, temperatura, presión de las corrientes de entrada y salida asociadas a los intercambiadores de calor de interés durante un periodo de tiempo correspondiente a un ciclo de corrida de la unidad, con el fin de determinar la curva que representara su comportamiento. Con análisis de laboratorio se hace el análisis de la composición de la masa depositada en el lado casco de los equipos de estudio, con el fin de determinar su naturaleza química, de tal manera que se pueda inferir su conductividad térmica y su densidad, propiedades que se requieren para aplicar la metodología propuesta por el autor2. Se hace la simulación de la unidad U-4840 usando el paquete de simulación HYSYS versión 9; y para el cálculo del coeficiente de resistencia a la transferencia de calor por depósitos Rd, espesor de la capa de ensuciamiento y peso de esta capa en los E-4841A/B se usaron las expresiones matemáticas encontradas en el modelamiento.
Análisis estadístico y de simulación para maximizar el rendimiento de productos valiosos en la unidad de craqueo catalítico uop ii de la refinería de Barrancabermeja
(Universidad Industrial de Santander, 2016) Carretero Barreto, Jose Jans; Ramírez Caballero, Gustavo Emilio; Castellanos Romero, German Emilio
En la planta de fraccionamiento catalítico de la refinería de Ecopetrol S.A. Barrancabermeja de tecnología UOP II, resulta ser un proceso complejo donde se comprometen operaciones unitarias como regeneración, absorción, destilación, licuefacción de gases, entre otras, en las cuales durante la operación resultan inconvenientes para estabilidad de los sistemas de control regulatorio, el control avanzado y la disciplina operativa, lo que conlleva a tener alta variabilidad en las variables de calidad y en el rendimiento de los productos de alto incremento en el margen bruto de craqueo catalítico. En este trabajo se desarrolló una recopilación de datos históricos de la planta en cuestión con el objeto de darle un tratamiento estadístico basado en un diseño de experimento el cual fue validado con análisis de varianza (ANOVA), con lo cual permitió definir variables que inciden sobre rendimientos y calidad de productos, asegurando significancia estadística con intervalo de confianza del 95%. En orden a lo anterior se desarrollaron correlaciones que permitieron obtener modelos estadísticos de predicción para explicar y controlar los comportamientos de variables resultantes (Rendimiento, purificación de gases, destilación de productos medios, entre otros) frente a variables manipuladas (Carga, temperatura de reacción, adición de catalizador fresco, recuperación de butanos e isobutanos, etano-etileno, propileno, propano, entre otras). Además construyó en HYSYS un modelamiento de la unidad de craqueo catalítico donde fueron aplicados rangos de optimización, obtenidos con los análisis estadísticos realizados al histórico de datos del proceso real, con el fin de evaluar las diferentes respuestas antes de ser implementadas sobre el proceso real. Como último se determinó el beneficio en el margen bruto de craqueo catalítico la optimización alcanzada en el proceso simulado, para obtener calidades de productos deseadas e incremento de producción sobre los productos de mayor valor comercial como lo es la gasolina, aceite liviano de ciclo y etileno.
Análisis estadístico y simulación del desempeño operacional de la planta Demex de la GRB
(Universidad Industrial de Santander, 2017) Morales Salazar, Gabriel Antonio; Morales Medina, Giovanni
En la GRB el proceso de desasfaltado denominado DEMEX presenta una oportunidad de mejora para incrementar sus rendimientos de aceite desmetalizado (DMO), el cual es una carga importante a las unidades FCC; un incremento de un 5% en el rendimiento de DMO presenta un potencial económico de ca. 31 MMUS$ anual. Debido a este potencial el presente trabajo final de aplicación fue dedicado al análisis de la operación de la unidad DEMEX por medio de estadística multivariada y simulación de procesos. El análisis del proceso DEMEX involucró la aplicación de análisis multivariado a una base de datos históricos en una ventana entre enero de 2014 y diciembre de 2016. Los métodos k-means y PCA fueron aplicados a los datos para obtener y analizar agrupaciones referentes a esquemas operativos de la unidad. Las regresiones MLR y PLS fueron aplicadas sobre estos esquemas para la calibración del rendimiento a DMO. Asimismo, una simulación en el programa HYSYS fue codificada para el análisis de diferentes mezclas de solventes sobre el desempeño de DMO y la evaporación del solvente durante la operación. El análisis de los datos históricos reportó cuatro escenarios operativos representativos para DEMEX. Estos escenarios se distinguen unos de otros por sus valores de las variables temperatura, carga y butano en el solvente. La aplicación de MLR y PLS en los diferentes escenarios conllevó a la validación de regresiones con utilidad a nivel cuantitativo y semicuantitativo para el rendimiento de DMO. Por último, los resultados de las simulaciones del proceso en HYSYS sugieren que la mezcla actual de solvente utilizada en DEMEX exhibe valores adecuados para el rendimiento, el contenido de CCR y la pérdida de solvente, con lo cual, la operación actual de la unidad corresponde a un punto de beneficio para la refinería.
Análisis técnico económico para la disminución de la corriente de reciclo de etileno de la planta de polietileno ii de la GRB
(Universidad Industrial de Santander, 2017) Herrera Betancourth, Pedro Elias; Martínez Rey, Ramiro
En el presente trabajo, el autor nos muestra cómo optimizar un reciclaje de etileno gaseoso a partir de una planta de polietileno de baja ramificación, el trabajo está fragmentado en tres partes, la primera está relacionada con los ajustes operacionales que se necesitan para garantizar la seguridad del proceso. y seguridad del proceso y seguridad industrial, la segunda parte ilustra los efectos de los ajustes operacionales en las unidades y su impacto sobre las propiedades mecánicas, eléctricas y ópticas de los polímeros obtenidos a partir de la. En la tercera sección podemos observar, mediante simulaciones de la reacciones de polimerización, la influencia sobre los productos obtenidos, por ejemplo en los índices de viscosidad, en los geles de película y en las propiedades de resistencia del polímero, mediante pruebas realizadas en el laboratorio de la refinería de Barrancabermeja. Ahora que los fenómenos relevantes del trabajo, en el contexto de un trabajo académico con aplicación y mejora industrial, se obtuvieron los resultados esperados, ya que los cambios realizados en la unidad de proceso no alteraron las propiedades del producto y no hubo ningún manifiesto de riesgo operacional, estos fueron los dos temas que representaron una amenaza para el desarrollo del trabajo. En el campo de la economía de procesos, la inversión fue mínima porque solo requirió análisis operativo, participación del grupo operativo y análisis exhaustivo de los riesgos asociados con los ajustes operacionales. En este sentido, fue posible convertir un producto de un precio de $ 950,000 por tonelada de gas combustible a uno de $ 4,500,000 por tonelada de polietileno.
Análisis termo-económico de procesos de combustión de mezclas de gases residuales de refinería
(Universidad Industrial de Santander, 2020) Barragán Noriega, Daniel Ricardo; Kafarov, Viatcheslav Victorovich
La combustión es un proceso de gran importancia en la industria de refinación del petróleo; ya que permite transferir la energía química contenida en los combustibles gaseosos a corrientes de proceso que requieren calentamiento. El presente trabajo de investigación ha sido motivado por estudios previos realizados en el grupo de investigación CIDES de la Universidad Industrial de Santander, en los cuales se estudió el efecto de la intercambiabilidad de gases sobre la combustión en un horno de refinería teniendo en cuenta aspectos como el energético, ambiental, seguridad e integridad de equipos y los fenómenos de transporte ocurridos al interior del equipo. En este trabajo se evaluó conjuntamente los aspectos termodinámico y económico de la combustión en un horno a partir de mezclas variables de gases residuales de refinería, mediante la metodología de análisis termo-económico. Se analizó el efecto del exceso y la humedad del aire, así como el aporte de los gases residuales metano, etano, etileno, propano, propileno, butano e hidrógeno, sobre el desempeño de la combustión. Como resultado se obtuvo un modelo matemático que permite determinar los índices exergéticos necesarios para calcular un índice termo-económico de la combustión en función de la composición de los gases empleados como combustible y utilizando como parámetros el costo del combustible y los costos fijos del proceso. Entre los resultados más importantes, se encontró que el etileno y el hidrógeno son más favorables para este índice que los demás gases residuales analizados. Finalmente, se evidenció que los gases residuales constituyen una alternativa eficaz en la mejora del comportamiento termo-económico de la combustión en un horno de refinería, lográndose un incremento hasta del 54,5% para mezclas 1:1 con respecto al gas natural.
Análisis y correlación del contenido de biocombustibles, punto de chispa y t95 para el diesel utilizando espectroscopia infrarroja y métodos quimiométricos
(Universidad Industrial de Santander, 2017) Echeverria Infante, Oscar Dario; Avellaneda Vargas, Fredy Augusto; Morales Medina, Giovanni
En el presente trabajo se desarrolló un método analítico para la caracterización de la T95, el porcentaje de contenido de biocombustibles y el punto de chispa del diésel producto de la refinería de Barrancabermeja, mediante espectroscopia en la región del infrarrojo cercano y cercano (MIR/NIR) y quimiometría. La caracterización de las 129 muestras de diésel según métodos estandarizados fue suministrada por el sistema de información del laboratorio de la refinería; la información espectral permitió clasificar el grupo de muestras mediante análisis por componentes principales (PCA) y se desarrollaron tres modelos predictivos por regresión por mínimos cuadrados parciales (PLS). Con el uso del software THE UNSCRAMBLER se aplicaron diferentes pretratamientos para el rango espectral de 1160 a 1822 cm-1 y de 3998 a 4731 cm-1. Mediante el método K-mean en el PCA para el primer rango espectral fue posible clasificar las muestras en dos grupos, reflejándose el origen de biocombustibles en las mismas; en la segunda región se identificaron cuatro grupos de muestras en relación al incremento de los valores de sus propiedades fisicoquímicas T-95 y punto de chispa. El método de regresión PLS aplicado a los espectros MIR/NIR mostró un desempeño satisfactorio en cada modelo de predicción, el valor RMSECV para el contenido de biocombustible es de 0.059, para el punto de chispa de 2.61 y para la T-95 de 4.328, valores aceptables en comparación a la reproducibilidad del método de ensayo en el laboratorio de la refinería. Se evidenció el potencial de la técnica de espectroscopia en el infrarrojo medio y cercano combinada con métodos multivaribles para el desarrollo de modelos de predicción, con valores de error relativo aceptables para el contenido de biocombustible, punto de chispa y T-95; considerándose así cada modelo, como un método alterno al estándar de caracterización con disminución en costos y tiempo de análisis.
Análisis y diagnóstico de fallas en el sistema de entrega de propileno de la grb, utilizando análisis de causa raíz, análisis multivariado y simulación de procesos
(Universidad Industrial de Santander, 2016) Ruiz Moncada, Genaro; Morales Medina, Giovanni; Laverde Cataño, Dionisio Antonio
En este estudio se realizó un modelado del llenadero de carrotanques de propileno de la refinería de Barrancabermeja teniendo en cuenta las especificaciones del diseño y la capacidad de los diferentes componentes que conforman el sistema de llenado, así como las restricciones y variaciones en los flujos de recirculación y cargue, al igual que la variación de presión en las cisterna, Se realizó un análisis estadístico de los datos del proceso durante los años 2014 y 2015. Uno de los métodos estadísticos utilizados para el análisis y diagnóstico de fallas a través de los datos históricos es el de componentes principales. Con este método estadístico fue posible determinar los puntos de los históricos que muestran un comportamiento atípico (falla) respecto al conjunto total de datos de proceso e inferir las variables responsables de ese comportamiento Se aplicó un análisis Anova de los diferentes factores que inciden sobre la variable resultante que es la presión de las cisternas, para este caso los factores o variables independientes fueron flujo de la bomba, flujo de la recirculación por alivio y control de presión, nivel de las cisternas, control de flujo a cada brazo, entre otros Una vez realizado el modelado del sistema y el análisis estadístico de datos se aplicó la metodología de análisis de causa (ACR) el cual es un proceso estructurado que revisa en detalle la cadena de eventos y condiciones (causas y efectos) que resultan de un efecto primario (el problema).Con el ACR se lograron identificar las causas de falla de algunos componentes que estaban generando disturbios operacionales.
Aplicación de Análisis de ciclo de vida a la producción de biodiesel proveniente de microalgas
(Universidad Industrial de Santander, 2013) Pardo Cárdenas, Yeniffer; Kafarov, Viatcheslav Victorovich
En la presente tesis se aplica la metodología de Análisis de Ciclo de vida (ACV) para evaluar y cuantificar los impactos ambientales potenciales del proceso de producción de biodiesel a partir de microalgas en Colombia bajo el enfoque del análisis de prospectiva tecnológica-, con el fin de generar información para la toma de decisiones sobre la aplicación de este proceso en desarrolló a una escala mayor. Un estudio comparativo de seis escenarios se ha llevado a cabo para evaluar los impactos ambientales, que comprenden las etapas desde el cultivo hasta su distribución y uso. Para ello, se desarrolló un análisis de inventario (balances de masa y energía) en cada una de las etapas, donde en la etapa de extracción de aceite y producción de biodiesel fue necesario desarrollar los modelos con el uso del software Aspen Plus 7.1, lo que permitió encontrar una aproximación adecuada del proceso a nivel industrial. Los resultados confirman el potencial de las microalgas como un sumidero de gases de efecto invernadero, y pone en evidencia la necesidad crucial de la reducción del consumo energético. Por otra parte, establece que es necesario hacer algunas mejoras técnicas en la etapa de extracción de aceite para aumentar la eficiencia en los resultados relacionados con los gases de efecto invernadero (GEI), que se compararon con los criterios de sostenibilidad de Europa, con el fin de identificar la reducción del proceso de producción de biodiesel de microalgas hipotético. El escenario 4 presenta la reducción más importante tomando el ciclo completo, cerca de un 62%, respecto a la referencia fósil.

Browse

Browsing Maestría en Ingeniería Química by Title

Results Per Page

Sort Options