Simulación en comsol multiphysics de un horno reactor térmico para la producción de etileno y propileno a partir de cargas de etano y propano

Abstract

En la Refinería de Barrancabermeja se ha planteado la propuesta de alimentar uno de los hornos reactores térmicos (HRT) de la planta Etileno II con corrientes de etano/propano, para las cuales no fue diseñado originalmente, para producir etileno y propileno. En este trabajo se estudia la pirólisis de mezclas etano/propano y el efecto de la acumulación de coque en las condiciones operacionales de un HRT de la planta. Se simuló la pirólisis de etano, propano y mezclas etano/propano en el HRT usando COMSOL Multiphysics® como herramienta computacional. La simulación incluyó un modelo matemático para describir los fenómenos fisicoquímicos involucrados y se utilizó la cinética planteada por Froment y colaboradores para las reacciones de pirólisis y la acumulación del coque en el HRT (G. F. Froment, Van de Steene, Van Damme, Narayanan, & Goossens, 1976), (K. Sundaram & Froment, 1979). El modelo se validó con los datos reportados en la literatura y los datos de operación de la planta. Se concluyó que es posible alimentar el HRT con diferentes mezclas etano/propano para producir etileno e incrementar la producción de propileno. También se determinó el efecto de la acumulación de coque en la operación del reactor.