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Diseño secuencial de experimentos aplicado a un reactor de planta piloto tipo riser

Resumen

El uso de plantas pilotos de FCC juega un papel importante en el desarrollo de estudios de investigación aplicada. Aunque existen varios tipos de diseños de experimentos, el diseño secuencial de experimentos (DSE) se aplica cuando es necesario mejorar el rango de confianza de los parámetros cinéticos estimados por mínimos cuadrados. En este trabajo se estudio el uso de diseño secuencial de experimentos en este tipo de planta piloto, para ello se revisó la bibliografía sobre la técnica de agrupamiento de componentes o lumping, los esquemas cinéticos, los modelos del riser, el modelo matemático del reactor y los cálculos de la región de confianza por mínimos cuadrados. Se desarrolló una herramienta computacional en Excel, una serie de macros y una función que permitió simular experimentos, estimar los parámetros del modelo, calcular el rango de confianza y las condiciones del nuevo experimento. El modelo matemático utilizado en este trabajo consta de cinco lumps: Carga, Gasolina, GLP, Gas seco y coque. Las velocidades de reacción se consideran de segundo orden para la conversión de la carga y de primer orden para la conversión de gasolina. La función de desactivación del catalizador usada es una variación de la ecuación original de Voorhies. Se trabajó con tres grupos de constantes cinéticas reales, que cada una se le diseñó seis grupos de condiciones operativas aleatorias y cada grupo de condiciones operativas se le calculó 10 grupos de experimentales adicionales. Se encontró que el diseño secuencial cambio el flujo de vapor de agua y de gas lift y manteniendo constante las demás variables en su valor mínimo dentro de las ventanas operativas de la planta piloto.