Estudio numérico de la influencia de las condiciones de operación en la producción de hidrógeno a partir del reformado de metanol | Numerical study of the influence of operating conditions on hydrogen production from methanol reforming

La presente tesis incluye un estudio teórico y numérico del reformado de metanol (MSR) y su influencia en la producción de H2, mediante diferentes condiciones de operación. La data experimental se obtuvo del desarrollo de cada modelo cinético planteado por los autores Agrell (2002), Jiang (1993) y Peppley (1999) los cuales consideran las reacciones del reformado de metanol (MSR), descomposición de metanol (MD) y water gas shift reverse (WGS), estas dos últimas reacciones son consideras por Peppley (1999), para un catalizador comercial Cu/ZnO/Al2O3. Los datos serán empleados para la validación de los modelos cinéticos del proceso. Dicho modelo representa las tendencias de los datos experimentales dentro de las condiciones de operación. La cinética obtenida es incorporada al modelo matemático de un reactor unidimensional (modelo pistón) en régimen estable para realizar un análisis de sensibilidad y validar los resultados con los datos obtenidos experimentalmente.

RESUMEN 8 INTRODUCCIÓN 10 OBJETIVOS 11 OBJETIVO GENERAL 11 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 11 MARCO CONCEPTUAL 12 1. HIDRÓGENO 12 1.1 Hidrógeno como vector energético 13 1.2 Almacenamiento de hidrógeno 15 1.3 Producción de hidrógeno 16 2. REFORMADO 19 Catálisis 19 2.1 Reformado de metanol 20 2.2 Catalizadores 21 ESTADO DEL ARTE 23 • MSR según Agrell [14] 23 • MSR según Jiang [15] 26 • MSR según Samms y Savinell [16, 17] 27 • MSR según Peppley [18,19] 29 • MSR según Purnama [20] 34 Modelo: Reformado con vapor de metanol (MSR) 37 MODELO MATEMÁTICO 39 Propiedades físicas de la mezcla 41 RESULTADOS Y DISCUSIÓN 45 CONCLUSIONES 56 RECOMENDACIONES 57 BIBLIOGRAFIA 58 ANEXO A 60 ANEXO B 62 ANEXO C 63

Pregrado

A theoretical and numercial study of Methanol Steam Reforming (MSR) is carried out in the present Thesis, and its influence on the production of H2 by using different operating catalysts. Experimental data were obtained from the development of each kinetic model proposed by the authors Agrell (2002), Jiang (1993) and Peppley (1999) who consider the reactions of methanol reforming (MSR), methanol decomposition (MD) and water Gas shift reverse (WGS), these last two reactions are considered by Peppley (1999), for a commercial catalyst Cu / ZnO / Al2O3. The data will be used for the validation of the kinetic models of the process. This model represents the trends of the experimental data within the operating conditions. The obtained kinetics is incorporated into the mathematical model of a one- dimensional reactor (piston model) in steady state to perform a sensitivity analysis and to validate the results with the data obtained experimentally.

Modalidad Presencial