Desarrollo de un programa para predecir el rendimiento de los productos y el comportamiento del reactor de una planta de aquaconversion

Abstract

El objetivo general del presente trabajo es desarrollar un programa para predecir el rendimiento de los productos y el comportamiento del reactor de la planta C modo AQUACONVERSION®, con la finalidad de disponer de una herramienta predictiva capaz de evaluar cargas y condiciones de operación a bajo costo y mayor rapidez. Para ello es necesario modelar matemáticamente el comportamiento del reactor a fin de establecer una estrategia de calculo, codificar el modelo, validar los resultados y crear una interfaz grafica entre el usuario el programa. Para lograr los objetivos, se determino el modelo matemático escrito en función de parámetros cinéticos que representara el comportamiento del reactor. Para ello, la alimentación se caracterizó y se agrupó en familias de compuestos de acuerdo a los puntos de ebullición de mayor interés para el estudio. Estas, están formadas por los compuestos con punto de ebullición mayor a 500ºC (RV por residuo de vacío), las que poseen puntos de ebullición entre 350 y 500ºC (GV por gasóleo de vacío), las que se encuentran entre 210 y 350°C (diésel), las que están por debajo de 210°C (Nafta) y finalmente los gases. Posteriormente se planteó el sistema de reacción, se realizo el balance de materia de cada componente en el reactor, se tomó en cuenta la termodinámica dentro del reactor (equilibrio líquido-vapor) y mediante un programa codificado en una herramienta de programación como matlab, se resolvió las ecuaciones planteadas, se optimizo las constantes de velocidad cinéticas y se validó el programa con data experimental. Finalmente se ejecuto el programa con un conjunto de datos para verificar el flujo correcto de la información a través de la interfaz. Unos de los mas importantes logros de este trabajo fue haber desarrollado un programa que a partir de modelos matemáticos expresados en parámetros cinéticos como energía de activación, constante de velocidad y temperatura, reproducen los valores de rendimientos y composiciones de los productos obtenidos experimentalmente con desviaciones aceptables, en el tratamiento del residuo bajo el proceso de AQUACONVERSION. En conclusión, se obtuvo un modelo cinético sencillo basado en pseudocomponentes y que representa de forma satisfactoria las reacciones de los cortes de destilación simulada RV, GV, diésel, nafta y gases cuando se aplica el proceso de AQUACONVERSION al residuo de vacío de un crudo pesado venezolano. Además La interfaz gráfica presentada permite al usuario un fácil manejo de los módulos que componente el programa. Es recomendable, familiarizarse con el manejo del programa principal, de tal manera que se pueda entender adecuadamente el funcionamiento del mismo para usarlo en forma correcta, así como Simular el resto de la planta a fin de contar con una herramienta de análisis, predicción y operación de la instalación en conjunto y poder determinar la mejor capacidad de operación de la misma.