En este taller, se adquirirán y aplicarán los conocimientos necesarios para construir y comprender un sistema sencillo para la producción de hidrógeno azul a partir del reformado con vapor y la reacción de Water Gas Shift desde un punto de vista de sustentabilidad, usando Aspen Plus.
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SUS-WP101
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Introductory
El proceso de generación de hidrógeno suele producirse en dos etapas secuenciales. La primera etapa, conocida como reformado con vapor, convierte el vapor y un hidrocarburo en gas de síntesis. En la segunda etapa, un reactor de cambio agua-gas (WGSR) transforma el monóxido de carbono del gas de síntesis en dióxido de carbono, produciendo hidrógeno adicional. Aunque el WGSR es un paso intermedio en la producción de hidrógeno, desempeña un papel crucial en las plantas petroquímicas debido a la creciente demanda de hidrógeno. En general, el proceso de reformado con vapor es un proceso endotérmico catalítico, por lo que se ve favorecido a altas temperaturas (>850°C). Mientras tanto, la reacción de WGS se lleva a cabo en dos etapas; alta (>360°C) y baja temperatura (<180°C), lo que permite una conversión global del CO del 100% y un aumento de la producción de H2, de acuerdo con las siguientes reacciones:
CnHmOk+(n-k)H2O →(n+(m/2)-k)H2+nCO ∆H°>0 (R1) CO+H2O ↔H2+ CO2 ∆H°= -41.2kJ/mol (R2)
Así, en este taller llevaremos a cabo el proceso de producción de Hidrógeno a partir de la reacción de desplazamiento de gas de agua (R2) bajo la siguiente descripción.
- El Hidrógeno se puede producir de muchas maneras y una de las reacciones más comunes es la de desplazamiento de gas de agua: CO + H2O → H2 + CO2. - El agua y el monóxido de carbono se combinan antes de entrar en un reactor catalítico de lecho fijo. Supongamos una conversión de agua del 40%. - El efluente del reactor se enfría y los gases ligeros se separan de la corriente de producto. Condiciones iniciales: Relación vapor/CO (S/C)= 3; reacción a 300°C y 1 bar. |
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