MODELADO BIDIMENSIONAL DE UN REACTOR DE MEMBRANA

M.L. RODRIGUEZ; D.E. ARDISSONE; M.N. PEDERNERA; D.O. BORIO

Congreso; 4º Congreso Nacional -3° Congreso Iberoamericano HIDRÓGENO Y FUENTES SUSTENTABLES DE ENERGÍA (HYFUSEN 2011); 2011

El Reformado Autotérmico (ATR) de gas natural es una tecnología atractiva para la producción degas de síntesis o H2 en grandes plantas industriales y también en procesos de menor escala comoceldas de combustible [1]. El ATR integra las reacciones endotérmicas de reformado con vapor conla reacción exotérmica de oxidación del hidrocarburo mediante la alimentación simultánea demetano, vapor de agua y oxígeno.Los reformadores autotérmicos convencionales (RC) presentan elevados puntos calientes cerca dela entrada del reactor [2]. Una alternativa para reducirlos es la distribución de la alimentación deoxígeno a lo largo del mismo [1], que puede lograrse por medio de puntos de inyección lateral omediante una membrana tubular porosa [3].La presente contribución muestra el estudio teórico de un reactor multitubular de membrana (RM)para ATR de metano sobre un catalizador de Ni/Al2O3. Mediante un modelo pseudo-homogéneo2D, se contabilizan los gradientes de composición y temperatura a lo largo de la coordenada axial y radial. Se considera, mediante de un factor adecuado [2], el efecto del grado de reducción delcatalizador de Ni sobre las velocidades de reacción (reformado y WGSR).Los resultados demuestran que el RM propuesto es una alternativa promisoria para el ATR demetano. Las menores presiones parciales de O2 alcanzadas permiten reducir los puntos calientes. Se obtiene una producción de H2 distribuida a lo largo del reactor, debido a un adecuado grado de reducción del catalizador de Ni. Se detectan fuertes gradientes radiales de O2 en posiciones axiales próximas a los puntos calientes, y cantidades remanentes de O2 a la salida. Resulta necesaria una adecuada selección de parámetros operativos y de diseño para optimizar la performance del reactor