Modelado del Equilibrio entre Fases de Bio oils de Pirólisis Rápida

ALDANA PIZZANO; SÁNCHEZ, FRANCISCO A.; PEREDA, SELVA

Bahía Blanca

Congreso; IX Congreso Argentino de Ingeniería Química (CAIQ2017); 2017

PLAPIQUI - AAIQ

Los aceites de pirólisis rápida de biomasa son una alternativa prometedora a los combustibles fósiles que actualmente se comercializan como insumos para calefacción. Además, estos aceites pueden procesarse a gas de síntesis para la producción de combustibles sintéticos y productos químicos. En el diseño conceptual de procesos de pirólisis existe un particular interés en el rendimiento máximo hacia la producción de líquidos, ya que estos resultan un vehículo energético de alta densidad que puede ser procesado en refinerías para la obtención de productos de mayor valor agregado. Cabe destacar que los líquidos son un forma conveniente para almacenar y transportar portadores de energía. La pirólisis rápida se lleva a cabo en diversos tipos de reactores, en los que la biomasa se calienta rápidamente por medio de un portador de calor, principalmente arena, que se separa después de la reacción, se recalienta y se recicla al reactor. El paso más crítico hacia el desarrollo de una tecnología comercial es la condensación de vapores de pirólisis formados en el reactor. Se requiere un enfriamiento rápido para apagar inmediatamente las reacciones químicas con el fin de obtener un rendimiento máximo de productos líquidos. Esta unidad tiene como complejidad adicional la formación de aerosoles, típicamente encontrada en la condensación de gases ácidos a elevada temperatura. El comportamiento de fase de mezclas derivadas de la biomasa es altamente no ideal debido a la presencia de efectos de asociación y solvatación. Cabe destacar que las numerosas especies oxigenadas pertenecen a ciertas familias de compuestos orgánicos (alcoholes, ácidos carboxílicos, ésteres, etc), por lo que estas mezclas complejas contienen cientos de compuestos que pueden describirse por un número reducido de grupos funcionales. Por esta razón, el uso de un enfoque de contribución grupal es una opción lógica para el modelado termodinámico. La ecuación de estado a contribución grupal con asociación (GCA-EoS) es especialmente adecuada para este objetivo ya que incluye entre sus contribuciones efectos asociativos, además de las clásicas repulsivas y atractivas. La GCA-EoS pertenece a la familia de ecuaciones SAFT, que describen fenómenos de asociación y solvatación entre compuestos mediante la teoría de perturbación de primer orden de Wertheim (TPT1). En este trabajo se extiende la GCA-EoS para la predicción del equilibrio entre fases de fenoles y derivados, compuestos típicamente presentes en los bio-oils debido a la descomposición de la lignina (polímero natural de residuos fibrosos). Asimismo, se consideraran sus mezclas con agua y ácido acético, compuestos también presentes en una proporción importante en el bio-oil