Características fluidodinámicas y de transferencia de masa gas-líquido para el mezclado del sistema aceite-hidrógeno con un agitador monolítico

J.F. SÁNCHEZ M.; D.E. BOLDRINI; G.M. TONETTO; D.E. DAMIANI

Ciudad Autónoma de Buenos Aires

Congreso; III Congreso Argentino de Ingeniería Mecánica (CAIM) 2012; 2012

Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Buenos Aires

Los reactores de tanque agitado, son ampliamente usados en diferentes procesos industriales que incluyen operaciones de mezclado en sistemas multifase y transferencia de masa gas-líquido-sólido. Aunque la agitación mecánica se considera una operación estudiada y entendida en muchos aspectos, las constantes innovaciones tecnológicas, la optimización, diseño y escalado de equipos y procesos hacen necesarios y motivan nuevos estudios. Un proceso que requiere condiciones particulares de mezclado y que actualmente se está revisando con el propósito de optimizar su producción y selectividad, es la hidrogenación catalítica de aceite vegetal. La reacción se realiza en un sistema en suspensión (aceite, hidrógeno, catalizador) en tanques agitados con burbujeo de gas. A condiciones adecuadas de temperatura u presión, se obtiene como producto una mezcla semisólida (grasas hidrogenadas y trans). Esta mezcla contiene una gran cantidad de partículas de catalizador, que hace necesario un cuidadoso procedimiento de filtración. Una alternativa al proceso es el uso de reactores con agitadores monolíticos. El agitador monolítico cumple la doble función de mezclar, dispersando el hidrógeno en el aceite y actuar como catalizador. Su implementación permitiría eliminar las etapas de filtrado, usar metales más selectivos y que permitan operar a temperaturas menores. Para analizar la factibilidad de implementar estos agitadores a gran escala, es necesario un estudio fluidodinámico para determinar las mejores condiciones de agitación para favorecer el mezclado, mejorar las condiciones de transferencia de masa y definir parámetros de escalado. En este trabajo se estudiaron las características de mezclado de un tanque con agitador monolítico sin reacción. En un tanque de 1 dm3, equipado con un motor de ½ HP i diferentes agitadores, incorporación de gas, velocidad de agitación y se determinaron los coeficientes de transferencia de masa en cada caso, para el sistema aceite/hidrógeno.