Escudo de la República de Colombia
Sistema Nacional de Biliotecas - Repositorio Institucional Universidad Nacional de Colombia Biblioteca Digital - Repositorio Institucional UN Sistema Nacional de Bibliotecas UN

Process integration and control tied to economic optimization in biobutanol synthesis

Grisales Díaz, Victor Hugo (2016) Process integration and control tied to economic optimization in biobutanol synthesis. Doctorado thesis, Universidad Nacional de Colombia - Sede Manizales.

Texto completo

[img]
Vista previa
PDF - Versión Aceptada
Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial No Derivatives.

2MB

Resumen

Diferentes esquemas de destilación integrados térmicamente fueron propuestos, y evaluados para la separación de butanol o etanol en el ambiente de simulación. Los requerimientos energéticos y las emisiones obtenidas de CO2 de los esquemas propuestos en este trabajo están entre los más bajos encontrados en la literatura para la producción de butanol. Esquemas de destilación doble-efecto o integración de calor de columnas de alta y baja presión son la opción más económica con requerimientos energéticos entre 30-40% más bajos que los sistemas convencionales. La mejor configuración para la producción de acetona, butanol y etanol fue seleccionada mediante la optimización de sistemas integrados de reacción híbridos. Los reactores integrados con separación alcanzaron requerimientos energéticos totales mayores a los esquemas de separación externa integrados térmicamente. Sin embargo, reactores integrados fueron preferibles porque reducen el consumo de agua y el tamaño del reactor en más de tres y dos veces, respectivamente. Un sistema de reacción y extracción de los inhibidores producidos en la fermentación y en el pretratamiento, fue la opción más económica de producción a partir de lignocelulosa. El esquema y las condiciones óptimas de operación fueron seleccionados para facilitar el control del proceso a condiciones óptimas económicamente, Abstract : Several heat integrated distillation systems were proposed and evaluated for the separation of butanol and ethanol on simulation environment. The fuel requirements of these systems are among the lowest found in the literature for butanol production. Double-effect distillation systems are the most economical choice of external separation, with energy requirements 30-40% lower than that for distillation systems without recovery of condensation heat. The best configuration for the production of acetone, butanol and ethanol (ABE) was selected by optimization. A rigorous kinetic model for ABE production was developed and used in the simulations. Integrated reactor with separation units reached total energy requirements higher than external separation schemes with heat integration. However, integrated reactors were economically preferable because they reduce the water consumption and the size of the reactor for three and two-fold, respectively. A simultaneous reaction system with detoxification of inhibitor from pretreatment was the low-priced option for ABE production from lignocellulose. The optimal operating conditions of the system were selected to facilitate the process control at economic optimal conditions

Tipo de documento:Tesis/trabajos de grado - Thesis (Doctorado)
Colaborador / Asesor:Olivar Tost, Gerard
Información adicional:Tesis o trabajo de investigación presentada(o) como requisito parcial para optar al título de: Doctorado en Ingeniería- Ingeniería Automática. -- Línea de Investigación: Intensificación de Procesos y Sistemas Dinámicos.
Palabras clave:Optimización, Intensificación de procesos, Destilación, Fermentación ABE, Modelo cinético, Biobutanol - producción, Optimization, Process integration, Distillation, ABE fermentation, Kinetic model, Biobutanol - production
Temática:6 Tecnología (ciencias aplicadas) / Technology > 62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering
6 Tecnología (ciencias aplicadas) / Technology > 66 Ingeniería química y Tecnologías relacionadas/ Chemical engineering
Unidad administrativa:Sede Manizales > Facultad de Ingeniería y Arquitectura > Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y Computación
Código ID:54125
Enviado por : Ingeniero Victor Hugo Grisales Díaz
Enviado el día :28 Noviembre 2016 23:00
Ultima modificación:28 Noviembre 2016 23:04
Ultima modificación:28 Noviembre 2016 23:04
Exportar:Clic aquí
Estadísticas:Clic aquí
Compartir:

Solamente administradores del repositorio: página de control del ítem

Vicerrectoría de Investigación: Número uno en investigación
Indexado por:
Indexado por Scholar Google WorldCat DRIVER Metabiblioteca OAIster BASE BDCOL Registry of Open Access Repositories SNAAC Red de repositorios latinoamericanos eprints Open archives La referencia Tesis latinoamericanas OpenDOAR CLACSO
Este sitio web se ve mejor en Firefox