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

In-situ characterization of the reaction progress of the fluid catalytic cracking reactions by laser diagnostic techniques

López Zamora, Sandra Milena (2019) In-situ characterization of the reaction progress of the fluid catalytic cracking reactions by laser diagnostic techniques. Doctorado thesis, Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín.

Texto completo

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

5MB

Resumen

Sophisticated analytical techniques, such as mass spectrometry and high-performance liquid chromatography (HPLC), can be used to measure aromatic and saturate contents of the Fluid Catalytic Cracking (FCC) feedstock and products. However, optical methods have the advantage of being rapid and non-intrusive, operating in contact-less mode. Laser-absorption measurements of fuel concentration are often made at mid-infrared (MIR) wavelengths near 3.4 µm, which overlap with the strong C-H stretch vibrational transitions of hydrocarbons and guarantee sensitive detection even for short measurement path lengths. The MIR spectra for individual hydrocarbons can be found in different databases, however the information is limited to being used with species having low carbon number. In this sense, a Group Contribution Method (GCM) is proposed for the spectra prediction of the different compounds present in the catalytic cracking reaction in the region 3200-2800 cm-1. This PhD thesis considers the development of a laser diagnostic methodology for “in-situ-free of particles” monitoring of fluid catalytic cracking (FCC) reaction progress using model compounds. The aim is to contribute to the characterization of the chemistry and chemical species involved in FCC through the discrete evaluation of the infrared (IR) spectra. The methodology proposed considers the in-situ MIR analysis of the change in the concentration of functional groups present in the model compound 1,3,5-triisopropylbenzene (1,3,5-TIPB) as indicator of FCC reaction progress. This is performed in the annulus of a CREC Riser Simulator. As well, the considered approach postulates the application of this in-situ MIR methodology for the characterization of the light gases and gasoline lumps in the context of Industrial FCC unit using a sampling bottle with two cameras under vacuum. This research was carried out at the Grupo de Investigación Bioprocesos y Flujos Reactivos at Universidad Nacional de Colombia. An internship in the group of Professor Hugo de Lasa (Western University - Ontario Canada) allowed the development of a Group Contribution Method (GCM) for the characterization of the reaction progress of a model FCC reaction., Resumen: Técnicas analíticas sofisticadas, como espectrometría de masas y cromatografía líquida de alta eficacia (HPLC), pueden ser usadas para medir el contenido de aromáticos y saturados en el alimento y productos del craqueo catalítico fluidizado (FCC). Sin embargo, los métodos ópticos tienen la ventaja de ser rápidos y no intrusivos, operando en modo sin contacto. Las mediciones de absorción láser de la concentración de combustibles se hacen frecuentemente en longitudes de onda del infrarrojo medio (MIR) cerca de 3.4 µm, que se superpone con las fuertes transiciones vibratorias del enlace C-H presente en hidrocarburos y garantiza una detección sensible incluso para longitudes cortas de medición. El espectro MIR para hidrocarburos individuales puede encontrarse en diferentes bases de datos, sin embargo, la información se limita a especies con bajo número de carbonos. En este sentido, se propuso un método de contribución de grupos (GCM) para la predicción del espectro de los diferentes compuestos presentes en una reacción de craqueo catalítico en la región 3200-2800 cm-1. Esta tesis de doctorado considera el desarrollo de una metodología láser para el monitoreo in-situ-libre de partículas del progreso de la reacción de craqueo catalítico fluidizado (FCC) usando componentes modelo. El objetivo es contribuir a la caracterización de la química y especies químicas involucradas en FCC mediante la evaluación discreta del espectro infrarrojo (IR). La metodología propuesta considera el análisis MIR in-situ del cambio en la concentración de los grupos funcionales presentes en el compuesto modelo 1,3,5-triisopropylbenceno (1,3,5-TIPB) como indicador del progreso de la reacción FCC. Esto se realiza en el ánulo del equipo conocido como “CREC Riser Simulator”. De igual manera, el planteamiento considerado postula la aplicación de esta metodología MIR in-situ para la caracterización de los “lumps” de gases livianos y gasolina en el contexto de una unidad FCC industrial usando una botella de muestreo con dos cámaras bajo vacío. Esta investigación fue llevada a cabo en el Grupo de Investigación Bioprocesos y Flujos Reactivos en la Universidad Nacional de Colombia. Se realizó además una pasantía en el grupo de investigación del profesor Hugo de Lasa (Universidad de Western - Ontario, Canadá) la cual permitió el desarrollo de un método de contribución de grupos (GCM) para la caracterización del progreso de la reacción en una reacción FCC modelo.

Tipo de documento:Tesis/trabajos de grado - Thesis (Doctorado)
Colaborador / Asesor:Molina Ochoa, Alejandro and De Lasa, Hugo Ignacio
Palabras clave:Fluid Catalytic Cracking (FCC), Group Contribution Method (GCM), Mid-IR (MIR), C-H Bond, Reaction Progress, Craqueo Catalítico Fluidizado, Método de contribución de grupos, Enlace C-H, Progreso de Reaccion
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 Medellín > Facultad de Minas > Escuela de Procesos y Energía
Código ID:70827
Enviado por : Sandra Milena Lopez Zamora
Enviado el día :01 Febrero 2019 15:43
Ultima modificación:01 Febrero 2019 15:43
Ultima modificación:01 Febrero 2019 15:43
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