Análisis multiescala de un reactor de lecho percolado para un proceso de hds mediante cfd

Abstract

En este trabajo se presenta un análisis multiescala de un reactor de lecho percolado en el que tiene lugar una reacción de Hidrodesulfurización de gasóleo ligero y en donde la velocidad de reacción sigue una cinética heterogénea del tipo Langmuir/Hinshelwood Hougen/Watson (LHHW). Las escalas estudiadas fueron: (1) escala a nivel de poros en el catalizador, (2) escala a nivel de una partícula catalítica y (3) escala de un clúster de partículas catalíticas, representando al reactor. El estudio se llevó a cabo mediante la técnica de Computer Fluid Dynamics (CFD por sus siglas en inglés). En las diferentes escalas se tienen diversos objetivos de estudios:  A escala poros se analizó el efecto de la microestructura de la red de poros en el comportamiento cinético, térmico y el factor de efectividad de un catalizador.  A escala catalizador se analizó el efecto de la representación de geométrica de la microestructura de la red de poros en el pelle catalítico sobre los coeficientes efectivos de transporte y sobre el comportamiento cinético, térmico y el factor de efectividad de un catalizador.  A escala de un conjunto de partículas catalíticas (Modelo representativo del Reactor) se estudió: (a) el efecto de la geometría del catalizador en el comportamiento hidrodinámico del Reactor de lecho escurrido (TBR por sus siglas en inglés) en donde dos fases fluidas interactúan con una fase sólida; (b) el efecto de los diferentes modelos de intercambio de momento entre fases sobre el comportamiento hidrodinámico del TBR; (c) el efecto de la geometría del catalizador y del modelo de intercambio de momento entre fases sobre el comportamiento hidrodinámico, cinético y térmico del TBR; y (d) el efecto de la representación geométrica de la microestructura de los poros del catalizador sobre el comportamiento cinético y térmico del TBR a través de los valores calculados de los coeficientes efectivos de transporte de energía y masa.