Efecto del tamaño de las burbujas de vapor en los parámetros hidráulicos de una columna de destilación reactiva para la producción de combustible renovable de aviación

Resumen

La destilación reactiva es una tecnología intensificada que ha demostrado ventajas económicas y operacionales en la producción del combustible renovable de aviación. En la destilación reactiva, las reacciones de conversión, así como la separación de los productos, se llevan a cabo en una columna con catalizador sólido. En una de las configuraciones poco estudiadas de estos sistemas se colocan contenedores de catalizador sobre la base de los platos perforados de la columna; ello ofrece beneficios en cuanto al rendimiento y selectividad de las operaciones de reacción-separación. En este trabajo se presenta un modelo basado en CFD para la simulación de un plato perforado con contenedores de catalizador que funciona bajo las condiciones operativas de una columna de destilación reactiva utilizada en la producción de combustible renovable de aviación. En este caso se consideró el modelado de un flujo líquido-vapor no isotérmico a través de dicho sistema.  El modelo desarrollado se utilizó para analizar el efecto del tamaño de las burbujas de vapor sobre dos de los parámetros hidráulicos más importantes en platos perforados: la altura de líquido claro y la velocidad de la espuma. A partir del análisis de los resultados obtenidos, se concluye que el modelo es capaz de representar con un buen grado de precisión el comportamiento experimental reportado para un sistema similar. Además, se observó que los diseños de plato que producen burbujas más grandes promueven una mayor altura de líquido claro y una menor velocidad de la espuma en el plato. Ello implica un mayor tiempo de contacto y una mejor interacción entre las fases, lo cual se traduce en un incremento en las velocidades de las reacciones de conversión y en la eficiencia de separación de los productos.