Autor: Editor

DERIVATION OF THE GENERALIZED TIME-INDEPENDENT SCHRÖDINGER EQUATION. THE NEW STOCHASTIC QUANTUM MECHANICS: “THINK AND CALCULATE”

DERIVACIÓN DE LA ECUACIÓN DE SCHRÖDINGER GENERALIZAD E INDEPENDIENTE DEL TIEMPO.  ENERALIZADA. LA NUEVA MECÁNICA CUÁNTICA ESTOCÁSTICA: «PENSAR Y CALCULAR»

Mikhail Batanov-Gaukhman¹ (1) Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “Moscow Aviation Institute (National Research University)”, Volokolamsk highway 4, Moscow, Russian Federation

Abstract

The aim of the article is to obtain a stochastic equation that describes the averaged state of a chaotically wandering particle, regardless of its size. As a result of an analysis it was obtained the integral of the averaged action of a chaotically wandering particle in the coordinate representation. The resulting integral turned out to be a functional of the wave function ψ(x,y,z,t). The stochastic Euler-Poisson equation was found by the calculus of variations, the solutions of which are the extremals of the functional. In the static case ψ(x,y,z,t) = ψ(x,y,z), the equation is reduced to the generalized time-independent Schrödinger equation. A distinctive feature of stochastic equations and is the fact that they are suitable for describing the dynamics and statics of averaged states of chaotically wandering particles of any scale (i.e., they are suitable for describing stochastic objects of the microcosm and macrocosm).

Resumen

El objetivo del artículo es obtener una ecuación estocástica que describa el estado promedio de una partícula errante caóticamente, independientemente de su tamaño. Como resultado de un análisis se obtuvo la integral de la acción promediada de una partícula errante caóticamente en la representación de coordenadas. La integral resultante resultó ser funcional de la función de onda ψ(x,y,z,t) (92). La ecuación estocástica de Euler-Poisson (102) fue encontrada por el cálculo de las variaciones, cuyas soluciones son los extremos del funcional (92). En el caso estático ψ(x,y,z,t) = ψ(x,y,z), la ecuación se reduce a la ecuación de Schrödinger generalizada independiente del tiempo (113). Una característica distintiva de las ecuaciones estocásticas es el hecho de que son adecuadas para describir la dinámica y la estática de estados promediados de partículas caóticamente errantes de cualquier escala (es decir, son adecuadas para describir objetos estocásticos del micro y macrocosmos).

Keywords: Schrödinger equation, Planck constant, derivation of the Schrödinger equation, stochastic quantum mechanics Palabras clave: ecuación de Schrödinger, constante de Planck, derivación de la ecuación de Schrödinger, mecánica cuántica estocástica

REVISIÓN DE APLICACIONES DE TERMODINÁMICA CONTINUA EN EL EQUILIBRIO DE FASES DE MEZCLAS COMPLEJAS

REVIEW OF CONTINUOUS THERMODYNAMICS APPLICATIONS IN PHASE EQUILIBRIA OF COMPLEX MIXTURES

María Lucena¹, Yris González², Wilfredo Angulo², Iván Machin³ (1) Universidad Nacional Politécnica Antonio José de Sucre, Departamento de Ingeniería Química, Av. Corpahuaico con Av. La Salle, UNEXPO, Barquisimeto – Venezuela, (2) Escuela Superior Politécnica del Litoral, ESPOL, Facultad de Ciencias Naturales y Matemática, Campus Gustavo Galindo Km. 30.5 Vía Perimetral, Guayaquil – Ecuador, (3) Castillo Max Oil and Gas, Laboratorio de Investigación Química, Av. Casanova, Conjunto Inmobiliario del Centro Comercial El Recreo, Torre Sur, piso 8, Caracas – Venezuela

Resumen

La presente revisión documental estudia investigaciones científicas referidas a las aplicaciones de termodinámica continua en cálculos del equilibrio de fases de mezclas complejas, publicadas desde el inicio del desarrollo de esta técnica hasta la actualidad; con el propósito de comparar y establecer relaciones entre el tipo de sistema estudiado, función de distribución y variable distribuida empleada, las cuales son las principales variables de esta investigación. Las aplicaciones del equilibrio de fases en fracciones de petróleo destacan sobre los demás sistemas abordados y específicamente las referidas al equilibrio líquido-vapor son las más estudiadas, aunque existen aportes en el equilibrio líquido-sólido y líquido-líquido. El uso de funciones de distribución algebraicas de una sola variable es más frecuente y la función más empleada es la gamma. Esta ha sido usada en la caracterización de diversos sistemas con diferentes variables distribuidas, como el peso molecular, punto de ebullición y número de átomos de carbono.

Abstract

This documentary review studies scientific research on continuous thermodynamics applications in phase equilibrium calculations of complex mixtures with the purpose of comparing and establishing relations between the types of complex mixture, distribution function, and distributed variable used, which are the main variables of this research. It thoroughly covers relevant work from the inception of this technique until today. These applications in phase equilibrium of petroleum fractions prevail over all those of other systems, being the vapor-liquid equilibrium ones the most widely studied, although there are some relevant contributions in solid-liquid and liquid-liquid equilibria. The use of algebraic distribution functions of a single variable is more frequent, and the most used function is the gamma. This has been used in the characterization of diverse systems with different distributed variables, such as molecular weight, boiling point and number of carbon atoms.

Palabras clave: termodinámica continua, función de distribución, equilibrio de fases, fracciones de petróleo Keywords: continuous thermodynamics, distribution function, phase equilibrium, petroleum fraction

CARACTERIZACIÓN DE CEPAS DE BACILLUS ENDÓFITAS DE LA PLANTA HIPERACUMULADORA DE NÍQUEL Leucocroton havanensis

CHARACTERIZATION OF ENDOPHITE BACILLUS SEEDS OF THE NICKEL HYPERACUMULATOR PLANT Leucocroton havanensis

Alexander Govin¹, Magdia Guerra¹, Marian de la C. Reyes¹ (1) Universidad de La Habana, Facultad de Biología, Calle 25 No. 455 entre I y J, Plaza de la Revolución, La Habana – Cuba

Resumen

En este trabajo se caracterizan bacterias endófitas de la planta hiperacumuladora de níquel Leucocroton havanensis. Se emplearon tres cepas pertenecientes al género Bacillus. Se evaluó la tolerancia a Ni (II), la influencia de la temperatura y el pH en el crecimiento, así como la influencia del metal en la producción de ácido indolacético, amoniaco y en la fijación biológica de dinitrógeno. Se determinó la solubilización bacteriana de níquel. Las cepas crecieron en intervalos de temperatura de 30- 50 °C, a valores de pH de 5- 9 y hasta 10 mmol. L^-1 de Ni (II). Las cepas producen AIA, amoníaco y fijan dinitrógeno en presencia de 5 mmol. L^-1 de níquel. Además, solubilizaron más del 70% del níquel incorporado en el medio de cultivo en forma de carbonato de níquel. Las bacterias endófitas de L. havanensis presentan características que las hacen interesantes para ser evaluadas en alternativas de fitorremediación.

Abstract

In this work, endophytic bacteria from the nickel hyperaccumulating plant Leucocroton havanensis are characterized. Three strains belonging to Bacillus genus were used. It was evaluated the tolerance to Ni (II), the influence of temperature and pH in growth, as well as the influence of metal in the production of indolacetic acid, ammonia and in the biological fixation of dinitrogen. Bacterial solubilization of nickel was determined. The strains grew in temperature intervals of 30-50 °C, at pH values of 5- 9 and up to 10 mmol. L^-1 Ni (II). The strains produce AIA, ammonia and fix dinitrogen in the presence of 5 mmol. L^-1 of nickel. In addition, they solubilize more than 70% of the nickel incorporated in the culture medium in the form of nickel carbonate. Endophytic bacteria of L. havanensis present characteristics that make them interesting to be evaluated in phytoremediation alternatives.

Palabras clave: Bacillus, fitoacumulación, solubilización de níquel, tolerancia a níquel Keywords: Bacillus, phytoaccumulation, nickel solubilization, nickel tolerance

REMOCIÓN DE CROMO HEXAVALENTE EN SOLUCIÓN ACUOSA POR LA BIOMASA DE LA CASCARA DE CAMARÓN ROSADO DEL GOLFO DE MÉXICO (Farfantepenaeus duorarum)

REMOVAL OF HEXAVALENT CHROMIUM IN AQUEOUS SOLUTION BY THE BIOMASS OF THE PINK SHRIMP HILL OF THE GULF OF MEXICO (Farfantepenaeus duorarum)

Juana Tovar¹, Nathalie Hernández¹, Adriana Rodríguez², Juan F. Cárdenas², Víctor M. Martínez³, Ismael Acosta¹ (1) Unidad Académica Multidisciplinaria Zona Media, Carretera Río Verde san Ciro km 4.5, Colonia Puente del Carmen, CP 79617, Río Verde, San Luis Potosí, SLP-México, (2) Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Facultad de Ciencias Químicas, Laboratorio de Micología Experimental, Av. Dr. Manuel Nava No. 6, Zona Universitaria, CP 78320, San Luis Potosí, SLP-México (3) Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, Instituto de Ciencias Agropecuarias, Área Académica de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Rancho Universitario, Av. Universidad Km. 1 Ex-Hda. de Aquetzalpa, AP 32, CP 43600 Tulancingo, Hidalgo-México

Resumen

El objetivo de este trabajo fue determinar la remoción de Cromo (VI) en solución acuosa por la biomasa de la cáscara de Camarón por el método colorimétrico de la Difenilcarbazida. Se evaluó la bioadsorción a diferentes pH´s (1, 2, 3 y 4) y a diferentes tiempos de incubación. También se estudió el efecto de la temperatura en el intervalo de 28°C hasta 70oC y la remoción a diferentes concentraciones iniciales del metal (100-500 mg/L). La mayor bioadsorción (90%) ocurre a las 24 horas, a un pH de 1.0, 28°C y 1 g de biomasa, mientras que, a mayor temperatura y concentración de biomasa, es mayor la remoción, pero si se aumenta la concentración del metal, disminuye la eficiencia de remoción. Además, 5 g de la biomasa eliminan el 80% de cromo (VI) a partir de tierra contaminada con 297 mg del metal/g de tierra, a las 96 horas de incubación a 28°C.

Abstract

The aim of this work was to determine the removal of Chromium (VI) in aqueous solution by the biomass of shrimp shell by the colorimetric method of Diphenylcarbazide. Bioadsorption was evaluated at different pH’s (1, 2, 3 and 4) and at different incubation times. Too, the effect of temperature in the range of 28°C to 70oC and removal at different initial concentrations of the metal (100-500 mg/L), were studied. The most removal of metal (90%) was at 24 hours, to pH 1.0, 28°C and 1 g of biomass, while at a higher temperature and biomass concentration the removal is greater, but if the concentration of the metal is increased, the removal efficiency decreases. Furthermore, 5 g of biomass removal 80% of Chromium (VI) from earth contaminated with 297 mg of metal/g of earth at 96 hours of incubation at 28°C.

Palabras clave: biorremediación, cáscara de camarón, cromo (VI), difenilcarbazida Keywords: biorremediation, shrimp shell, chromium (VI), dhiphenylcarbazyde

PROCESO DE OBTENCIÓN DE BIODIÉSEL A PARTIR DE AVUs: ANÁLISIS DIFERENCIAL DE COSTOS DE OPCIONES ÓPTIMAS DE INTEGRACIÓN ENERGÉTICA

PROCESS OF OBTAINING BIODIESEL FROM WVO: DIFFERENTIAL COST ANALYSIS OF OPTIMAL ENERGY INTEGRATION OPTIONS

María F. Laborde^1,2, Medardo S. González³, José M. Ponce³, Ana M. Pagano¹, María C. Gely¹ (1) Núcleo TECSE, Departamento de Ingeniería Química y Tecnología de Alimentos, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires (UNICEN), Av. Del Valle 5737, Olavarría, Buenos Aires – Argentina, (2) Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Av. Rivadavia 1917, Ciudad Autónoma de Buenos Aires – Argentina, (3) Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo (UMSNH), Gral. Francisco J. Múgica S/N, Ciudad Universitaria, Morelia, Michoacán – México

Resumen

En este trabajo se seleccionó la mejor alternativa de diseño de Red de Intercambio de Calor (RIC) aplicada al proceso de esterificación y transesterificación con metanol para la obtención de biodiésel a partir de aceites vegetales usados (AVUs), mediante un análisis económico diferencial entre las alternativas con y sin RIC. Ambas opciones con integración de calor presentaron un valor actual neto (VAN) mayor que aquellas en las que no se aplicó integración energética, debido fundamentalmente a la disminución en los costos operativos. El valor de VAN para las opciones 1 y 2 fue de US$ 29.821.901 y US$ 26.004.006, respectivamente. Por lo tanto, la Opción 1 resultó ser la alternativa tecnológica económicamente más conveniente.

Abstract

In this work, the best alternative design of Heat Exchange Network (HEN) applied to the process of esterification and transesterification with methanol to obtain biodiesel from waste vegetable oils (WVO) was selected through a differential economic analysis between the alternatives with and without HEN. Both options with heat integration presented a higher net present value (NPV) than those where no energy integration was applied, mainly due to the decrease in operating costs. The NPV for options 1 and 2 was US$ 29,821,901 and US$ 26,004,006, respectively. Therefore, Option 1 turned out to be the most economically convenient technological alternative.

Palabras clave: biodiesel, costos diferenciales, superestructura, red de intercambio de calor Keywords: biodiesel, differential cost, superstructure, heat exchange network

ANÁLISIS DE LA ETAPA DE HIDRÓLISIS DE LA LACTOSA DEL SUERO LÁCTEO PARA LA OBTENCIÓN DE BIOETANOL

ANALYSIS OF THE LACTOSE HYDROLYSIS STAGE OF MILK WHEY TO OBTAIN BIOETHANOL

Verónica Capdevila¹, María E. Vales^1,2, Cristina Gely¹, Ana Pagano¹ (1) Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires (UNICEN), Facultad de Ingeniería, Núcleo de Investigación Tecnologías de Semillas y Alimentos (TECSE), Departamento de Ingeniería Química y Tecnología de los Alimentos,  Av. del Valle 5737, (7400) Olavarría – Argentina, (2) Becaria de Iniciación Científico y Tecnológica, Facultad de Ingeniería (UNICEN), Argentina

Resumen

Se desarrolló un modelo de simulación de la hidrólisis de lactosa, principal carbohidrato del lactosuero, como primera etapa de la producción de bioetanol 2G (segunda generación) obtenido de residuos de alimentos. Se estudió experimentalmente la hidrólisis ácida y enzimática de un sustrato modelo de lactosuero (5-20% p/p lactosa) para obtener parámetros cinéticos necesarios para el modelado y simulación de los reactores involucrados para una escala de 88 t de lactosuero/h. Este análisis demostró ventajas comparativas de la hidrólisis enzimática en cuanto a dimensiones del reactor y condiciones operativas. Mediante un análisis exergoeconómico de este proceso se determinó que la hidrólisis enzimática con concentración 20% p/p lactosa, reacción modelada como pseudo-primer orden en un sistema óptimo de dos reactores (5 m3 y 4 m3) de mezcla completa en serie, resultó ser la más beneficiosa para una alcanzar 82% de conversión, involucrando un costo exergoeconómico de 31,2 U$S/s.

Abstract

A simulation model was developed for the hydrolysis of lactose, the main carbohydrate in whey, as the first stage in the production of 2G bioethanol (second generation) obtained from food waste. The acid and enzymatic hydrolysis of a model substrate of whey (5-20% w/w lactose) was studied experimentally to obtain the necessary kinetic parameters for the modeling and simulation of the reactors involved for a scale of 88 t of whey/h. This analysis demonstrated comparative advantages of enzymatic hydrolysis in terms of reactor dimensions and operating conditions. By means of an exergo-economic analysis of this process, it was determined that the enzymatic hydrolysis with concentration 20% w/w lactose, reaction modeled as pseudo-first order in an optimal system of two reactors (5 m3 and 4 m3) of complete mixture in series, be the most beneficial for achieving an  82% conversion, involving an exergo-economic cost of 31.2 U$S/s.

Palabras clave: biocombustible, modelado, simulación, exergía Keywords: biofuel, modeling, simulation, exergy

ISSN: 0718-8706

Teoría/Aplicación (Theory/Application)

1. Análisis de la etapa de hidrólisis de la lactosa del suero lácteo para la obtención de bioetanol. Analysis of the lactose hydrolysis stage of milk whey to obtain bioethanol. Verónica Capdevila, María E. Vales, Cristina Gely, Ana Pagano (pp. 1-17).

2. Proceso de obtención de biodiésel a partir de AVUs: análisis diferencial de costos de opciones óptimas de integración energética. Process of obtaining biodiesel from WVO: differential cost analysis of optimal energy integration options. María F. Laborde, Medardo S. González, José M. Ponce, Ana M. Pagano, María C. Gely (pp. 19-33).

3. Remoción de cromo hexavalente en solución acuosa por la biomasa de la cascara de camarón rosado del Golfo de México (Farfantepenaeus duorarum). Removal of hexavalent chromium in aqueous solution by the biomass of the pink shrimp hill of the Gulf of Mexico (Farfantepenaeus duorarum). Juana Tovar, Nathalie Hernández, Adriana Rodríguez, Juan F. Cárdenas, Víctor M. Martínez, Ismael Acosta (pp. 35-45).

4. Caracterización de cepas de Bacillus endófitas de la planta hiperacumuladora de níquel Leucocroton havanensis. Characterization of endophite Bacillus seeds of the nickel hyperacumulator plant Leucocroton havanensis. Alexander Govin, Magdia Guerra, Marian de la C. Reyes (pp. 47-57).

5. Revisión de aplicaciones de termodinámica continua en el equilibrio de fases de mezclas complejas. Review of continuous thermodynamics applications in phase equilibria of complex mixtures. María Lucena, Yris González, Wilfredo Angulo, Iván Machin (pp. 59-73).

6. Derivation of the generalized time-independent Schrödinger equation. The new stochastic quantum mechanics: “Think and calculate”. Derivación de la ecuación de Schrödinger generalizada e independiente del tiempo. La nueva mecánica cuántica estocástica: «Pensar y calcular». Mikhail Batanov-Gaukhman (pp. 75-113). (article in English/artículo en inglés)

7. Caracterización de bacterias aisladas de un yacimiento de petróleo Cubano. Characterization of bacteria isolated from a Cuban oil field. Thais Hernández, Polina Yurevna, Hugo Bautista, Alexander Govin, Saúl Fernández, Freya González (pp. 115-133).

8. Comportamiento corrosivo de tubos de latón en contacto con nafta y agua residual. Corrosive behavior of brass pipes in contact with naphtha and wastewater. Nelson F. Llovet de Armas, Yichsy Rivera, Juan Davis (pp. 135-144).

9. Determinación de la concentración óptima de edulcorante Stevia en mermeladas de uva bajas calorías a través del punto de corte sensorial obtenido de las estadísticas de análisis de supervivencia. Determination of the optimal concentration of Stevia sweetener in low-calorie grape jam through the sensory cut-off point obtained from survival analysis statistics. Mariana B. Laborde, Gisele Portela, Ana M. Pagano (pp. 145-156).

Enseñanza/Aprendizaje (Teaching/Learning)

CUADRADOS SUPERMÁGICOS DE TAMAÑO CUATRO

SUPERMAGIC SQUARES OF SIZE FOURS

Vicente F. Molina-Padrón¹ (1) Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, Facultad de Matemática, Física y Computación, Carretera a Camajuaní Km. 5 ½, Santa Clara, Villa Clara – Cuba

Resumen

El objetivo del trabajo es obtener todos los cuadrados mágicos de tamaño cuatro a partir de un Modelo de Optimización; en el que, además de las restricciones tradicionales (sumas por filas, columnas y diagonales), se tengan en cuenta otras restricciones relacionadas con cuatro submatrices 2 x 2, en las que puede dividirse el cuadrado. Se demuestra que estas restricciones están implícitas en las tradicionales; por lo que todos los cuadrados de tamaño cuatro pueden clasificarse como supermágicos. Se representa el problema mediante un Modelo de Programación Lineal en Enteros con soluciones múltiples; que, al ser resuelto con ayuda del software LINGO, permitió encontrar los 880 cuadrados que cumplen tales restricciones. La forma como son presentados los cuadrados facilita que puedan ser localizados a partir de características referidas a la posición del número 1. Quedan ordenadas las combinaciones con el 1, para cualquier fila, en las que no existen estos cuadrados.

Abstract

The aim of this paper is to obtain all magic squares of size four, by using an Optimization Model where, in addition to the traditional restrictions (sums for rows, columns and diagonals), other restrictions related to four 2 x 2 submatrices, into which the square can be divided, are taken into account. It is shown that these additional restrictions are included in the traditional ones; therefore, all squares of size four could be classified as supermagic. The problem is represented by means of a Linear Programming Model in Integers with multiple solutions; which, when solved with the help of LINGO software, allowed to find the 880 squares that meet such restrictions. The way squares are presented makes it easy to locate them from characteristics referred to the position of number one. The different combinations for number one in any row for which these squares do not exist, are orderedl.

Palabras clave: LINGO, cuadrado mágico 4 x 4, modelo de optimización, propiedades de simetría Keywords: LINGO, magic square 4 x 4, optimization model, symmetry properties

ESTUDIO DEL INGRESO DE HIDRÓGENO EN ACERO ELECTROCINCADO MEDIANTE ANÁLISIS TÉRMICO

STUDY OF THE INPUT OF HYDROGEN IN ELECTROGALVANIZED STEEL BY THERMAL ANALYSIS 

María N. Delpupo¹, Mariano N. Inés¹, Carolina A. Asmus¹, Graciela A. Mansilla¹ (1) Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional San Nicolás, Departamento Metalurgia/DEYTEMA, Grupo Metalurgia Física, Colón 332, 2900 San Nicolás de los Arroyos – Argentina

Resumen

El objetivo de este trabajo es estudiar el ingreso de hidrógeno en muestras de alambres de Acero SAE 1005 durante las sucesivas etapas del proceso de galvanizado electrolítico. Se realizaron ensayos de calorimetría diferencial de barrido con el fin de evaluar posibles temperaturas de absorción/desorción de hidrógeno y finalmente se empleó la técnica de decoración con plata para detectar los sitios de atrape de hidrógeno en la microestructura del material. A partir de los resultados experimentales, se determina que el hidrógeno ingresa tanto en la etapa de decapado como en la de electrocincado, siendo esta última la de mayor influencia. El hidrógeno queda retenido en la interfaz correspondiente al recubrimiento de zinc y la matriz de acero. No obstante, la evidencia hallada permite concluir que la etapa final de electrocincado es la que posee mayor incidencia en el ingreso de H para este grado de acero.

Abstract

The aim of this work is to study the hydrogen input in SAE 1005 steel wire samples during the successive stages of the electrolytic galvanizing process. Differential scanning calorimetry tests were performed in order to evaluate possible hydrogen absorption/desorption temperatures and finally the silver decoration technique was used to detect hydrogen trapping sites in the microstructure of the material. From the experimental results, it was determined that hydrogen enters both the pickling and the electrogalvanizing stages, the latter being the most influential. The hydrogen is retained at the interface corresponding to the zinc coating and the steel matrix. However, the evidence found allows us to conclude that the final stage electrogalvanizing is the one with the greatest influence on the entry of H for this grade of steel.

Palabras clave: electrocincado, decapado, hidrógeno, análisis térmico diferencial Keywords: electrogalvanized, pickling, hydrogen, differential thermal analysis

PREDICCIÓN DE LA CURVA DE RUPTURA DE UN REACTOR DE LECHO FIJO DE HIDROPROCESAMIENTO DE ACEITE PESADO

PREDICTION OF THE BREAKTHROUGH CURVE OF A FIXED BED REACTOR OF HYDROPROCESSING OF HEAVY OIL

Maricruz Morales-Blancas¹, Issis C. Romero-Ibarra², Ma. del Carmen Monterrubio-Badillo¹, Gustavo Gutiérrez-Sánchez¹, Fabián S. Mederos-Nieto¹, Ignacio Elizalde¹* (1) Instituto Politécnico Nacional, Centro Mexicano para la Producción más Limpia (CMP+L-IPN), Av. Acueducto s/n, Col. Barrio la Laguna Ticomán, Ciudad de México, C.P. 07340 – México, (2) Instituto Politécnico Nacional, Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas (UPIITA-IPN), Av. IPN No. 2580, Col. Barrio la Laguna Ticomán, Ciudad de México, C.P. 07340 – México

Resumen

Se desarrolló la solución numérica de un modelo de reactor de lecho fijo de hidroprocesamiento de aceite pesado para determinar los perfiles de desactivación intrapartícula, a lo largo del reactor y como una función del tiempo de utilización del catalizador, basándose en la hipótesis del medio continuo, con la finalidad de obtener la curva de ruptura para un conjunto particular de parámetros y condiciones de reacción. Se varió el número de segmentos en dirección espacial y los incrementos de tiempo para la convergencia del modelo. Para las condiciones simuladas se encontró un frente de pérdida de sitios, desde la entrada del reactor hacia la salida, como función del tiempo. Los perfiles hallados a partir de las simulaciones están en correspondencia con las observaciones experimentales previas. La curva de ruptura permitió la determinación del máximo tiempo de utilización del catalizador para alcanzar un nivel predeterminado de conversión del reactivo.

Abstract

The numerical solution of a heavy oil hydroprocessing fixed bed reactor model was developed to determine the intraparticle deactivation profiles, throughout the reactor and as a function of time-on-stream, based on the continuous hypothesis, in order to obtain the breakthrough curve for a particular set of reaction parameters and conditions. The number of segments in spatial direction and the increments in time for model convergence were varied. For the simulated conditions, a site loss front was found, from the reactor inlet to the outlet, as a function of time. The profiles found from the simulations are in correspondence with the previous experimental observations. The breakdown curve allowed the determination of the maximum time of catalyst use to reach a predetermined level of reagent conversion.

Palabras clave: hidrotratamiento, simulación de la desactivación, curva de ruptura, perfiles de concentración Keywords: hydrotreating, deactivation simulation, breakthrough curve, concentration profiles