Proyectos
ANÁLISIS Y COMPARACIÓN DE ESTRATEGIAS DE CONTROL PARA SISTEMAS DE DESTILACIÓN CONVENCIONALES Y TÉRMICAMENTE ACOPLADOS DE MEZCLAS AZEOTRÓPICAS
Resumen
La destilación es una de las operaciones unitarias clave en los procesos químicos. Solamente la industria petrolera, con cerca de 900 refinerías a lo largo del mundo, posee una capacidad primaria de destilación de 3.8 miles de millones de toneladas por año. La industria del gas natural (1.4 miles de millones de toneladas por año) es altamente dependiente de la tecnología de la destilación; la separación del gas licuado en C3 /C4 y gasolina natural es un ejemplo de las muchas aplicaciones. La producción de petroquímicos y otros compuestos orgánicos también posee una fuerte dependencia de la destilación, aunque ésta operación también es utilizada en el procesamiento de productos de bajo volumen de producción pero con alto valor agregado. La investigación en destilación repetidas veces se ha declarado un área muerta. Sin embargo, ha habido un interés renovado en los últimos años, especialmente desde que las columnas de destilación se han convertido en un tema favorito de la ingeniería de procesos, incluyendo áreas de síntesis, dinámica de sistemas y control de sistemas. La principal desventaja de la destilación son sus grandes consumos de energía y se ha estimado que del consumo de energía mundial el 3% se gasta en las columnas de destilación (Hewitt et al., 1999). En las tres últimas décadas se ha prestado considerable atención a este problema, en el área de síntesis y optimización de procesos, logrando aumentar en cierta medida la eficiencia del proceso de destilación. Se han realizado estudios encaminados a lograr ahorros de energía, los cuales se pueden dividir en cuatro categorías: ahorro de energía en columnas de destilación convencionales, procesos alternos con ahorro de energía, integración de columnas individuales con otras columnas o con el proceso global y secuencias de destilación con acoplamientos térmico. Las columnas con acoplamiento térmico suponen una extensión a los sistemas de secuencias de columnas convencionales para mejorar la eficacia energética, y que permiten importantes ahorros energéticos y en ocasiones también de inversión. Además, los diseños mixtos acoplamiento térmico ¿ integración energética introducen posibilidades de ahorros extra de energía importantes sobre los sistemas sólo con acoplamiento térmico o que consideran sólo integración de energía. Aunque hoy en día sólo se tienen en cuenta alguna, entre el enorme número de posibilidades que proporcionan las secuencias de columnas de destilación con acoplamiento térmico, no sería extraño que en una economía globalizada, como la actual, donde los aspectos energéticos y los medioambientales relacionados tienen cada vez más importancia, la destilación con acoplamiento térmico pueda llegar a tener una gran importancia. Una de las dificultades importantes cuando aparecen acoplamientos térmicos entre diferentes columnas es el aumento de corrientes que conectan dos columnas, lo que aumenta la complejidad del sistema. En particular las corrientes externas de vapor pueden introducir problemas con el control que podrían incluso llevar a perder las ventajas de trabajar con acoplamiento térmico. Agrawal y Fidkowski (Aiche Journal 1999, 45, (3), 485-496; Aiche Journal 1998, 44, (11), 2565-2568) ilustran este hecho para la columna con acoplamiento térmico total. Como consecuencia, poco se ha hecho por la identificación de las dinámicas del proceso y, más aún, en el planteamiento de leyes de control retroalimentado que aseguren su operación. El desarrollo de esta área de investigación, en cualquier Departamento o Escuela de Ingeniería Química, es vital ya que permite estar a la vanguardia en el área de procesos y contribuir a la generación de ideas innovadoras que permitan enfrentar los retos actuales que demanda la industria y la sociedad.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:PROGRAMA NACIONAL DE SEMILLEROS DE INVESTIGACIÓN, CREACIÓN E INNOVACIÓN DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 2013-2015
Modalidad:Modalidad 1: Proyectos para la introducción en la investigación, creación o innovación
Responsable