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Universidad Privada del Valle Docente: Ing. Martha Siles C. Materia: Simulación de Procesos HIdrocarburíferos

EJERCICIO # 13 SISTEMA DE GENERACION DE GAS DE SINTESIS 1. La producción de gas de síntesis es una parte importante de los procesos de síntesis petroquímica a partir de gas natural, como para la producción de amoniaco y metanol. La conversión de este proceso es modelado empleando tres reacciones de conversión y una de equilibrio. Para la producción de METANOL se debe manejar una relación de vapor y GN de 1.5:1. En este proceso de generación de SYNGAS se requiere diseñar el reformador primario y el reformador secundario, por un proceso autotérmico. Las reacciones químicas que suceden en el proceso se detallan a continuación:

Utilice la base de datos de HYSYS para instalar las reacciones de equilibrio definidas en el simulador. Para el reformador 1rio: RXN- 1: Reacción de equilibrio definida en HYSYS. RXN- 2: Fase vapor, componente base: metano y grado de conversión: 15%. RXN-4: Reacción de equilibrio definida en HYSYS. Condiciones de Operación: 780 C y 40 atm.

Universidad Privada del Valle Docente: Ing. Martha Siles C. Materia: Simulación de Procesos HIdrocarburíferos

Para el reformador 2rio: RXN- 1: Reacción de equilibrio definida en HYSYS. RXN- 2: Fase vapor, componente base: metano y grado de conversión: 15%. RXN-4: Reacción de equilibrio definida en HYSYS. RXN- 3: Fase vapor, componente base: metano y grado de conversión: 100%. Condiciones de Operación: 950 C y 40 atm. Relación Oxígeno /GN: 1:1 Nota.- Divida la alimentación de gas natural es 50% para el ingreso del reformador 1rio y el otro 50% de flujo directamente al reformador secundario. Reactores Shift: Diseñe tres reactores en seria con la reacción Rxn-4. Reacción de equilibrio definida en HYSYS. Condiciones de Operación: Reactor 1: 850 C; Reactor 2: 780 C; Reactor 3: 600 C.

Las composiciones de las corrientes de ingreso al sistema se indican en la siguiente tabla. Temp. Presión Flujo Corriente [ºC] [atm] [MMSCFD] % Gas Natural (CH4)

700

41

Vapor a reformador

500

25

45

100 100 79%

Aire

120

25

21%

Vapor a combustor

500

25

100

Determine: a) b) c) d)

El grado de conversión obtenido en el reformador 1rio y 2rio El grado de conversión total obtenido en los reactores shift para la rxn4. Determine cuál es la relación de hidrogeno/CO al final del proceso? Como se comportan las reacciones de equilibrio en los reactores 1rio y 2rio? Cual es el grado de conversión individual obtenido en estas reacciones? e) Como puede optimizar este proceso?