Seminario “Análisis Termodinámico y Simulación del Proceso de Producción de Gas de Síntesis a partir del Metano usando CoWO4 como Transportador de Oxígeno”

Resumen

Para la producción de gas de síntesis (syngas), la oxidación parcial (POX) del metano es una reacción más eficiente que la reformación con vapor de agua (SMR), actualmente la tecnología dominante para la producción de hidrógeno. Para superar una de las desventajas más importantes de la reacción de POX, que trata del uso de oxígeno puro, se propone un óxido metálico (CoWO4) como transportador de oxígeno (POX-MeO). Usando un análisis termodinámico se presenta un arreglo de un sistema que involucra dos reactores. En el primero de ellos se llevan a cabo las reacciones POX-MeO (4CH4 + CoWO4 = 8H2 + 4CO + Co + W; 2CH4 + CoWO4 = 4H2 + 2CO2 + Co + W) y la no deseable formación de carbón (CH4 = C + 2H2), mientras que en el segundo reactor los productos sólidos del primero se combinan con vapor de agua para gasificar el carbón depositado (C + H2O = H2 + CO; C + 2H2O = 2H2 + CO2) y simultáneamente regenerar el óxido metálico para producir syngas (Co + W + H2O = CoWO4 + 4H2). El óxido regenerado se recircula al primer reactor para hacer un proceso continuo. Se realizó una simulación de este proceso en Aspen Plus tomando en cuenta un flujo inicial de 4 kmol/hr de metano. Se proponen cuatro análisis de sensibilidad para determinar las condiciones óptimas para el funcionamiento del proceso. En estas condiciones determinadas se encontró un 96% de conversión de metano y la producción de una corriente de syngas y otra con alta pureza de hidrógeno.