Evaluación de la permeación de mezcla de gases en membranas de zeolita y su aplicabilidad a reactores de membrana para síntesis de metanol

Tovar Rubio, Miriam
Menéndez Sastre, Miguel Alejandro (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2017
Departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente, Área de Ingeniería Química

Máster Universitario en Ingeniería Química

Resumen: Este trabajo fin de máster, forma parte de la investigación sobre la intensificación del proceso de síntesis de metanol (BIOREFINER) del grupo de Catálisis, Separaciones Moleculares e Ingeniería de Reactores (CREG) de la Universidad de Zaragoza. Actualmente hay una tendencia emergente dentro de la Ingeniería Química, la intensificación de procesos. La intensificación de procesos es un concepto que se refiere a la puesta en marcha de equipos y/o métodos para “producir más con menos” y conseguir así mejores resultados desde el punto de vista ambiental, económico y social. Muchas de las tecnologías basadas en Intensificación de Procesos se aplican combinando operaciones unitarias simples sobre un dispositivo de uso múltiple como por ejemplo: reactores, intercambiadores de calor, separación de productos… El metanol es uno de los productos químicos básicos más importantes, sin embargo, la conversión por paso de metanol a presiones moderadas es muy baja. Para mejorar la síntesis de metanol se han propuesto reactores de membrana basados en membranas de zeolita. De esta manera al integrar en una única unidad una zona de reacción y una zona de separación de metanol o agua (formados en la reacción), se puede aumentar la conversión alcanzable (principio de Le Châtelier). En el presente trabajo se lleva a cabo la caracterización de las membranas de zeolita para su posible aplicación en reactores de membrana para la síntesis de metanol. Las membranas seleccionadas son membranas de tipo T, que están compuestas por una mezcla de zeolitas ERI/OFF suministradas por Mitsui Zosen Machinery & Service, Inc. y membranas de mordenita (MOR) Suministradas por la Universidad de Yamaguchi. Se estudia el efecto del tipo de membrana, la temperatura, la presión parcial del agua y el efecto de gas de arrastre (Argón) sobre el factor de separación agua/hidrógeno. Los resultados muestran un buen factor de separación para las membranas de tipo T, siendo la permeación de agua en la mayoría de los casos mucho mayor que la del hidrógeno o dióxido de carbono. Se puede observar que a altas temperaturas aumenta la permeación de hidrógeno, lo que disminuye el factor de separación. Los resultados obtenidos proporcionan la base para un diseño matemático y la optimización de un reactor de membrana de zeolita.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master