Estudio de la oxidación del 1-butanol con diferentes concentraciones de oxígeno y en presencia de NO

LOPEZ SINCHE, LUIS ANTONIO
Bilbao Duñabeitia, Rafael (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2018
Departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente, Área de Ingeniería Química

Graduado en Ingeniería Química

Resumen: La reducción de la contaminación es hoy en día una de las prioridades en cualquier proceso de combustión. En este contexto, en este trabajo fin de grado se ha estudiado la oxidación de 1-butanol ya que es un alcohol en creciente demanda por sus amplias aplicaciones y por sus propiedades como combustible o como aditivo para combustibles. El 1-butanol tiene propiedades parecidas a las del gasóleo y la gasolina, lo que lo hace muy interesante para su uso en motores de combustión interna. Los motores Diesel emiten materia particulada muy pequeña que es perjudicial para la salud de la población, por lo que minimizar estas emisiones es importante. Se ha observado en recientes experimentos que combustibles oxigenados emiten menos materia particulada en función de la cantidad de oxigeno presente en la mezcla de combustión, por esto el 1-butanol resulta interesante como posible sustituto de los combustibles habituales o como aditivo para minimizar los efectos contaminantes. El estudio de la oxidación de 1-butanol se ha realizado tomando como variables de operación: la temperatura de reacción, la cantidad de oxígeno en la mezcla gaseosa y la ausencia o presencia de NO. Se ha encontrado que, en general, a medida que aumenta la cantidad de oxígeno en la mezcla de combustión la oxidación ocurre en intervalos de temperatura menores, por lo que para condiciones oxidantes se oxida completamente en un intervalo de 625 a 825 ◦C y para condiciones reductoras se oxida completamente en un intervalo de 700 a 875 ◦C. Se ha observado en estudios recientes que la presencia de NO en la combustión de alcoholes promueve la oxidación en condiciones oxidantes (pobres en alcohol), sin embargo, puede inhibir la oxidación en condiciones reductoras (ricas en alcohol). En este trabajo se han encontrado resultados que corroboran lo encontrado en bibliografía, ya que en el caso de 1-butanol para condiciones oxidantes la combustión ocurre en un intervalo de temperaturas de 500-700 ◦C y en condiciones reductoras ocurre en un intervalo de 625-900 ◦C. Con los resultados experimentales se ha validado un mecanismo cinético mediante simulación por ordenador, donde se ha encontrado que en general el mecanismo propuesto predice bien los resultados experimentales para la mayoría de los compuestos, excepto para el metano y el NO. Se han propuesto unos caminos de reacción para los experimentos en ausencia y presencia de NO encontrando que son muy parecidos para las dos condiciones.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado