Juan Manuel Barraza Burgos, Ph.D.

Licuefacción directa del carbón del Cerrejón (Colombia) – Influencia de variables de proceso sobre la conversión y distribución de productos.

Juan Barraza1, Edwin Coley1, Daniel R. Velasco1, Pedro Colom2

1Escuela de Ingeniería Química, Ciudadela Universitaria

Melendez, Universidad del Valle, Cali, Colombia 2Carbones del Cerrejón Limited, Guajira-Colombia

Juan Manuel Barraza Burgos, Ph.D.

Contenido

1. Formulación del problema.

2. Justificación.

3. Aspectos teóricos.

4. Objetivos.

5. Metodología experimental.

6. Resultados y discusión.

7. Conclusión.

Juan Manuel Barraza Burgos, Ph.D.

1. Formulación del problema Petróleo - Fuente de energía más importante.

Alta dependencia, variabilidad de precios, agotamiento.

Petróleo - Fuente de energía más importante.

Juan Manuel Barraza Burgos, Ph.D.

2. Justificación

Reservas medidas: 7.063 Mt (BP Statistical Review of world energy, 2010)

3. Aspectos teóricos 3.1 Licuefacción del carbón.

Etapas de la licuefacción: 1) Formación de suspensión. 2) Disolución. 3) Transferencia de H2.

Objetivo principal

Condiciones generales de la licuefacción:

Producción de hidrocarburos líquidos

Juan Manuel Barraza Burgos, Ph.D.

3.2 Mecanismo de transferencia de hidrógeno.

Neavel (Fuel, 55, 1976)

Stanislav (Fuel , 73, 1994)

Crelling y Suarez (2008)

3.3 Efecto del solvente en la licuefacción del carbón.

Estabilizan radicales libres del carbón.

Catalizador H2 Solvente Carbón (Wey, 2000).

Previene la recombinación de los radicales libres.

Puede actuar dispersando los radicales libres (Liu, 2000).

3.4 Efecto de la temperatura de reacción.

Guin, et al 1 encontraron:

1Guin, et al. ACS Division of Fuel Chemistry, 1975, 20, 66.

3.6 Efecto de la materia mineral.

1Whitehurst, et al. The Chemistry and Technology of Thermal Processes , 1980. 2 Baldwin, R, y Vinciguerra,S. Fuel, 1983, 62, 498-501.

3.7 Licuefacción de carbones concentrados en vitrinita.

4. Objetivos

4.1 OBJETIVO GENERAL.

1. Evaluar el comportamiento del carbón del Cerrejón en el proceso de licuefacción directa en presencia de aceite de antraceno como solvente donador de hidrógeno.

Juan Manuel Barraza Burgos, Ph.D.

4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS.

1. Evaluar el efecto de la temperatura de reacción, relación carbón/solvente, en el proceso de licuefacción directa del carbón del Cerrejón, crudo y beneficiado sobre el grado de conversión y la distribución de productos.

2. Establecer y analizar el efecto de la concentración del maceral vitrinita en la licuefacción directa del carbón del Cerrejón.

5. Metodología experimental 5.1 MATERIALES.

5.1.1 Carbón del Cerrejón.

Tabla 1. Análisis próximo (crudo) Tabla 2. Análisis próximo (beneficiado)

Tabla 3. Análisis último (crudo) Tabla 4. Análisis último (beneficiado)

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5.1.2 Aceite de antraceno.

5.2 DISEÑO EXPERIMENTAL.

Tabla 4. Factores y niveles utilizados en el diseño experimental.

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5.2 EQUIPO DE REACCIÓN.

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5.2 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.

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5.3 CARACTERIZACIÓN DE LOS PRODUCTOS DE REACCIÓN.

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6. Resultados y discusión 6.1 Efecto de la temperatura y relación S/C sobre la

conversión usando carbón crudo.

Juan Manuel Barraza Burgos, Ph.D.

6. Resultados y discusión 6.1 Efecto de la temperatura y relación S/C sobre oils

usando carbón crudo.

Juan Manuel Barraza Burgos, Ph.D.

6. Resultados y discusión 6.1 Efecto de la temperatura y relación S/C sobre

asfaltenos y preasfaltenos usando carbón crudo.

0

5

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35

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Asf

alte

no

s y

Pre

asfa

lte

no

s, %

Temperatura, °C

Relación 2:1

Relación 4:1

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6. Resultados y discusión 6.1 Efecto de la temperatura y relación S/C sobre gases

usando carbón crudo.

Juan Manuel Barraza Burgos, Ph.D.

6.2 Efecto de la temperatura y relación S/C sobre la conversión usando carbón beneficiado.

Juan Manuel Barraza Burgos, Ph.D.

6.2 Efecto de la temperatura y relación S/C sobre oils usando carbón beneficiado.

Juan Manuel Barraza Burgos, Ph.D.

6.2 Efecto de la temperatura y relación S/C sobre asfaltenos y preasfaltenos usando carbón beneficiado.

Juan Manuel Barraza Burgos, Ph.D.

6.2 Efecto de la temperatura y relación S/C sobre gases usando carbón beneficiado.

Juan Manuel Barraza Burgos, Ph.D.

6.3 Efecto del pretratamiento en la licuefacción del carbón del Cerrejón.

6.3.1 Porcentajes de conversión (Relación S/C = 4:1).

Juan Manuel Barraza Burgos, Ph.D.

6.3.2 Porcentajes de aceites (Relación S/C = 4:1).

Juan Manuel Barraza Burgos, Ph.D.

7. Conclusiones

Efecto positivo del incremento en la relación S/C.

Efecto negativo del aumento en la temperatura.

Beneficio Perjudicial para el proceso.

Posible efecto catalítico de la materia mineral del carbón del Cerrejón analizado.

Juan Manuel Barraza Burgos, Ph.D.

Este es el final de la presentación MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION !!!!