Optimización de la combustión en hornos de la unidad hidrocracking, empleando métodos numéricos

Abstract

En este documento, los productos de la combustión de la mezcla de 3 gases combustible se calculan en el software EES, donde la composición química del primer gas denominado gas de Refinería (GR), es tomada de cromatografías pertenecientes a la corriente de gases reciclados, que provienen de distintas unidades en una refinería. Estos combustibles gaseosos son quemados en hornos de la industria petroquímica, y asumiendo que la composición de los otros 2 gases no varía con respecto al tiempo; el primer gas se mezcla con el gas Natural(GN), y el gas GLP que contienen en su composición química elementos como: C, H, O, N, y S. Para ello, se calculan las constantes de equilibrio en función de la temperatura, empleando el método de mínimos cuadrados a los datos termoquímicos de la tabla JANAF, con el fin de dejar expresado 12 productos de la combustión en función de 4 de ellos al aplicar el balanceo estequiométrico de átomos. Luego se implementa el Método de Newton Raphson alas ecuaciones no lineales obtenidas. También, se miden otros parámetros de interés para determinar la calidad de la mezcla, como lo son, el poder calorífico (LHV ), el índice de Wobbe (Wi), la densidad (Ï) entre otros. Las muestras de GR con poder calorífico inferior a 940(Btu/f t3), necesitaron mezclar los 3gases incluyendo al Glp, incrementando los costos; en cambio, las muestras de GR que tenían alto LHV sin necesidad de utilizar Glp llegaron a superar los 1000(Btu/f t3) de la mezcla, incluyendo solo al gas natural y el gas de refinería. Además, modificando el porcentaje de exceso de aire a la mezcla aire-combustible, se evaluó la temperatura de llama adiabática (Tad) junto con las emisiones de CO2, sin variar los costos, dando como resultado una herramienta que permite controlar la relación de flujo de los 3 gases disponibles para distribuir a los quemadores de los hornos y así optimizar la combustión de una manera económica y ecológica.