Estudio para la simulación de una planta de biorefinación de biomasa lignocelulósica para producir amoniaco mediante el proceso Haber Bosch y la producción de dimetil éter (DME), a partir de desechos agroindustriales de la provincia de Cotopaxi.

Abstract

En el presente estudio se detalla el diseno de una planta de biorrefineria de biomasa lignocelulosica para la obtencion de dimetil eter (DME) y urea, a partir de gas de sintesis producido por la gasificacion catalitica de residuos agroindustriales procedentes de la provincia de Cotopaxi. Para el desarrollo del trabajo se ingreso la composicion de las diferentes muestras de biomasa: banano, cacao, cana de azucar, palma africana y tallo de rosas, como corrientes iniciales del proceso. Se inicio la fase de secado alcanzando una humedad del 5% y luego la gasificacion catalitica de la biomasa. En este caso el CaCO3 fue el catalizador utilizado junto con el vapor de agua como agente gasificante para estudiar la influencia de diversos factores en la composicion del gas de sintesis como; la temperatura de gasificacion, la relacion biomasa-vapor, y la relacion catalizador-biomasa. Los resultados mostraron que el uso del carbonato de calcio tiene la capacidad de mejorar notablemente el contenido de hidrogeno, a una temperatura entre 650-750 ‹C. Ademas, se concluyo que la palma africana alcanzo la composicion molar mas alta de todas las muestras analizadas en la gasificacion de la biomasa, siendo de 94,75% mol en condiciones optimas. El 75% de hidrogeno producido es separado y enviado a la unidad de sintesis de amoniaco que se rige por el proceso Haber-Bosch. El dioxido de carbono necesario para la sintesis de urea es obtenido en la etapa de regeneracion del catalizador. Los resultados mostraron que un tren de separacion permite la produccion de urea liquida al 99% en su composicion molar. Por otro lado, en la sintesis de dimetil eter se propuso un metodo directo donde las reacciones de produccion de metanol y deshidratacion del mismo ocurre en el mismo reactor utilizando un catalizador hibrido de Cu/ZnO/Al2O3, y ƒÁ.Al2O3, a partir del gas de sintesis. El estudio realizado determino que por medio de la absorcion y la destilacion se alcanzo una pureza del 99% el dimetil eter producido.