2021 LACCEI - Virtual Edition
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“Prospective and trends in technology and skills for sustainable social development”. “Leveraging emerging technologies to construct the future”. Virtual Edition. July 19 – 23, 2021
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Item Obtención de Combustibles Líquidos a Partir de Residuos de Polietileno de Alta Densidad(LACCEI Inc., 2021-07) Ramos, Williams; Pretell, VíctorEn el Perú la generación de residuos plásticos es creciente y deviene en un problema ambiental acuciante, solo el 0.3% de los residuos plásticos se recicla. El presente trabajo de investigación busca estudiar las variables que afectan la pirólisis de los residuos de polietileno de alta densidad (HDPE) para la obtención del máximo rendimiento de combustibles líquidos. Se estudió el efecto del tamaño de partícula y la temperatura de operación en los rendimientos de productos líquidos. Se adquirió 30 kg de residuos de HDPE compuesto de diferentes tamaños de partículas hasta un máximo de 8 cm, los residuos de HDPE fueron tamizados y clasificados en cuatro grupos, posteriormente la muestra fue caracterizada y comparada frente a un patrón de trabajo. Se diseñó y construyó un sistema a escala laboratorio para la pirólisis en la cual las condiciones operativas que maximizan la obtención de combustibles líquidos fueron una temperatura de operación de 550 °C, presión de operación de 34.66 kPa abs., velocidad de calentamiento de 20 °C/min y un tamaño de partícula de 4 a 6 mm. Los rendimientos de productos obtenidos fueron los siguientes: 88% de líquidos, 2% de sólidos (residuo carbonoso) y 10% de gases.Item Remediación de Suelos Amazónicos Altamente Contaminados con Hidrocarburos Intemperizados, Aplicando el Proceso de Pirólisis al Vacío(LACCEI Inc., 2021-07) Pretell, Victor; Arroyo, Janett; Ramos, WilliamsLos 50 años de explotación de petróleo en la amazonia peruana han generado una serie de pasivos ambientales, solo considerando los lotes 192 y 8, existen más de 300 sitios impactados en un área mayor a las 22000 ha las cuales se encuentran a la espera de ser remediados. La mayoría de los suelos impactados llevan décadas sin ser remediados lo que ha originado que se concentren las fracciones más pesadas de hidrocarburos en el suelo (fracción F2 y F3) cuyas concentraciones pueden llegar a superar en 246 a 99 veces los valores establecidos en el Estándar de Calidad Ambiental (ECA) peruano de suelos agrícolas. La pirólisis al vacío es un proceso termoquímico que degrada la materia orgánica en ausencia de oxigeno y que podría ser usada para remediar los suelos contaminados con hidrocarburos de petróleo. Se obtuvieron 5 muestras de suelo amazónico contaminado con petróleo proveniente del Lote 8-Perú, estas muestras fueron caracterizadas por su contenido de Hidrocarburos Totales de Petróleo (TPH) fracción F1, F2 y F3, luego se las sometió a pirólisis al vacío a una temperatura de 550°C, presión de 40 kPa abs. durante 180 minutos, los resultados obtenidos muestran una remoción de los TPH mayor al 99.99%, el suelo tratado cumple el ECA peruano de suelo agrícola. En todos los casos las muestras fueron pirolizadas sin ningún tratamiento previo. Asimismo, la muestra más contaminada con hidrocarburos (M2) fue sometida a una pirólisis al vacío a macroescala, se tomó 8.28 kg de la muestra M2, se la pirolizó por 408 minutos a 540 °C y 40 kPa abs., la temperatura del agua de enfriamiento fue 17.5 ⁰C, se logró una remoción de los hidrocarburos del 99.97% y el suelo tratado cumple el ECA peruano de suelo agrícola. Finalmente se analizó el producto líquido obtenido en la pirólisis el cual puede ser procesado en un sistema de tratamiento de efluentes líquidos típico existentes en los lotes de producción de petróleo para alcanzar los limites exigidos por la regulación peruana antes de su descarga a un cuerpo receptor. La pirólisis al vacío es un método efectivo y rápido para remediar suelos amazónicos altamente contaminados con hidrocarburos intemperizados.Item Producción de Combustibles Líquidos por Pirólisis al Vacío de Neumáticos Usados(LACCEI Inc., 2021-07) Astorayme, Meg; Pretell, Victor; Pilco, Alex; Ramos, WilliamsLos neumáticos fuera de uso (NFU), son aquellos neumáticos que han expirado como resultado de exceder su vida útil, en el Perú por las actividades de transporte y de minería en el año 2016 se estimaba que habían alrededor de un millón setecientos cincuenta mil NFU, que representan 45,000 toneladas de residuos. Los NFU son residuos que afectan al medio ambiente y podrían ser reciclados como productos energéticos. Una alternativa de reciclaje es el proceso termoquímico denominado pirólisis. Se investigo el rendimiento y calidad de los combustibles líquidos obtenidos al efectuar la pirólisis al vacío de los NFU, se evaluó el efecto de la presión de vacío, temperatura y tamaño de la partícula sobre los rendimientos de las fracciones liquidas. Los experimentos se realizaron a escala de laboratorio y de planta piloto. A escala de laboratorio se obtuvo que las condiciones que maximizaban el rendimiento de productos líquidos era una presión de 30.52 kPa abs., temperatura de 550 °C y un tamaño de partícula de 25x25 mm. A estas condiciones se obtuvo un rendimiento de productos líquidos de 54.32%, sólidos 39.87% y gases 5.81%. El producto líquido tiene las características de un petróleo tipo Talara y puede ser empleado como carga de refinería o puede ser usado como combustible industrial. El producto sólido es un producto carbonoso con bajo contenido de humedad, su poder calorífico superior fue 23.49 MJ/kg que lo clasifica como carbón subbituminoso de tipo B según ASTM D388, es fácil de moler y podría ser empleado como combustible industrial o precursor de carbón activado o negro de humo. A escala de planta piloto se obtuvo un rendimiento de productos líquidos de 35.88%, sólidos 42.42% y gases 21.70%.Item Optimización y Caracterización de Combustibles Líquidos Obtenidos a partir de la Pirólisis Catalítica de Residuos Plásticos(LACCEI Inc., 2021-07) Ramos, Williams; Pretell, VíctorSe generó un modelo matemático de optimización en base a datos experimentales de la obtención de combustibles líquidos a partir de la pirólisis catalítica de residuos plásticos. Para lo cual se utilizó la versión de prueba del software “Minitab 17” realizando una regresión múltiple de los datos, siendo el valor objetivo, el rendimiento de productos líquidos, y como variables, la temperatura de operación de pirólisis y la relación catalizador/ materia prima. Se produjo un modelo original y posteriormente un modelo ajustado en el cual se encontró que las condiciones operativas que maximizan el rendimiento de combustibles líquidos son: temperatura de operación de pirólisis = 654 °C, relación catalizador/materia prima = 1.2 %, para el cual el rendimiento de productos líquidos fue 83 %. Asimismo, se pudo determinar mediante el análisis de las propiedades fisicoquímicas, que los productos líquidos obtenidos a las condiciones óptimas contenían fracciones de 9 % de corte de gasolina, 36 % de Nafta/Kerosene, 50 % de corte de diésel y 5 % de residual. De igual forma, se realizó un análisis de composición química en la cual se determinó que los productos líquidos obtenidas a las condiciones óptimas contenían principalmente hidrocarburos, así como cierto contenido de componentes aromáticos, halogenados, azufrados y oxigenados.Item Obtención de un Inhibidor de Corrosión Alternativo a partir del Zumo de Albaricoque(LACCEI Inc., 2021-07) Ramos, Williams; Caballero, Álvaro; Caceres, Jesús; Camones, JhordiñoEl presente trabajo de investigación estudia el efecto de un inhibidor de corrosión alternativo, el zumo de albaricoque en acero al carbono, dado que el acero al carbono es uno de los metales más utilizados en la industria de hidrocarburos. Para el experimento se trabajó con láminas de acero al carbono expuestas a un medio corrosivo (Una solución de H3PO4 con concentración de 146.991 kg/m3), dichas laminas se trabajaron sin presencia de inhibidor y con presencia de inhibidor (con concentración de 95.09 kg/m3) respectivamente. Se determinó la pérdida de masa para cada caso y se obtuvo las velocidades de corrosión y el porcentaje de eficiencia del inhibidor (IE %), los resultados muestran una velocidad de corrosión de 2.701×10-6 kg/m2.s (430.6 MPY) para el proceso sin inhibidor y una velocidad de corrosión de 7.940×10-7 kg/m2.s (126.5 MPY) con un IE % del 70.6 para el proceso con inhibidor. Asimismo, se generó un modelo matemático en el cual se introdujo la velocidad de corrosión como variable dependiente y la temperatura, concentración del medio y concentración del inhibidor como variables independientes, de lo cual se puede observar una clara influencia entre la temperatura y la concentración del inhibidor en la velocidad de corrosión electroquímica, mientras que el concentración del medio no tiene una influencia significativa a concentraciones de 97.994 a 146.991 kg/m3.Item Estudio Cinético de la Pirólisis del Oil Shale en la Cuenca Lancones-Perú por Métodos Isoconversionales y Gráficos Maestros(LACCEI Inc., 2021-07) Ubillas, Carlos; Morales, Walter; Ramos, Williams; Pretell, VictorEl oil shale, es una roca de grano fino que está compuesta por materia orgánica inmadura donde los hidrocarburos se encuentran atrapados en sus microporos. La Cuenca Lancones está localizada en la región noroccidental del Perú, presenta características geológicas y geoquímicas adecuadas como el contenido de material orgánico presente en las muestras de oil shale medidos según el parámetro carbono orgánico total (TOC) esta entre 1 a 4.5%, lo cual indica que es una fuente probable de petróleo no convencional. La pirólisis es un método térmico empleado en la recuperación del hidrocarburo contenido en el oil shale. Se realizó el análisis termogravimétrico a una muestra de oil shale extraída de la Cuenca Lancones para determinar el triplete cinético (Energía de activación, factor de pre-exponencial y mecanismo de reacción), La Energía de activación se calculó usando el método isoconversional diferencial de Friedman, el factor pre-exponencial se halló según el efecto de compensación y el modelo cinético por el método del Gráfico Maestro. Se obtuvo energías de activación promedio de 113.1 kJ/mol y 164.0 kJ/mol en el rango de conversiones de 0.05≤α≤0.40 y 0.45≤α≤0.95 respectivamente. El factor de frecuencia en ese mismo rango de conversiones tiene valores promedio de 8.62E+07 min-1 y 8.40E+07 min-1, finalmente se determinó que el modelo cinético es el de contracción esférica.