Estudio del fenómeno de expansión–contracción del lecho en reactores de lecho ebullente usando el análisis dimensional y la teoría de modelos
Study of bed expansion–contraction phenomenon in ebullated–bed reactors based on dimensional analysis and model theory
J. L. Sánchez–Lópezl, R. S. Ruiz–Martinezl*, F. Alonso–Martínez2,3 y J. Ancheyta–Juárez3
1 Área de Ingeniería Química, Universidad Autónoma Metropolitana–Iztapalapa. Av. San Rafael Atlixco 186, Col. Vicentina, CP 09360, México, D.F. *Autor para la correspondencia. E–mail: rmr@xanum.uam.mx. Tel.: 5804–4648, Fax.:5804–4900
2 Instituto Mexicano del Petróleo; Eje Central Lázaro Cárdenas No. 152 Col. San Bartolo Atepehuaca, México, D.F.
]]> 3 Instituto Tecnológico de Ciudad Madero, Av. 1o. de Mayo esq. Sor Juana Inés de la Cruz s/n Col. los Mangos, Cd. Madero Tamaulipas, México.
Recibido 20 de Marzo 2007
Aceptado 18 de Junio 2008
Resumen
Un enfoque acerca del escalamiento hidrodinámico para lechos fluidizados de tres fases reportado por Safoniuk y col. (1999) fue evaluado para sistemas operados a alta presión y alta temperatura. El método mencionado, basado en conceptos de análisis dimensional y teoría de modelos, sugiere el uso de un conjunto de cinco grupos adimensionales que deben ser igualados para asegurar la semejanza hidrodinámica entre dos unidades experimentales separadas que difieren tanto en su geometría como en sus condiciones de operación. Con la ayuda de estos conceptos, en el presente trabajo se llevaron a cabo experimentos en un sistema operado a presión atmosférica para simular el comportamiento hidrodinámico de un sistema de lecho ebullente operado a condiciones severas. La porosidad del lecho y el fenómeno de expansión–contracción fueron comparados en ambos sistemas. Sobre bases estadísticas, se observó una apropiada comparación entre la porosidad del lecho en ambas unidades.
Palabras clave: lecho ebullente, hidrodinámica, escalamiento, semejanza, alta presión.
Abstract
]]> The hydrodynamics scale–up approach reported by Safoniuk et al. (1999) for three–phase fluidized beds has been evaluated when applied for high pressure and temperature systems. The aforementioned method, which is based on dimensional analysis concepts and model theory, suggests the use of a set of five dimensionless groups that must be matched to ensure hydrodynamic similarity between two separate experimental units that differ both geometrically and in the operating conditions. With the aid of these concepts, in the present work experiments have been carried out with a system operated at atmospheric pressure to simulate the hydrodynamics of an ebullated–bed system operated under severe conditions. The bed porosity and the bed expansion–contraction phenomena have been compared for both systems. On a statistical basis, a good agreement between the bed porosities of both units was observed.Keywords: ebullated–bed; hydrodynamics; scale–up; similarity; high pressure.
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Agradecimientos
Se agradece el apoyo del Instituto Mexicano del Petróleo para la realización de este trabajo.
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