Modelado, simulación y control de una unidad de reformación catalítica con vapor empleada para la obtención de gas de síntesis

Abstract

En el presente trabajo se desarrolló un modelo matemático de un reactor de reformación catalítica de gas natural con vapor para la obtención de gas de síntesis, basado en sistemas de ecuaciones diferenciales ordinarias para simular el estado estacionario, y de ecuaciones diferenciales parciales para simular el estado dinámico. El horno reformador está constituido internamente por tres secciones: la sección de reacción está constituida por unos tubos catalíticos donde se lleva a cabo la reacción principal; la sección combustión cuya función es generar (mediante la combustión de gases) y suministrar calor a los tubos catalíticos donde se lleva a cabo la reacción para la obtención de gas de síntesis; y la sección convección que está constituida por un tren de intercambiadores de calor cuya función es aprovechar la energía que traen los gases de combustión que salen del horno para calentar otras corrientes del proceso (integración energética). En el modelo se considera el efecto de difusión interna dentro de la matriz de catalizador. Los resultados obtenidos de la simulación del modelo con los datos de planta representan el comportamiento de las variables presentes en el proceso. Adicionalmente, los modelos desarrollados para el Reformador presentaron problemas de rigidez, por lo que requirieron de métodos numéricos especializados para su solución.