Revista ION

Influence of temperature during crude palm oil hydrotreating over NiMo/γ-Al₂O₃ catalysts

Catalizadores bimetálicos comerciales NiMo/γ-Al2O3 fueron utilizados para el hidroprocesamiento de aceite crudo de palma (ACP) en una unidad de planta piloto, a presión de 90MPa, velocidad espacial de 2h-1 y temperatura entre 413-533K. Los resultados experimentales muestran que la distribución de productos está fuertemente controlada por la temperatura de reacción mostrando que a una temperatura entre 473 y 533K, se incrementa la cantidad de ésteres cerosos presentes en el producto final, modificando propiedades tales como penetración y punto de fusión, las cuales también fueron evaluadas. Los rendimientos obtenidos y la variación en las propiedades del producto final se atribuyeron a la proporción de reacciones de saturación de triglicéridos (TG), hidrogenólisis de TG, saturación de ácidos grasos, saturación de alcoholes grasos y esterificación, entre otras.

Bimetallic NiMo/γ-Al2O3 catalysts were used for crude palm oil (CPO) hydroprocessing in a pilot plant unit, at pressure 90MPa, LHSV 2h-1 and temperatures between 413-533K. Experimental results show the product distribution is strongly driven by temperature and at temperatures between 473 and 533K increasing the amount of wax esters in the final product, modifying properties such as penetration and melting point, which were also evaluated. Yields and properties of the final product were attributed to the ratio between reactions of trialcylglicelrols (TAG) saturation, TAG hydrogenolysis, fatty acid saturation, fatty alcohols saturation and esterification.

Kinetic study of polyuretane syntesis produced from castor oil using Differential Scanning Calorimetry

En el presente artículo se presenta un estudio de la cinética de formación del poliuretano producido a partir de aceite de ricino e isoforona diisocianato. La velocidad de reacción fue monitoreada por calorimetría diferencial de barrido (DSC). Se evaluaron comparativamente tres modelos de reacción con sus correspondientes ecuaciones de velocidad de reacción para representar el comportamiento de los datos experimentales. El modelo de orden n y el modelo de autocatálisis fueron descartados por inconsistencias con las bases de la ecuación de Arrhenius y por bajo índice de correlación de datos. Se propone un modelo de reacción que considera los efectos químicos y físicos (difusión) presentes en la reacción de un monómero poli funcional como es el caso objeto del presente estudio. Este modelo permite un buen ajuste de los datos experimentales de velocidad de reacción. Se aplicaron métodos de isoconversión y regresión no lineal para el cálculo de los parámetros cinéticos. Se realizó un análisis comparativo de la magnitud de las resistencias y se encontró que la difusión es la mayor resistencia a la reacción en casi todo el intervalo de conversión.

This paper presents a study of the kinetics of polyurethane formation produced from castor oil and isophorone diisocyanate. The reaction rate was monitored by means of Differential Scanning Calorimetry (DSC). Three reaction models with their respective reaction rates were evaluated by comparison in representing experimental data of reaction rate. The model of order n and the auto catalytic were discharged for inconsistency with the bases of Arrhenius equation and for poor correlation with experimental data. A reaction model is proposed considering two resistances to reaction due to chemical and physical effects (diffusion) present in the polymerization of a poly functional monomer as in the case under study. This model faithfully represents the experimental data of reaction rate. Iso-conversion and nonlinear regression techniques were applied to calculate the kinetic parameters. A comparative analysis of the magnitude of the resistances allowed finding that diffusion is the major resistance during most of the conversion interval.

Microalgae based biorefinery: evaluation of oil extraction methods in terms of efficiency, costs, toxicity and energy in lab-scale

Several alternatives of microalgal metabolites extraction and transformation are being studied for achieving the total utilization of this energy crop of great interest worldwide. Microalgae oil extraction is a key stage in microalgal biodiesel production chains and their efficiency affects significantly the global process efficiency. In this study, a comparison of five oil extraction methods in lab-scale was made taking as additional parameters, besides extraction efficiency, the costs of method performing, energy requirements, and toxicity of solvents used, in order to elucidate the convenience of their incorporation to a microalgae-based topology of biorefinery. Methods analyzed were Solvent extraction assisted with high speed homogenization (SHE), Continuous reflux solvent extraction (CSE), Hexane based extraction (HBE), Cyclohexane based extraction (CBE) and Ethanol-hexane extraction (EHE), for this evaluation were used the microalgae strains Nannochloropsis sp., Guinardia sp., Closterium sp., Amphiprora sp. and Navicula sp., obtained from a Colombian microalgae bioprospecting. In addition, morphological response of strains to oil extraction methods was also evaluated by optic microscopy. Results shows that although there is not a unique oil extraction method which excels in all parameters evaluated, CSE, SHE and HBE appears as promising alternatives, while HBE method is shown as the more convenient for using in lab-scale and potentially scalable for implementation in a microalgae based biorefinery.

Distintas alternativas de extracción y transformación de metabolitos de biomasa de microalgas están siendo estudiadas para lograr el aprovechamiento total de este cultivo energético. La extracción del aceite de microalgas es una etapa clave en cadenas de producción de biodiesel a partir de ellas y su eficiencia afecta significativamente la eficiencia global del proceso. En este estudio se realiza la comparación de cinco métodos de extracción de aceite de microalgas a escala laboratorio, tomando como criterios adicionales a la eficiencia de extracción, los costos de ejecución de cada método, requerimientos energéticos y toxicidad de los solventes utilizados, con el fin de definir la conveniencia de su incorporación en una topología de biorefinería a partir de microalgas. Los métodos analizados fueron extracción con solvente asistida con homogenización (SHE), extracción con reflujo continuo de solvente (CSE), extracción con hexano (HBE) y ciclohexano (CBE), y extracción de aceite utilizando la mezcla etanol-hexano (EHE). Se emplearon las microalgas de bioprospección nacional Nannochloropsis sp., Guinardia sp., Closterium sp., Amphiprora sp. y Navicula sp. Adicionalmente, se estudió la respuesta morfológica de las cepas mencionadas a los distintos métodos de extracción por medio de microscopía óptica. Los resultados muestran que aunque no hay un método que sobresalga en todos los parámetros evaluados, los métodos CSE, SHE y HBE se perfilan como promisorios, mientras que el método HBE se muestra como el más conveniente para utilizar a escala laboratorio en términos generales y potencialmente escalable para su implementación en una biorefinería basada en microalgas.

Modelling of combustion in Diesel engines: a review of the state of the art

El estudio del proceso de combustión en motores Diésel ha sido, durante años, un tema de gran interés debido principalmente a la creciente necesidad de mejorar el rendimiento de los motores, reducir el consumo de combustible y reducir la emisión de contaminantes. Los estudios experimentales presentan la desventaja de requerir grandes recursos económicos y tiempo en su realización, razón por la cual se utilizan modelos computacionales que permiten estudiar el proceso de combustión de una forma más económica y práctica. En este artículo se presenta una revisión de varios de los modelos de combustión en motores Diésel más relevantes, desarrollados a nivel nacional e internacional, con el fin de dar al lector una visión de la evolución y el estado actual de este tipo de modelos.

The study of the combustion process in Diesel engines has been for years a subject of great interest mainly due to the increasing need to improve engine performance, reduce fuel consumption and reduce the pollutant emissions. Experimental studies have the disadvantage of require enormous efforts, money and time, that is the reason why computer models are used to study the combustion process in a more economical and practical way. This article presents a review of the most relevant Diesel engine combustion models developed nationally and internationally, to give the reader an insight of the evolution and current status of such models.

Model chloride diffusion in concrete cylindrical specimens immersed in synthetic water

La barra de refuerzo en el interior del hormigón es susceptible a la corrosión cuando la penetración de cloruro del agua de mar en la superficie del acero es superior al contenido de cloruro crítico, acelerando el proceso de corrosión y afectando de esta manera la integridad del acero y el hormigón. El presente trabajo realiza unas pruebas preliminares ex situ del fenómeno de difusión de iones cloruros determinando coeficientes efectivos de difusión, aplicando la segunda ley de Fick, para calcular la concentración de cloruros y realizar una comparación de estas concentraciones con las obtenidas experimentalmente a partir de las normas ASTM-114 y ASTM C-1218/C1218M-93. Para lo cual en el laboratorio de la universidad de Cartagena, se elaboraron 4 probetas cilíndricas de dos clases de cemento encontradas de mayor circulación en el medio de la construcción en la ciudad de Cartagena de Indias y dos diferentes relaciones de agua cemento: 0,4 y 0,5, que es lo recomendado para la construcción de muelles. Elaborando perfiles de concentración de cloruros versus distancia y encontrando el mejor modelo que ajuste los datos encontrados.

Feasibility study, achira's starch use as fluid loss control agent in water-based muds drilling

El almidón de achira es un polímero de glucosa natural proveniente de una variedad de plantas o semillas, compuesto principalmente por una fracción molecular lineal (amilosa) y una ramificada (amilopectina), la relación de estos componentes y su organización física dentro de la estructura granular le confiere al almidón propiedades fisicoquímicas y funcionales características. La industria de los hidrocarburos desde el año de 1930, ha venido utilizando el almidón como agente aditivo en todo tipo de lodos, mostrando alta eficacia en funciones durante las actividades de perforación tales como la remoción de sólidos del fondo del hueco y en el control de filtrado hacia la formación. En este trabajo se evalúo la efectividad del almidón de achira o sagú sin modificar, como agente controlador de filtrado en lodos de perforación base agua, respecto a otros aditivos comercialmente utilizados por la industria, elaborados a base de celulosa polianiónica y polisacárido preservado. Se realizaron, al fluido de perforación y a condiciones de laboratorio, pruebas estándar de filtrado API, reología y pH. Los resultados de esta investigación muestran que el almidón de achira puede ser utilizado como agente controlador de filtrado en lodos de perforación base agua con un rendimiento superior comparado con los aditivos utilizados en este proyecto.

Canna is a polymer of natural glucose coming from a variety of plants or seeds, composed mainly of a molecular fraction linear (amylose) and branched (amylopectin), the relationship of these components and their physical arrangement within the granular structure gives to starch physico-chemical properties and functional characteristics. The oil and gas industry since the year of 1930 has been using starch as agent additive in all kinds of sludge, showing a high effectiveness in functions during drilling activities such as the removal of solids from the bottom of the hole and in the filtering control toward the formation. In this work, we evaluated the effectiveness of the starch unmodified of achira or also named sago, as agent filtering in drilling mud water base compared to other commercial additives used by the industry, developed with cellulose polyanionic and polysaccharide. The drilling fluid was designed to laboratory conditions and was made testing standard filtering API, rheology and pH. The result of this investigation shows Canna's starch can be used as filtering agent controller in water-base drilling mud with a better performance that other additives usually used to this purpose.

Statistical relationships to estimate rheological properties of aged and non-aged asphalts

En este trabajo se presentan las correlaciones estadísticas para la estimación de parámetros reológicos a partir de parámetros químicos, para dos asfaltos colombianos y un asfalto venezolano, sometidos a ensayos de envejecimiento acelerado en laboratorio. Las propiedades reológicas se evaluaron mediante la obtención de curvas maestras (análisis dinámico-mecánico), cuyo comportamiento se ajusta al modelo reológico propuesto por Christensen y Anderson. Los parámetros químicos comprenden la composición genérica (análisis SARA), así como características estructurales y funcionales (análisis FTIR). Las correlaciones obtenidas muestran que el índice reológico (R) puede ser estimado a partir del Índice de Inestabilidad Coloidal (Ic) y el Índice de Sulfóxidos (S=O) con un grado de correlación de 83,81%, mientras que el logaritmo de la frecuencia de transición (log ωc) puede ser estimado a partir del Índice de Alifáticos (Al) y el índice de Sulfóxidos (S=O), con un grado de correlación del 81,88%.

In this work, the statistical relationships for prediction of rheological parameters from chemical parameters were obtained. The asphalts studied were two asphalts produced in Colombia and an asphalt produced in Venezuela. The three asphalts were subjected to accelerated aging by Rolling Thin Film Oven Test (RTFOT) and Pressure Aging Vessel (PAV) procedures. Master curves for each asphalt were obtained by Dynamic Mechanical Analysis (DMA). Rheological parameters were obtained by non-linear regression analysis, to fit the master curves for each asphalt to the rheological model proposed by Christensen-Anderson. Chemical parameters were those of composition (SARA analysis), structural and functional features (FTIR analysis). The obtained relationships show that the Rheological Index can be estimated from Sulfoxide Index and Gaestel Index, with a correlation of 83,81% while the crossover frequency can be estimated from the Aliphatic Index and Sulfoxide Index, with a correlation of 81,88%.