A mi familia… por ser luz en mi vida y motor en esta aventura! γ γ γ γ γ γ file:///C:/Users/Cindy%20Torres/Dropbox/Doctorado/Asuntos%20Administrativos/Graduación/2020_12_04_Cindy%20Torres%20Quirós_Tesis_v3.docx%23_Toc63882823 file:///C:/Users/Cindy%20Torres/Dropbox/Doctorado/Asuntos%20Administrativos/Graduación/2020_12_04_Cindy%20Torres%20Quirós_Tesis_v3.docx%23_Toc63882823 file:///C:/Users/Cindy%20Torres/Dropbox/Doctorado/Asuntos%20Administrativos/Graduación/2020_12_04_Cindy%20Torres%20Quirós_Tesis_v3.docx%23_Toc63882823 γ γ γ γ γ γ γ γ χ2 1.54 γ 𝑖. 𝑔. Autorización para digitalización y comunicación pública de Trabajos Finales de Graduación del Sistema de Estudios de Posgrado en el Repositorio Institucional de la Universidad de Costa Rica. Yo, _______________________________________, con cédula de identidad _____________________, en mi condición de autor del TFG titulado ___________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________ Autorizo a la Universidad de Costa Rica para digitalizar y hacer divulgación pública de forma gratuita de dicho TFG a través del Repositorio Institucional u otro medio electrónico, para ser puesto a disposición del público según lo que establezca el Sistema de Estudios de Posgrado. SI NO * *En caso de la negativa favor indicar el tiempo de restricción: ________________ año (s). Este Trabajo Final de Graduación será publicado en formato PDF, o en el formato que en el momento se establezca, de tal forma que el acceso al mismo sea libre, con el fin de permitir la consulta e impresión, pero no su modificación. Manifiesto que mi Trabajo Final de Graduación fue debidamente subido al sistema digital Kerwá y su contenido corresponde al documento original que sirvió para la obtención de mi título, y que su información no infringe ni violenta ningún derecho a terceros. El TFG además cuenta con el visto bueno de mi Director (a) de Tesis o Tutor (a) y cumplió con lo establecido en la revisión del Formato por parte del Sistema de Estudios de Posgrado. INFORMACIÓN DEL ESTUDIANTE: Nombre Completo: . Número de Carné: Número de cédula: . Correo Electrónico: . Fecha: . Número de teléfono: . Nombre del Director (a) de Tesis o Tutor (a): . FIRMA ESTUDIANTE Nota: El presente documento constituye una declaración jurada, cuyos alcances aseguran a la Universidad, que su contenido sea tomado como cierto. Su importancia radica en que permite abreviar procedimientos administrativos, y al mismo tiempo genera una responsabilidad legal para que quien declare contrario a la verdad de lo que manifiesta, puede como consecuencia, enfrentar un proceso penal por delito de perjurio, tipificado en el artículo 318 de nuestro Código Penal. Lo anterior implica que el estudiante se vea forzado a realizar su mayor esfuerzo para que no sólo incluya información veraz en la Licencia de Publicación, sino que también realice diligentemente la gestión de subir el documento correcto en la plataforma digital Kerwá. SISTEMA DE ESTUDIOS DE POSGRADO ESTUDIANTE Cindy Torres Quirós 110630473 GASIFICACIÓN CATALÍTICA DE PULPA DE CAFÉ: DESARROLLO Y CARACTERIZACIÓN DE CATALIZADOR, MODELADO CINÉTICO Cindy Torres Quirós 983624 110630473 cindy.torres@ucr.ac.cr 09 de febrero de 2021 Dr. Hugo de Lasa 2511-6640 https://es.wikipedia.org/wiki/Responsabilidad https://es.wikipedia.org/wiki/Perjurio     β 𝐵𝑖𝑜𝑚𝑎𝑠𝑎 + 𝑎𝑔𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑔𝑎𝑠𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑛𝑡𝑒 ∆ →𝐻2 + 𝐶𝑂 + 𝐶𝐻4 + 𝐶𝑂2 +𝐻2𝑂 + 𝑓𝑎𝑠𝑒 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑎 + 𝑎𝑙𝑞𝑢𝑖𝑡𝑟á𝑛   Tolva con pellets de pulpa de café Reactor de lecho descendente Filtro de limpieza del gas Reacción de Gasificación Unidad de medida de potencia y sistema de adquisición de datos       CH1.35O0.654 + 1O2 2 CO2 +3 H2O   𝐶 + 𝛽1𝐻2𝑂 + 𝛽2𝐶𝑂2 ⇔𝛽3𝐶𝑂 + 𝛽4𝐻2 𝐶𝐻4 +𝐻2𝑂 15% ← 𝐶𝑂 + 3𝐻2 𝐶𝑂 + 𝐻2𝑂 5% ← 𝐶𝑂2 + 𝐻2        𝐶𝑥𝐻𝑦𝑂𝑧 +𝐻2𝑂 ↔ 𝛼𝐶𝑂 + 𝛽𝐻2 + 𝜓𝐶𝐻4 + 𝛾𝐶𝑂2 + 𝜉𝐻2𝑂 + Ω𝐶(𝑠) + 𝑎𝑙𝑞𝑢𝑖𝑡𝑟𝑎𝑛𝑒𝑠 𝐶𝑥𝐻𝑦𝑂𝑧 + 𝐶𝑂2 ↔ 𝛼𝐶𝑂 + 𝛽𝐻2 + 𝜓𝐶𝐻4 + 𝛾𝐶𝑂2 + 𝜉𝐻2𝑂 + Ω𝐶(𝑠) + 𝑎𝑙𝑞𝑢𝑖𝑡𝑟𝑎𝑛𝑒𝑠    Δ 𝐶𝐻𝑥𝑂𝑦 + 𝐻2𝑂 + 𝑂2 ↔ 𝛼𝐶𝑂 + 𝛽𝐻2 + 𝜓𝐶𝐻4 + 𝛾𝐶𝑂2 + 𝜉𝐻2𝑂 + Ω𝐶(𝑠) + 𝑎𝑙𝑞𝑢𝑖𝑡𝑟𝑎𝑛𝑒𝑠 https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2019.01.025 𝑅1 𝐶𝐻4 + 2𝐻2𝑂 ⇌ 𝐶𝑂2 + 4𝐻2 𝑅2 𝐶𝐻𝑤𝑂𝑧 + (1 − 𝑧 +𝑤/2) 𝐶𝑂2 ⇌ (2 − 𝑧 + 𝑤/2)𝐶𝑂 + 𝑤/2𝐻2𝑂 𝑅3 𝐶𝑂 + 𝐻2𝑂 ⇌ 𝐶𝑂2 +𝐻2 𝑅4 𝐶𝐻𝑤𝑂𝑧 + (−𝑧/2+𝑤/4) 𝑂2 ⇌ 𝐶𝑂2 +𝑤/2𝐻2𝑂 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑅𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 = ∑ [ |(𝑋𝑒𝑥𝑝𝑖 − 𝑋𝑚𝑜𝑑𝑖 )| (𝑋𝑒𝑥𝑝𝑖 + 𝑋𝑚𝑜𝑑𝑖 ) 2 ]𝑖 𝑁 × 100    b) Carbon Conversion (CC) a) Syngas molar fractions 40 60 80 100 40 60 80 100C C M o d e l p re d ic ti o n ( % ) CC Experimental Result (%)   𝐹 Δ𝐺𝑜 ΔG𝑓 𝑜 Δ𝐻 Δ𝐻0 Δ𝐻𝑓 𝑜 𝐾𝑃,𝑘 𝐾𝑃,𝑘 𝑃 �̇� 𝑅 𝑅𝑘 𝑘 𝑇 𝑇0 𝑎 𝑏 𝑐 𝑐𝑃 𝑑 𝑒 𝑖 𝑗 𝑚 𝑛 𝑜 𝑟 𝑠 𝑤 𝑥 𝑦 𝑧 𝛼 𝐻2𝑂 𝛽 𝐶𝑂 𝛾 𝐶𝑂2 𝛿 𝐶𝐻4 휀 𝜖 𝜆 𝐻2 𝜈 𝜙 𝜔 ~ ň            α γ δ ~ γ γ · γ α λ γ HELIUM 2𝑀4𝑀𝑃 𝐶𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝐶𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛𝑜, 𝑋𝐶8𝐻10𝑂2 = 1 − 8 ∙ 𝑛𝐶8𝐻10𝑂2 ∑ 𝜈𝑖𝑛𝑖𝑖 𝐹𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑏𝑜𝑟𝑛𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑒 " = 𝑦𝑗 = 𝜈𝑗𝑛𝑗 ∑ 𝜈𝑖𝑛𝑖𝑖 𝑆𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑏𝑎𝑠𝑎 𝑒𝑛 𝑐𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑒 "𝑖" = 𝑆𝑖 = 𝜈𝑗𝑛𝑗 ∑ 𝜈𝑖𝑛𝑖𝑖 , ∀ 𝜈 < 8 𝑛𝑖 ν 𝑛𝐶8𝐻10𝑂2 γ γ -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 REGENERATED FexOy/10%CaO/g-Al2O3 5%CaO/g-Al2O3 FRESH FexOy/10%CaO/g-Al2O3 USED FexOy/10%CaO/g-Al2O3 g-Al2O3 JCPDS 10%CaO/g-Al2O3 g-Al2O3 In te n si ty ( a. u .) 2 θ (degree) γ γ γ Acidity Type Area (cm3 STP NH3) *MT (°C) Area (cm3 STP NH3) *MT (°C) Area (cm3 STP NH3) *MT (°C) Area (cm3 STP NH3) *MT (°C) Weak 5.54 183.7 4.36 177.3 2.96 177.8 3.74 178.1 Medium 2.36 246.2 2.05 245.9 1.31 223.2 0 Strong 2.26 326.5 0 0 0.86 337.9 Very Strong 1.15 461.1 0 0 0.51 461.5 5%CaO-g-Al2O3g-Al2O3 10%CaO-g-Al2O3 Catalyst *TM: Temperatura máxima (°C). Tipo de Acidez Área (cm3 STP NH3) *TM (°C) Área (cm3 STP NH3) *TM (°C) Área (cm3 STP NH3) *TM (°C) Área (cm3 STP NH3) *TM (°C) Débil 5.54 183.7 4.36 177.3 2.96 177.8 3.74 178.1 Media 2.36 246.2 2.05 245.9 1.31 223.2 0 Fuerte 2.26 326.5 0 0 0.86 337.9 Muy Fuerte 1.15 461.1 0 0 0.51 461.5 g-Al2O3 5%CaO-g-Al2O3 10%CaO-g-Al2O3 Catalizador a) b) γ γ γ γ γ γ γ γ γ γ γ γ γ γ γ γ γ   γ γ γ γ 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1400145015001550160016501700 a. u . Wavenumber (cm-1) 14 50 14 96 15 83 16 00 16 21 g-Al2O3 FexOy/10%CaO-g-Al2O3 10%CaO-g-Al2O3 (a) (b) (c) γ 𝐹𝑒2𝑂3 + 3𝐻2 2𝐹𝑒 + 3𝐻2𝑂 γ γ 2𝐹𝑒𝑂𝑂𝐻 + 𝐹𝑒+2 → 𝐹𝑒3𝑂4 + 2𝐻+ 𝐹𝑒(1−𝑥)𝑂 3𝐹𝑒2𝑂3 +𝐻2 2𝐹𝑒3𝑂4 +𝐻2𝑂 𝐹𝑒3𝑂4 + 4𝐻2 3𝐹𝑒 + 4𝐻2𝑂 Fresh 650°C Fresh 950°CRegenerated 650°C (1 − 𝑥)𝐹𝑒3𝑂4 + (1 − 4𝑥)𝐻2 3𝐹𝑒(1−𝑥)𝑂 + (1 − 4𝑥)𝐻2𝑂 𝐹𝑒(1−𝑥)𝑂 + 𝐻2 (1 − 𝑥)𝐹𝑒 + 𝐻2𝑂 γ 𝜒2 1.54 M o le f ra ct io n (a d im ) Time (s) 0 5 10 15 20 25 30 35 0 5 10 15 20 25 30 35 40 P re ss u re ( p si ) Time (s) Reactor Vacuum Box Termination Mixing Injection into the reactor Reaction γ γ γ γ γ 𝐻2𝑂 + 𝑆 ↔ 𝑂 ⋅ 𝑆 + 𝐻2 𝑂 ⋅ 𝑆 + 𝐶𝑂 ↔ 𝐶𝑂2 + 𝑆 𝐻2𝑂 + 𝑆 ↔ 𝐻2𝑂 ⋅ 𝑆 𝐻2𝑂 ∙ 𝑆 + 𝑆 ↔ 𝑂𝐻 ⋅ 𝑆 + 𝐻 ⋅ 𝑆 𝐶𝑂 + 𝑆 ↔ 𝐶𝑂 ⋅ 𝑆 𝑂𝐻 ⋅ 𝑆 + 𝐶𝑂 ⋅ 𝑆 ↔ 𝐻𝐶𝑂𝑂 ⋅ 𝑆 + 𝑆 𝐻𝐶𝑂𝑂 ⋅ 𝑆 + 𝑆 ↔ 𝐶𝑂2 ⋅ 𝑆 + 𝐻 ⋅ 𝑆 𝐶𝑂2 ⋅ 𝑆 ↔ 𝐶𝑂2 + 𝑆 2𝐻 ⋅ 𝑆 + 𝑆 ↔ 𝐻2 + 2𝑆 (5.6). 𝐶𝑂 ∙ 𝑆 + 𝑂 ∙ 𝑆 ↔ 𝐶𝑂2 + 2𝑆 𝑟𝑊𝐺𝑆𝑅 = 𝑘𝑊𝐺𝑆𝑅 ∙ 𝑃𝐶𝑂 ∙ 𝑃𝐻2 1 + 𝐾𝐶𝑂2 𝐴 ∙ 𝑃𝐶𝑂2 + 𝐾𝐻2𝑂 𝐴 ∙ 𝑃𝐻2𝑂 + 𝐾𝐻2 𝐴 ∙ 𝑃𝐻2 + 𝐾𝐶𝑂 𝐴 ∙ 𝑃𝐶𝑂 (1 − 𝑃𝐻2 ∙ 𝑃𝐶𝑂2 𝐾𝑊𝐺𝑆𝑅 ∙ 𝑃𝐻2𝑂 ∙ 𝑃𝐶𝑂 ) 𝑂𝐻 ⋅ 𝑆 + 𝐶𝑂 ⋅ 𝑆 ↔ 𝐶𝑂2 ⋅ 𝑆 + 𝐻 ∙ 𝑆 𝐶𝐻4 + 𝑆 → 𝐶 ∙ 𝑆 + 2𝐻2 𝐶𝐻4 → 𝐶𝐻3 + 𝑆 → 𝐶𝐻3 ∙ 𝑆 + 𝐶𝐻2 ∙ 𝑆 + 𝐻 → 𝐶𝐻1 ∙ 𝑆 + 2𝐻 + 𝐶𝐻 ∙ 𝑆 + 3𝐻 → 𝐶 ∙ 𝑆 + 4𝐻 𝑟𝑅𝑉𝑀 = 𝑘𝑅𝑉𝑀 ∙ 𝑘𝐶𝐻4 𝐴 𝑃𝐶𝐻4 1 + 𝑘𝐶𝐻4 𝐴 ∙ 𝑃𝐶𝐻4 ∙ (1 − 𝑃𝐶𝑂 ∙ 𝑃𝐻2 3 𝐾𝑅𝑉𝑀 ∙ 𝑃𝐶𝐻4 ∙ 𝑃𝐻2𝑂 ) 𝐶𝑂2 + 𝑆 ↔ 𝐶𝑂2 ∙ 𝑆 𝐶𝑂2 ∙ 𝑆 + 𝐶𝐻4 ↔ 2𝐶𝑂 + 2𝐻2 + 𝑆 𝑟𝑅𝑆𝑀 = 𝑘𝑅𝑆𝑀 ∙ 𝑃𝐶𝐻4 ∙ 𝑃𝐶𝑂2 1 + 𝑘𝐶𝑂2 𝐴 ∙ 𝑃𝐶𝑂2 ∙ (1 − 𝑃𝐶𝑂 2 ∙ 𝑃𝐻2 2 𝐾𝑅𝑆𝑀 ∙ 𝑃𝐶𝐻4 ∙ 𝑃𝐶𝑂2 ) 𝐶 + 𝐶𝑂2 ↔ 2𝐶𝑂 Δ Δ Δ Δ 𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 HELIUMCámara de vacío Loop del FID Loop del TCD Reactor 𝑛𝑖,𝑇𝐶𝐷 = 𝛼𝑖𝐴𝑖,𝑇𝐶𝐷 𝑥𝑖,𝐹𝐼𝐷 = 𝑥𝑖,𝑇𝐶𝐷 𝑃𝐹𝐼𝐷,4 = 𝑃𝑇𝐶𝐷,4 𝑇𝐹𝐼𝐷,4 = 𝑇𝑇𝐶𝐷,4 𝑛𝑖,𝐹𝐼𝐷 𝑉𝐹𝐼𝐷 = 𝑛𝑖,𝑇𝐶𝐷 𝑉𝑇𝐶𝐷 𝑛𝑖,𝐷𝑇 = 𝛽𝑛𝑖,𝐹𝐼𝐷 𝛽𝑛𝑖,𝐹𝐼𝐷 = 𝐴𝑖,𝐷𝑇 𝐴𝐶𝐻4,𝐷𝑇 𝛽𝑛𝐶𝐻4,𝐹𝐼𝐷 𝑁𝐶,𝑖 𝑥′𝑖,𝐹𝐼𝐷 = 𝑛𝑖,𝐹𝐼𝐷 ∑ 𝑛𝑖,𝐹𝐼𝐷𝑖 𝑥′𝑖,𝐷𝑇 = 𝑥𝑖,𝐹𝐼𝐷 1 − 𝑥𝐻𝑒,𝐹𝐼𝐷 − 𝑥𝐻2𝑂,𝐹𝐼𝐷 𝑃𝑉,4𝑉𝑉 = 𝑛𝑉,4𝑅𝑇𝑉,4 𝑃𝑉,4 = 𝑃𝐹𝐼𝐷,4 𝑇𝑉,4 = 𝑇𝐹𝐼𝐷,4 𝑃𝑉,3𝑉𝑉 = 𝑛𝑉,3𝑅𝑇𝑉,3 𝑥′𝑖,𝐷𝑇 = 𝑥′𝑖,𝑉,3 𝑃𝑅,3𝑉𝑅 = 𝑛𝑅,3𝑅𝑇𝑅,3 𝑥𝑖,𝑉,3 = 𝑥𝑖,𝑅,3 𝑛𝑖,𝑉,3 + 𝑛𝑖,𝑅,3 = 𝑛𝑖,𝑉,1 + 𝑛𝑖,𝑅,1 𝑥𝐻𝑒,𝑉,3 = 𝑛𝐻𝑒,𝑅,0 + 𝑛𝐻𝑒,𝑉,1 𝑛𝑅,1 + 𝑛𝑉,1 𝑥𝑖≠𝐻𝑒,𝑉,3 = 𝑛𝑖≠𝐻𝑒,𝑅,1 𝑛𝑅,1 + 𝑛𝑉,1 𝑃𝑉,1𝑉𝑉 = 𝑛𝑉,1𝑅𝑇𝑉,1 𝑛𝑉,1 = 𝑛𝐻𝑒,𝑉,1 𝑛𝐻𝑒,𝑉,1 = 𝑃𝑉,1𝑉𝑉 𝑅𝑇𝑉,1 𝑃𝑅,1𝑉𝑅 = 𝑛𝑅,1𝑅𝑇𝑅,1 𝑛𝐻𝑒,𝑅,1 = 𝑛𝐻𝑒,𝑅,0 𝑥′𝑖,𝐷𝑇 = 𝑥′𝑖,𝑅,1 𝑃𝑅,0𝑉𝑅 = 𝑛𝑅,0𝑅𝑇𝑅,0 𝑛𝑅,0 = 𝑛𝐻𝑒,𝑅,0 𝑛𝐻𝑒,𝑅,0 = 𝑃𝑅,0𝑉𝑅 𝑅𝑇𝑅,0 𝑛𝐻2𝑂,𝑅,1 𝑚𝐶𝐾,𝑅,1 𝑛𝐶,𝑅,0 = 𝑛𝑀𝐶,𝑅,0𝑁𝐶,𝑀𝐶 𝑛𝐶,𝑅,1 =∑𝑛𝑖,𝑅,1𝑁𝐶,𝑖 𝑖 + 𝑚𝐶𝐾,𝑅,1 𝑀𝐶 𝑒𝐶 = 𝑛𝐶,𝑅,1 − 𝑛𝐶,𝑅,0 𝑒𝐶 = −𝑛𝐻2𝑂,𝑅,1∑𝑥′𝑖,𝐷𝑇𝑁𝐶,𝑖 𝑗 + 𝑚𝐶𝐾,𝑅,1 𝑀𝐶 + (𝑛𝑅,1 − 𝑛𝐻𝑒,𝑅,1)∑𝑥′𝑖,𝐷𝑇𝑁𝐶,𝑖 𝑗 − 𝑛𝑀𝐶,𝑅,0𝑁𝐶,𝑀𝐶 𝑛𝐻2𝑂,𝑅,1 𝑚𝐶𝐾,𝑅,1 𝑁𝐻,𝐶𝐾 𝑛𝐻,𝑅,0 = 𝑛𝑀𝐶,𝑅,0𝑁𝐻,𝑀𝐶 + 𝑛𝐻2𝑂,𝑅,0𝑁𝐻,𝐻2𝑂 𝑛𝐻,𝑅,1 = 𝑛𝐻2𝑂,𝑅,1𝑁𝐻,𝐻2𝑂 +∑𝑛𝑖,𝑅,1𝑁𝐻,𝑖 𝑖 + 𝑚𝐶𝐾,𝑅,1 𝑀𝐶 𝑁𝐻,𝐶𝐾 𝑒𝐻 = 𝑛𝐻,𝑅,1 − 𝑛𝐻,𝑅,0 𝑒𝐻 = 𝑛𝐻2𝑂,𝑅,1(𝑁𝐻,𝐻2𝑂 −∑𝑥′𝑖,𝐷𝑇𝑁𝐻,𝑖 𝑗 ) + 𝑚𝐶𝐾,𝑅,1 𝑀𝐶 𝑁𝐻,𝐶𝐾 + (𝑛𝑅,1 − 𝑛𝐻𝑒,𝑅,1)∑𝑥′𝑖,𝐷𝑇𝑁𝐻,𝑖 𝑗 − 𝑛𝑀𝐶,𝑅,0𝑁𝐻,𝑀𝐶 − 𝑛𝐻2𝑂,𝑅,0𝑁𝐻,𝐻2𝑂 𝑛𝐻2𝑂,𝑅,1 𝑚𝐶𝐾,𝑅,1 𝑁𝑂,𝐶𝐾 𝑒𝑂 = 𝑛𝐻2𝑂,𝑅,1(𝑁𝑜,𝐻2𝑂 −∑𝑥′𝑖,𝐷𝑇𝑁𝑂,𝑖 𝑗 ) + 𝑚𝐶𝐾,𝑅,1 𝑀𝐶 𝑁𝑂,𝐶𝐾 + (𝑛𝑅,1 − 𝑛𝐻𝑒,𝑅,1)∑𝑥′𝑖,𝐷𝑇𝑁𝑂,𝑖 𝑗 − 𝑛𝑀𝐶,𝑅,0𝑁𝑂,𝑀𝐶 − 𝑛𝐻2𝑂,𝑅,0𝑁𝑂,𝐻2𝑂 𝑒𝑃 = 𝑃𝑅,1 − 𝑛𝑅,1𝑅𝑇𝑅,1 𝑉𝑅 𝑒𝑃 = 0 𝑥 𝑛𝐻2𝑂,𝑅,1 𝑚𝐶𝐾,𝑅,1 𝑁𝐻,𝐶𝐾 𝑁𝑂,𝐶𝐾 min 𝑥 (∑𝑒𝐶,𝑖 2 + 𝑒𝐻,𝑖 2 + 𝑒𝑂,𝑖 2 79 𝑖=1 ) 𝐶𝑥𝐻𝑦𝑂𝑧 +𝐻2𝑂 ⇄ 𝐶𝑥−1𝐻𝑦−𝛼𝑂𝑧 + 𝐶𝑂 + ( 𝛼 2 + 1)𝐻2 𝐶𝑥𝐻y𝑂z +𝐻2 ⇄ 𝐶x−1𝐻𝑦−2𝑂z + 𝐶𝐻4 𝐶𝑥𝐻𝑦𝑂𝑧 + 𝐶𝐻4 ⇄ 𝐶𝑥+1 𝐻𝑦+2 𝑂𝑧 +𝐻2 𝐶𝑥𝐻𝑦𝑂𝑧 +𝐻2 ⇄ 𝐶𝑥𝐻𝑦𝑂𝑧−1 +𝐻2𝑂 Hidrogenación 𝐶𝑥𝐻𝑦 + 𝛽𝑥 𝛼 𝐻2 ⇄ 𝑥 𝛼 𝐶𝛼𝐻𝛽 Hidrogenación de 𝐶𝑂 y 𝐶𝑂2 𝐶𝑂 + 2𝐻2 ⇄ 𝐶𝐻3𝑂𝐻 2𝐶𝑂 + 2𝐻2 ⇄ 𝐶𝑂2 + 𝐶𝐻4 𝐶𝑂2 + 4𝐻2 ⇄ 𝐶𝐻4 + 2𝐻2𝑂 𝐶𝑂 + 𝐻2𝑂 ⇄ 𝐶𝑂2 +𝐻2 𝐶𝑥𝐻𝑦𝑂𝑧(s) + (𝑥 − 𝑧)𝐻2𝑂 ⇄ 𝑥𝐶𝑂 + ( 𝑦 2 + 𝑥 − 𝑧)𝐻2 𝐶𝑥𝐻𝑦𝑂𝑧(s) + (𝑥 − 𝑧)𝐶𝑂2 ⇄ (2𝑥 − 𝑧)𝐶𝑂 + 𝑦 2 𝐻2 𝐴𝑟­𝐶𝛼𝑖𝐻𝛽𝑖𝑂𝛾𝑖 + 𝐴𝑟­𝐶𝛼𝑗𝐻𝛽𝑗𝑂𝛾𝑗 ⇄ 𝛿𝑖,𝑗𝐶𝑥𝐻𝑦𝑂𝑧(s) + 휀𝑖,𝑗𝐻2𝑂 + 𝜂𝑖,𝑗𝐶𝐻4 [ 𝛿𝑖,𝑗 휀𝑖,𝑗 𝜂𝑖,𝑗 ] = [ 𝑥 0 1 𝑦 2 4 𝑧 1 0 ] −1 [ 6 + 𝛼𝑖 6 + 𝛼𝑗 5 + 𝛽𝑖 5 + 𝛽𝑗 𝛾𝑖 𝛾𝑖 ] [ 1 1 ] 𝐶𝑥𝐻𝑦𝑂𝑧(𝑠) 𝑖 y 𝑗 corresponden a las combinaciones con repetición de las especies aromáticas en el sistema de reacción. 𝐼𝑛(𝐾𝑃) = ∫ ∆𝐻𝑅(𝑇) 𝑅𝑇2 𝑇 𝑇0 𝑑𝑇 − ∆𝐺𝑅 0 𝑅𝑇0 ∆�⃗⃗� 𝑘(𝑇) = ∫∆ 𝑇 𝑇0 𝑐𝑝(𝑇)𝑑𝑇 + ∆𝐻𝑅 0 𝑟′𝑗 𝑟𝑗 𝑗 𝑑𝐶𝑖 𝑑𝑡 =∑𝜈𝑖,𝑗 (𝑟′𝑗 𝑊 𝑉 + 𝑟𝑗) 𝑗 𝑚 𝑛 𝑟𝑗 = 𝑘𝑗 (∏𝑃𝑚 −𝜈𝑚 𝑚 − 1 𝐾𝑃,𝑗 ∏𝑃𝑛 𝜈𝑛 𝑛 ) 𝑖 𝑠 = 0 𝑟′𝑗 = 𝑘′𝑗 (∑𝐾𝑎,𝑖𝑃𝑖) 𝑠 (∏𝑃𝑚 −𝜈𝑚 𝑚 − 1 𝐾𝑃,𝑗 ∏𝑃𝑛 𝜈𝑛 𝑛 ) 𝑘 = 𝑘𝑇𝐶𝑒 −𝐸𝑎 𝑅 ( 1 𝑇 − 1 𝑇𝑇𝐶 ) 𝐶𝑂2 𝐶𝐻4 𝑥 min 𝑥 (∑(∑(∫ ∑𝜈𝑖,𝑗(𝑟′𝑗𝑊 + 𝑟𝑗𝑉) 𝑗 𝑑𝑡 𝑡𝑓 0 − 𝑛𝑖,𝑅,1) 𝑖 2 ) 79 𝑘=1 ) γ 𝐾𝑎𝐶𝐻4 = 4.91 𝑎𝑡𝑚−1 𝐾𝑎𝐶𝑂2 = 43.09 𝑎𝑡𝑚−1 γ 01 𝐶8𝐻10𝑂2 +𝐻2𝑂 ⇄ 𝐶7𝐻8𝑂2 + 𝐶𝑂 + 2𝐻2 𝑟1,𝑇 = 𝑘1,𝑇 (𝑃𝐶8𝐻10𝑂2𝑃𝐻2𝑂 − 𝑃𝐶7𝐻8𝑂2𝑃𝐶𝑂𝑃𝐻2 2 𝐾𝑃,1 ) 𝑟1,𝐶 = 𝑘1,𝐶 (1 + ∑𝐾𝑎,𝑖𝑃𝑖 ) 4 (𝑃𝐶8𝐻10𝑂2𝑃𝐻2𝑂 − 𝑃𝐶7𝐻8𝑂2𝑃𝐶𝑂𝑃𝐻2 2 𝐾𝑃,1 ) 02 𝐶8𝐻10𝑂2 + 𝐻2 ⇄ 𝐶7𝐻8𝑂2 + 𝐶𝐻4 𝑟2,𝑇 = 𝑘2,𝑇 (𝑃𝐶8𝐻10𝑂2𝑃𝐻2 − 𝑃𝐶7𝐻8𝑂2𝑃𝐶𝐻4 𝐾𝑃,2 ) 𝑟2,𝐶 = 𝑘2,𝐶 (1 + ∑𝐾𝑎,𝑖𝑃𝑖 ) 2 (𝑃𝐶8𝐻10𝑂2𝑃𝐻2 − 𝑃𝐶7𝐻8𝑂2𝑃𝐶𝐻4 𝐾𝑃,2 ) 03 𝐶8𝐻10𝑂2 + 𝐻2O ⇄ 𝐶7𝐻8𝑂 + 𝐶𝑂2 + 2𝐻2 𝑟3,𝑇 = 𝑘3,𝑇 (𝑃𝐶8𝐻10𝑂2𝑃𝐻2𝑂 − 𝑃𝐶7𝐻8𝑂𝑃𝐶𝑂2𝑃𝐻2 2 𝐾𝑃,3 ) 𝑟3,𝐶 = 𝑘3,𝐶 (1 + ∑𝐾𝑎,𝑖𝑃𝑖 ) 4 (𝑃𝐶8𝐻10𝑂2𝑃𝐻2𝑂 − 𝑃𝐶7𝐻8𝑂𝑃𝐶𝑂2𝑃𝐻2 2 𝐾𝑃,3 ) 04 𝐶8𝐻10𝑂2 +𝐻2 ⇄ 𝐶7𝐻8𝑂 + 𝐶𝐻3𝑂𝐻 𝑟4,𝑇 = 𝑘4,𝑇 (𝑃𝐶8𝐻10𝑂2𝑃𝐻2 − 𝑃𝐶7𝐻8𝑂𝑃𝐶𝐻3𝑂𝐻 𝐾𝑃,4 ) 𝑟4,𝐶 = 𝑘4,𝐶 (1 + ∑𝐾𝑎,𝑖𝑃𝑖 ) 2 (𝑃𝐶8𝐻10𝑂2𝑃𝐻2 − 𝑃𝐶7𝐻8𝑂𝑃𝐶𝐻3𝑂𝐻 𝐾𝑃,4 ) 05 𝐶8𝐻10𝑂2 + 𝐶𝐻4 ⇄ 𝐶9 𝐻12 𝑂2 + 𝐻2 𝑟5,𝑇 = 𝑘5,𝑇 (𝑃𝐶8𝐻10𝑂2𝑃𝐶𝐻4 − 𝑃𝐶9 𝐻12 𝑂2𝑃𝐻2 𝐾𝑃,5 ) 𝑟5,𝐶 = 𝑘5,𝐶 (1 + ∑𝐾𝑎,𝑖𝑃𝑖 ) 2 (𝑃𝐶8𝐻10𝑂2𝑃𝐶𝐻4 − 𝑃𝐶9 𝐻12 𝑂2𝑃𝐻2 𝐾𝑃,5 ) 06 𝐶7𝐻8𝑂2 + 𝐻2 ⇄ 𝐶7𝐻8𝑂 + 𝐻2𝑂 𝑟6,𝑇 = 𝑘6,𝑇 (𝑃𝐶7𝐻8𝑂2𝑃𝐻2 − 𝑃𝐶7𝐻8𝑂𝑃𝐻2𝑂 𝐾𝑃,6 ) 𝑟6,𝐶 = 𝑘6,𝐶 (1 + ∑𝐾𝑎,𝑖𝑃𝑖 ) 2 (𝑃𝐶7𝐻8𝑂2𝑃𝐻2 − 𝑃𝐶7𝐻8𝑂𝑃𝐻2𝑂 𝐾𝑃,6 ) 07 𝐶7𝐻8𝑂 + 𝐻2 ⇄ 𝐶7𝐻8 + 𝐻2𝑂 𝑟7,𝑇 = 𝑘7,𝑇 (𝑃𝐶7𝐻8𝑂𝑃𝐻2 − 𝑃𝐶7𝐻8𝑃𝐻2𝑂 𝐾𝑃,7 ) 𝑟7,𝐶 = 𝑘7,𝐶 (1 + ∑𝐾𝑎,𝑖𝑃𝑖 ) 2 (𝑃𝐶7𝐻8𝑂𝑃𝐻2 − 𝑃𝐶7𝐻8𝑃𝐻2𝑂 𝐾𝑃,7 ) 08 𝐶7𝐻8 + 𝐻2O ⇄ 𝐶6𝐻6 + 𝐶O + 2𝐻2 𝑟8,𝑇 = 𝑘8,𝑇 (𝑃𝐶7𝐻8𝑃𝐻2𝑂 − 𝑃𝐶6𝐻6𝑃𝐶𝑂𝑃𝐻2 2 𝐾𝑃,8 ) 𝑟8,𝐶 = 𝑘8,𝐶 (1 + ∑𝐾𝑎,𝑖𝑃𝑖 ) 4 (𝑃𝐶7𝐻8𝑃𝐻2𝑂 − 𝑃𝐶6𝐻6𝑃𝐶𝑂𝑃𝐻2 2 𝐾𝑃,8 ) 09 𝐶7𝐻8 +𝐻2 ⇄ 𝐶6𝐻6 + 𝐶𝐻4 𝑟9,𝑇 = 𝑘9,𝑇 (𝑃𝐶7𝐻8𝑃𝐻2 − 𝑃𝐶6𝐻6𝑃𝐶𝐻4 𝐾𝑃,9 ) 𝑟9,𝐶 = 𝑘9,𝐶 (1 + ∑𝐾𝑎,𝑖𝑃𝑖 ) 2 (𝑃𝐶7𝐻8𝑃𝐻2 − 𝑃𝐶6𝐻6𝑃𝐶𝐻4 𝐾𝑃,9 ) 10 𝐶7𝐻8 + 𝐶𝐻4 ⇄ 𝐶8𝐻10 +𝐻2 𝑟10,𝑇 = 𝑘10,𝑇 (𝑃𝐶7𝐻8𝑃𝐶𝐻4 − 𝑃𝐶8𝐻10𝑃𝐻2 𝐾𝑃,10 ) 𝑟10,𝐶 = 𝑘10,𝐶 (1 + ∑𝐾𝑎,𝑖𝑃𝑖 ) 2 (𝑃𝐶7𝐻8𝑃𝐶𝐻4 − 𝑃𝐶8𝐻10𝑃𝐻2 𝐾𝑃,10 ) 11 𝐶6𝐻6 + 3𝐻2 ⇄ 3𝐶2𝐻4 𝑟11,𝑇 = 𝑘11,𝑇 (𝑃𝐶6𝐻6𝑃𝐻2 3 − 𝑃𝐶2𝐻4 3 𝐾𝑃,11 ) 𝑟11,𝐶 = 𝑘11,𝐶 (1 + ∑𝐾𝑎,𝑖𝑃𝑖 ) 4 (𝑃𝐶6𝐻6𝑃𝐻2 3 − 𝑃𝐶2𝐻4 3 𝐾𝑃,11 ) 12 𝐶2𝐻4 +𝐻2O ⇄ C𝐻4 + 𝐶O +𝐻2 𝑟12,𝑇 = 𝑘12,𝑇 (𝑃𝐶2𝐻4𝑃𝐻2𝑂 − 𝑃C𝐻4𝑃𝐶𝑂𝑃𝐻2 𝐾𝑃,12 ) 𝑟12,𝐶 = 𝑘12,𝐶 (1 + ∑𝐾𝑎,𝑖𝑃𝑖 ) 3 (𝑃𝐶2𝐻4𝑃𝐻2𝑂 − 𝑃C𝐻4𝑃𝐶𝑂𝑃𝐻2 𝐾𝑃,12 ) 13 𝐶2𝐻4 + 2𝐻2 ⇄ 2𝐶𝐻4 𝑟13,𝑇 = 𝑘13,𝑇 (𝑃𝐶2𝐻4𝑃𝐻2 2 − 𝑃C𝐻4 2 𝐾𝑃,13 ) 𝑟13,𝐶 = 𝑘13,𝐶 (1 + ∑𝐾𝑎,𝑖𝑃𝑖 ) 3 (𝑃𝐶2𝐻4𝑃𝐻2 2 − 𝑃C𝐻4 2 𝐾𝑃,13 ) 14 𝐶𝐻3𝑂𝐻 ⇄ 𝐶𝑂 + 2𝐻2 𝑟14,𝑇 = 𝑘14,𝑇 (𝑃𝐶𝐻3𝑂𝐻 − 𝑃𝐶𝑂𝑃𝐻2 2 𝐾𝑃,14 ) 𝑟14,𝐶 = 𝑘14,𝐶 (1 + ∑𝐾𝑎,𝑖𝑃𝑖 ) 3 (𝑃𝐶𝐻3𝑂𝐻 − 𝑃𝐶𝑂𝑃𝐻2 2 𝐾𝑃,14 ) 15 𝐶𝐻4 + 𝐻2𝑂 ⇄ 𝐶𝑂 + 3𝐻2 𝑟15,𝑇 = 𝑘15,𝑇 (𝑃𝐶𝐻4𝑃𝐻2𝑂 − 𝑃𝐶𝑂𝑃𝐻2 3 𝐾𝑃,15 ) 𝑟15,𝐶 = 𝑘15,𝐶 (1 + ∑𝐾𝑎,𝑖𝑃𝑖 ) 4 (𝑃𝐶𝐻4𝑃𝐻2𝑂 − 𝑃𝐶𝑂𝑃𝐻2 3 𝐾𝑃,15 ) 16 𝐶𝐻4 + 𝐶𝑂2 ⇄ 2𝐶𝑂 + 2𝐻2 𝑟16,𝑇 = 𝑘19,𝑇 (𝑃𝐶𝐻4𝑃𝐶𝑂2 − 𝑃𝐶𝑂 2𝑃𝐻2 2 𝐾𝑃,19 ) 𝑟16,𝐶 = 𝑘16,𝐶 (1 + ∑𝐾𝑎,𝑖𝑃𝑖 ) 4 (𝑃𝐶𝐻4𝑃𝐶𝑂2 − 𝑃𝐶𝑂 2𝑃𝐻2 2 𝐾𝑃,16 ) 17 𝐶𝑂 +𝐻2𝑂 ⇄ 𝐶𝑂2 + 𝐻2 𝑟17,𝑇 = 𝑘17,𝑇 (𝑃𝐶𝑂𝑃𝐻2𝑂 − 𝑃𝐶𝑂2𝑃𝐻2 𝐾𝑃,17 ) 𝑟17,𝐶 = 𝑘17,𝐶 (1 + ∑𝐾𝑎,𝑖𝑃𝑖) 2 (𝑃𝐶𝑂𝑃𝐻2𝑂 − 𝑃𝐶𝑂2𝑃𝐻2 𝐾𝑃,17 ) 18 𝐶𝑂2 + 4𝐻2 ⇄ 𝐶𝐻4 + 2𝐻2𝑂 𝑟18,𝑇 = 𝑘18,𝑇 (𝑃𝐶𝑂2𝑃𝐻2 4 − 𝑃𝐶𝐻4𝑃𝐻2𝑂 2 𝐾𝑃,18 ) 𝑟18,𝐶 = 𝑘18,𝐶 (1 + ∑𝐾𝑎,𝑖𝑃𝑖) 5 (𝑃𝐶𝑂2𝑃𝐻2 4 − 𝑃𝐶𝐻4𝑃𝐻2𝑂 2 𝐾𝑃,18 ) ∑𝐾𝑎,𝑖𝑃𝑖 = 𝐾𝑎,𝐶𝑂2𝑃𝐶𝑂2 + 𝐾𝑎,𝐶𝐻4𝑃𝐶𝐻4 + 𝐾𝑎,𝐻2𝑂𝑃𝐻2𝑂 19 𝐶𝑥𝐻𝑦𝑂𝑧 + (𝑥 − 𝑧)𝐻2𝑂 ⇄ 𝑥𝐶𝑂 + ( 𝑦 2 + 𝑥 − 𝑧)𝐻2 𝑟19,𝑇 = 𝑘22,𝑇 ( 𝑃𝐻2𝑂 1 + 𝐾𝑔,𝐻2𝑂𝑃𝐻2𝑂 +𝐾𝑔,𝐻2𝑃𝐻2 ) 𝑟19,𝐶 = 𝑘19,𝐶 ( 𝑃𝐻2𝑂 1 + 𝐾𝑔,𝐻2𝑂𝑃𝐻2𝑂 +𝐾𝑔,𝐻2𝑃𝐻2 ) 20 𝐶𝑥𝐻𝑦𝑂𝑧 + (𝑥 − 𝑧)𝐶𝑂2 ⇄ (2𝑥 − 𝑧)𝐶𝑂 + 𝑦 2 𝐻2 𝑟20,𝑇 = 𝑘23,𝑇 ( 𝑃𝐶𝑂2 1 + 𝐾𝑔,𝐶𝑂2𝑃𝐶𝑂2 +𝐾𝑔,𝐶𝑂𝑃𝐶𝑂 ) 𝑟20,𝐶 = 𝑘20,𝐶 ( 𝑃𝐶𝑂2 1 + 𝐾𝑔,𝐶𝑂2𝑃𝐶𝑂2 + 𝐾𝑔,𝐶𝑂𝑃𝐶𝑂 ) N.A. 𝑆 = { 𝐴𝑟­𝐶𝛼𝑖𝐻𝛽𝑖𝑂𝛾𝑖 + 𝐴𝑟­𝐶𝛼𝑗𝐻𝛽𝑗𝑂𝛾𝑗 ⇄ 𝛿𝑖,𝑗𝐶𝑥𝐻𝑦𝑂𝑧 + 휀𝑖,𝑗𝐻2𝑂 + 𝜂𝑖,𝑗𝐶𝐻4: 𝑖 𝑦 𝑗 𝑙𝑎 𝑐𝑜𝑚𝑏𝑖𝑛𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑐𝑜𝑛 𝑟𝑒𝑝𝑒𝑡𝑖𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑠 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑒𝑠 𝑎𝑟𝑜𝑚á𝑡𝑖𝑐𝑎𝑠 } 𝑟21,𝑇 = 𝑘21,𝑇 (∑𝐴𝑟­𝐶𝛼𝑖𝐻𝛽𝑖𝑂𝛾𝑖 𝑖∈𝑆 ∑𝐴𝑟­𝐶𝛼𝑗𝐻𝛽𝑗𝑂𝛾𝑗 𝑗∈𝑆 ) 𝑟21,𝐶 = 𝑘21,𝐶 (1 + ∑𝐾𝑎,𝑖𝑃𝑖) 2 (∑𝐴𝑟­𝐶𝛼𝑖𝐻𝛽𝑖𝑂𝛾𝑖 𝑖∈𝑆 ∑𝐴𝑟­𝐶𝛼𝑗𝐻𝛽𝑗𝑂𝛾𝑗 𝑗∈𝑆 ) ( 𝑚𝑜𝑙 𝑎𝑡𝑚2∙𝑠 ) ( 𝑘𝐽 𝑚𝑜𝑙 ) 𝐶7𝐻8 + 𝐶𝐻4 ⇄ 𝐶8𝐻10 +𝐻2 𝐶𝐻4 + 𝐻2𝑂 ⇄ 𝐶𝑂 + 3𝐻2 𝐶𝐻4 + 𝐶𝑂2 ⇄ 2𝐶𝑂 + 2𝐻2 𝐶𝑥𝐻𝑦𝑂𝑧 + (𝑥 − 𝑧)𝐻2𝑂 ⇄ 𝑥𝐶𝑂 + ( 𝑦 2 + 𝑥 − 𝑧)𝐻2   γ     𝐴 𝐶 𝐾 𝑀 𝑁 𝑃 𝑅 𝑅 𝑇 𝑉 𝑎 𝛼 𝛽 𝑐𝑝 𝑒 𝑘 𝑘′ 𝑛 𝑠 𝑥 𝑥′ 𝜈 ∆𝐺𝑅 ∆𝐻𝑅 𝐶 𝐶𝐾 𝐷𝑇 𝐹𝐼𝐷 𝐻 𝑀𝐶 𝑂 𝑃 𝑇𝐶𝐷 𝑉 0 0, 1, 2, 3, 4: 𝑖 𝑗 𝑟 0       γ γ    γ  γ      γ γ ń   ́ ́ ́ ́ ́ ́ ş     γ ń     δ ₂ γ γ γ γ γ γ γ γ γ     γ γ γ γ γ γ γ γ γ 2020_12_04_Cindy Torres Quirós_Tesis_v4 licencia_publicacion_ctq_v3