REACTORES DE MICROCANALES

Jesús Serrano del Fresno

MicrocanalesHoy me he propuesto escribir sobre una de mis experiencias prácticas adquiridas a lo largo de mi carrera universitaria. Durante un verano estuve trabajando en el Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla bajo la dirección del Profesor José Antonio Odriozola Gordón. A lo largo de dicha estancia me encargué de colaborar en un proyecto de investigación sobre el desarrollo de reactores catalíticos de microcanales. A continuación detallaremos en qué consisten y cuál es su función.

La funcionalidad de estos reactores es la de catalizar el proceso GTL  (Gas-to-liquids). Este consiste en la transformación química del gas natural en combustibles líquidos y productos especiales de gran pureza.

ORIGEN Y QUÍMICA DEL PROCESO GTL

Tras la Primera Guerra Mundial, las sanciones económicas impuestas a Alemania obligaron a que los científicos germanos buscaran nuevos métodos para sintetizar petróleo líquido a partir del carbón, material bastante abundante en el país y que, al calentarse, da lugar al metano.

La siguiente imagen describe de una forma sencilla y completa el proceso GTL:

Proceso GTL
Proceso GTL (Ver fuente original)

El proceso GTL presenta ciertas ventajas para el medio ambiente: los combustibles resultantes son puros, de combustión limpia,  incoloros, inodoros y poco tóxicos. Además, permite el transporte del gas asociado que, de lo contrario, sería quemado en la atmósfera.

LOS MICRORREACTORES

Se denominan microrreactores o reactores de microcanales a aquellos dispositivos para la reacción química en los quelos conductos tienen al menos una dimensión menor que 1 milímetro.

Reactor de microcanales
Reactor de microcanales

Los reactores de microcanales se encargan de facilitar la reacción de Fischer – Tropsch. Entre sus ventajas con respecto a los reactores tradicionales destacan los siguientes:

  • Mayor transmisión de calor y deposición de una mayor cantidad de catalizador.
  • Reducción de volumen del reactor (de uno a dos órdenes de magnitud).
  • Permite reducir costes de transporte, reducir riesgos con mercancías peligrosas.
  • Abre las puertas políticas territoriales más justas al aproximar las plantas de transformación a los lugares de producción de las materias primas.

En la práctica real, la construcción de reactores de microcanales es un problema complejo que no ha llegado a resolverse por completo, que involucra varias etapas, siendo las más importantes:

  • Selección de la aleación metálica apropiada para el proceso catalítico.
  • Diseño y selección de la técnica de producción de los canales correcta.
  • Diseño y selección de la técnica de soldadura a emplear.
  • Montaje final del microrreactor.

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REFERENCIAS

Conversión de gas natural a líquidos. Oilfield Review.

Eduardo Falabella Sousa Aguiar (Escola de Química/UFRJ y CENPES/Petrobras), Mario Montes (Universidad del País Vasco), José Antonio Odriozola (Universidad de Sevilla).Reactores de Microcanales y su importancia para la Ingeniería Química: una visión del mundo real.

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