Síntesis, aglomeración y caracterización de un tamiz molecular a partir de zeolita 5A a escala piloto (10kg) para la separación de los gases provenientes del proceso de Acoplamiento Oxidativo de Metano (OCM) (2017)
En este trabajo de investigación se presenta la descripción detallada de la síntesis de zeolita 4A y el intercambio catiónico para producir zeolita 5A, en planta piloto, junto con un estudio de granulación de este material para obtener la fórmula para la producción de un tamiz molecular, en esferas, con características similares a la de uno comercial. Este adsorbente fue evaluado en la separación de los gases efluentes del proceso de acoplamiento oxidativo de metano (OCM), cuyo sistema de separación consume más del 97% de los costos de energía y servicios de la planta y que no ha permitido que este proceso sea viable económicamente; así se pretende proponer el proceso de adsorción con cambio de presión (PSA), empleando el adsorbente sintetizado, como una alternativa al proceso convencional para reducir los costos. En ese sentido, en la planta piloto de la Universidad Nacional de Colombia se sintetizaron 7 lotes de, aproximadamente, 2,5kg de zeolita 5A y se determinaron las condiciones de operación y la formulación para la granulación del tamiz molecular. Asimismo, en la Miniplanta de OCM de la Universidad Técnica de Berlín se realizaron los ensayos de adsorción de etileno, etano, metano, nitrógeno y dióxido de carbono determinando las isotermas de adsorción y los perfiles de fracción molar y temperatura de los gases puros, mezclas de gases binarios y mezclas de escenarios posibles en el proceso. Se empleó un modelo programado en Aspen Adsorption® para determinar los parámetros de transferencia de calor, masa y del equilibrio termodinámico que ayudarán al diseño de columnas de adsorción a nivel industrial.