Tecnología Química

Study of a Corrosion Inhibitor in Acid Medium

El tratamiento ácido a pozos de petróleo es uno de los procesos tecnológicos más corrosivos para instalacione s metálicas, pues involucra ácidos concentrados, elevada temperatura y tiempo prolongado, entre otros, siendo imprescindibl e el uso de métodos de protección contra la corrosión, donde el más adecuado y difundido en la práctica mundial es la adición de inhibidores de corrosión a la receta ácida. Sin embargo, gran parte de estos productos disminuye su acción protectora en el sistema mencionado, por lo que son escasos aquellos que satisfacen las exigencias para poder ser utilizados en estos tratamientos, lo cual además eleva su precio en el mercado internacional. Cuba no cuenta con productos aptos para esta aplicación y la composición de los comercia les importados es generalmente desconocida, por lo que el objetivo de este trabajo fue estudiar un inhibidor comercial para tratamientos ácidos a pozos de petróleo, que posee reconocido prestigio y probada eficiencia, cuyos resultados sustentaran el desarrollo de productos nacionales de similar eficiencia y menor costo. Se emplearon técnicas de análisis para identificar elementos de la composición y estructura delos componentes, previamente separados enfracciones, así como métodos electroquímicos para el estudio de su comportamiento inhibidor, demostrando estos últimos que el principio activo radica en el residuo, el cual se comporta similar al producto original, con una conducta típica de inhibidores mixtos de adsorción, recomendados para medio ácido. Parte del trabajo se realizó en el Instituto de Investigaciones Eléctricas de México, por una beca de investigación, otorgada por su Secretaría de Relaciones Exteriores.

Acid treatment in oil wells is one of the most corrosive technologic process for metallic installations, since it involves concentrated acid solutions, high temperature under long exposure periods amongst others. It is imperative the use of corrosion control methods, being the most adequate and common the use and addition of inhibitors in the acid environment, the world over. Nevertheless, in most of these products the corrosion protection diminishes as a function of time, therefore there are just a few that satisfy the action conditions needed to be used under these corrosion conditions and its cost are increased in the world market. Cuba has no products that satisfy this composition and application standards and the chemical composition of the imported international products is unknown. The objective of the present work was to study a commercial inhibitor a highly used oil well acid treatment inhibitor, which enabled to compare with a further development of a national inhibitor product development of a similar efficiency but with a lower cost. Analytical techniques were used to identify structure and composition previously fractionally separated, as well as electrochemical evaluation for the inhibitor performance and efficiency. It was demonstrated that the active component rest in the residual by-product obtained, behaving in a similar way to the original product, a typical behaviour observed for the mix adsorption reaction inhibitors, recommended for acid media. Part of his work was made in the Electric Research Institute in Mexico with a research scholarship given by the Mexican Foreign Relations Secretary.

Procedure for the handling of residual liquids industrials. Application in gydema, Cienfuegos

Ante un entorno dinámico y competitivo, el desarrollo industrial actual, se encamina cada vez más hacia el Desarrollo Sostenible, exigiendo así, desde el punto de vista productivo el uso de tecnología s más limpia s o alternativas que mejoren la calidad de los procesos. El uso de procedimientos para el manejo de residuales líquidos es una variante que permite lograr resultados satisfactorios en los Sistemas de Tratamiento de Residuales, mejorando la eficiencia del sistema; mitigando el efecto de los contaminantes sobre los ecosistemas y la calidad de vida de las personas. La generación de residuales de la fábrica de Glucosa, conocida como Gydema, ubicada en Cienfuegos, región Centro-Sur del país, en la zona industrial No 1, provoca impactos ambientales en su proceso productivo, por medio del vertimiento de residuos líquidos al ecosistema bahía; por la importancia que revierten sus procesos y por la posición geográfica que la sitúa en la provincia, se describe un Procedimiento para el manejo de los residuales líquidos industriales. Aplicación en Gydema Cienfuegos; lo que permite un mejor manejo de sus aguas al sistema bahía.

In front of a dynamic and competitive environment, today’s Industrial development its headed more than never to a sustainable development demanding this way from the productive point of view the use of cleaner technologies or alternatives that improve the quality of the processes. The use of procedures for handling residual liquids is avariation that allows to achieve satisfactory out puts in the residual treatment system, so improving the efficiency of the system, mitigating the effect of pollutants on the ecosystems and the quality of people’s life. The generation of residuals from the Glucose factory known as Gydema, that is located in the South Center of the country in the industrial zone 1, in Cienfuegos, it provokes environmental impacts because of the productive process by means of the throwing of residual liquids to the bay ecosystem; because of the importance that revert their processes and for the geographical position in the country. A procedure for handling the residual liquids from Gydema is described, that permits a better handling of their waters into the system.

System Assessment Evaporation of Sugar Manufacturing Process in the Company Antonio Sanchez

Se aplican herramientas de integración al proceso de fabricación de azúcar, identificando las pérdidas de energía térmica. Se realiza la integración energética de la estación de evaporadores y tachos. Se obtiene que en este proceso existe un uso ineficiente de la energía, así como no hay un aprovechamiento adecuado de corrientes con calidad térmica . Se propone un esquema energético balanceado y con un requerimiento de utilidades mínimo. Se analizan los esquemas de dos y tres masas cocidas teniéndose una reducción del 16 % de consumo de energía cuando se emplea el sistema de dos masas. En el caso estudiado el uso del método de análisis Pinch contribuyó a obtener un sistema con bajos consumos de vapor de escape, por lo que significa una herramienta muy útil y de uso necesario, porque brinda la posibilidad de visualizar dónde están los mayores potenciales de energía dentro del proceso y así poder obtener una red de recuperación de calor con mínimos consumos de utilidades.

Integration tools are applied to the process of sugar production, identifying the losses of thermal energy. Energy integration is carried out of the evaporators system and pans. It is obtained that in this process there are an inefficient use of the energy, as well as there is not an appropriate use of currents with thermal quality. Energy balanced scheme and with a minimum requirement of utilities was proposed. The scheme of two and three cooked masses are analyzed being had a reduction of 16 % of energy consumption when the system of two masses is used. In the studied case the use of the analysis Pinch contributed to obtain a system with lo w consumptions of exhausted steam, fo r what means a very useful tool and of necessary use, because it offers the possibility to visualize where they are the biggest energy potentials inside the process and this way to be able to obtain a net of recovery of heat with minimum consumptions of utilities.

Preliminary Study of the Influence of the Secondary juice Diversion in the Clarification Stage Honeypot Siboney Company

El trabajo muestra un estudio preliminar sobre el comportamiento de la sedimentación en el proceso de producción de azúcar crudo, en la etapa de clarificación de la Empresa Siboney del municipio Sibanicú, Camaguey, al desviar el jugo secundario para la diversificación, enfocada ésta a la producción de alimento animal. Se llevó a cabo un análisis del comportamiento de los diferentes jugos de forma individual, ejecutando pruebas de probetas, cuyos resultados se avalan mediante un análisis estadístico. Se demuestra que no existen diferencias significativas entre las velocidades de sedimentación de los tres tipos de jugos (mezclado, primario y secundario) para las distintas condiciones del experimento, pudiendo utilizarse el equipamiento existente en el área de clarificación para diferentes condiciones. Este resultado permite tener un basamento en la búsqueda de una industria con operación más flexible.

This work deals with a preliminary study about sedimentation step in sugar mill production process effects in Siboney enterprise molasses, Sibanicú municipality, Camaguey province, when secondary juice is used for obtaining animal foods, and sugar is obtaining by using primary juice. Sedimentation studies in different kinds of juices (mixing, primary, and secondary juices) were analyzed, and statistical analysis are done in different conditions for demonstrating there are no differences among sedimentation velocities, then it is possible to use the same equipment in clarifying process. This result shows the possibility of flexibility operation in industry.

Conceptual Design System for the Intensive Cultivation of Seaweeds

En los estudios iniciales de una estrategia de evaluación tecnológica ambiental del proyecto de una tecnología para la fabricación de Urea en la región de Calicito, en la bahía de Cienfuegos, se identifica como impacto ambiental principal; la contaminación por CO2 provocada por la emisión de un considerable excedente del gas. El resultado de la evaluación tecnológica es un proyecto para la reducción de la contaminación por CO2, mediante su captura en una estación de cultivo de algas marinas en la región costera cercana a la fábrica de fertilizantes, capaz de consumir la producción diaria de CO2 residual de la planta de fertilizantes en proceso de inversión. Se realiza la selección de la especie alga, teniendo en cuenta los estudios de caracterización y morfología de algas realizados en Cuba sobre especies cultivables más abundantes y resistentes, haciendo mayor énfasis en las especies Ulvales. En este trabajo se presentan los estudios preliminares, que incluyen el balance de materiales; a partir de los cuales se desarrolla una propuesta preliminar de diseño un biorreactor para el cultivo intensivo de algas, utilizando ese CO2 industrial como materia prima fundamental en la producción intensiva de biomasa de alga para la producción de biocombustibles, piensos para la alimentación animal, y productos químicos y naturales de alto valor agregado para la economía cubana.

In the initial studies of a strategy of environmental technology assessment of the project of a technology for Urea production in the region of Calicito, at Cienfuegos bay; the contamination for CO2, caused by the emission of a considerable surplus of the gas the main is identified as the main environmental impact. The result of the technological assessment is a project for the reduction of CO2 pollution, by means of its capture in the coastal region near to a fertilizer plant, able to consume the residual daily production of CO2 of the fertilizer plant in process of investment. The selection of the appropriate specie of alga, keeping in mind the studies of characterization and morphology of algae in Cuba, abundance, resistance and keeping bigger emphasis in the Ulval species, was carried out. In this work the preliminary studies are presented that include the mass balance; a preliminary proposal of a biorreactor design for intensive algae culture, using industrial CO2 as the main row material in the production of alga biomass for biofuel production, animal feeding, and chemical and natural products of high value added for the Cuban economy.

Mathematical Model and anAlytical Solution of the Operation of a Solar Pan

En el presente trabajo se realiza la modelación matemática para simular el comportamiento térmico de un destilador solar de bandeja mediante un sistema de tres ecuaciones diferenciales ordinarias del cual se obtiene su solución, la que permite conocer los valores de la temperatura en la cubierta, el agua a destilar y la bandeja del destilador a través del día, así como se puede determinar también el volumen de agua destilada. Se realiza la validación experimental del modelo propuesto. Este trabajo permite el estudio del comportamiento térmico del equipo bajo diferentes condiciones climáticas y características constructivas, utilizando un software.

Presently work is carried out the mathematical model to simulate the thermal behavior of a solar distiller of tray by means of a system of three ordinary differential equations of which its solution is obtained, the one that allows to know the values of the temperature in the cover, the water to distill and the distiller’s tray through the day, as well as you can also determine the volume of distilled water. In this work is carried out the experimental validation of the proposed model, it allows the study of the thermal behaviour in different constructive climatic and characteristic conditions, using a software.

Physico-chemical Characterization of Vegetable oil of Jatropha Curcas L

En el trabajo se realiza la refinación química del aceite vegetal de Jatropha curcas L. antes del proceso de tranesterificación para la obtención de biodiesel o para la obtención de aceite base para la formulación de aceites lubricantes. El objetivo es determinar algunas de las propiedades físico-químicas del aceite vegetal de Jatropha curcas L., después del refinado químico (desgomado y neutralizado). La caracterización incluye la determinación de parámetros físico-químicos empleándose a tal efecto las normas de especificaciones estándar ASTM y AOCS. Del análisis de caracterización se concluye que el aceite de Jatropha curcas L. es un candidato importante, no sólo como biodiesel sino también como lubricante.

In this paper the chemical refining of Jatropha Curcas L vegetable oil before the tranesterification process to obtain biodiesel and base oil to the formulation of the lubricants oil was developed. The objective is to determinate physic-chemistry properties of Jatropha curcas L. vegetable oil (degumming and neutralized). The characterization analysis, include tests of parameters using the ASTM and AOCS standard specifications. In fact the characterization, the oil could certainly be used as renewable energy (biodiesel) or/and lubricant.

Preliminary Study of the Adsorption of Nickel and Cobalt using Charcoal From Foconut Shells

En el departamento se realiza el estudio de obtención de carbón activado a partir de biomasa de cascarón de coco y del carbón vegetal de conchas de coco, para luego poder ser utilizado en procesos de descontaminación ambiental. Este trabajo tiene como objetivo analizar el comportamiento de la adsorción de iones níquel y cobalto, utilizando carbón pirolizado de conchas de coco y soluciones de sulfato de ambos metales a diferentes condiciones de pH y concentración inicial. Entre los métodos empleados se planteó analizar la influencia del pH de las soluciones de sulfatos metálicos en la concentración de equilibrio. Los niveles de pH fijados fueron 1, 2; 3 y 5. Para cada pH se debían obtener entonces las concentraciones de equilibrio y la cantidad de metal adsorbido por unidad de masa de carbón, para las diferentes soluciones de partida. Los resultados del estudio demostraron que la concentración de equilibrio y la capacidad de adsorción del carbón se incrementan con el aumento de la concentración inicial de la solución. Se obtuvieron las Isotermas de adsorción para el níquel, el cobalto y su ajuste a los modelos de Langmuir y de Freundlich a los diferentes pH. Entre las conclusiones principales están, que los resultados experimentales demostraron que el carbón pirolizado de conchas de coco tiene amplias posibilidades de aplicación en la adsorción de iones níquel y cobalto de soluciones de sulfatos de estos metales, al obtenerse muy altos valores de por ciento de recuperación, y soluciones resultantes con muy bajas concentraciones de iones metálicos.

The department is conducting the study to obtain activated carbon from biomass and coconut shell charcoal from coconut shells to later be used in environmental remediation processes. This work aims to analyze the behavior of the adsorption of nickel and cobalt ions using pyrolyzed coal and coconut shell sulfate solutions of both metals to different conditions of pH and initial concentration. Among the methods used to analyze the influence raised the pH of the solutions of metal sulfates in the equilibrium concentration. Fixed pH levels were 1, 2, 3 and 5. For each pH should then obtain the equilibrium concentrations and the amount of metal adsorbed per unit mass of coal, for different starting solutions. The study results showed that the equilibrium concentration and adsorption capacity of coal increases with increasing initial concentration of the solution. We obtained the adsorption isotherms for nickel and cobalt and their adjustment to the models of Langmuir and Freundlich to different pH. Among the main conclusions are that the experimental results showed that coal pyrolysed coconut shell has broad potential application in the adsorption of nickel and cobalt ions from sulphate solutions of these metals, obtained very high values of % recovery, and resulting solutions with very low concentrations of metal ions.

Measuring the pH During the Distillation Product of the Process Liquored. Part (III)

Se refleja la importancia de la medición del pH durante la destilación del licor producto procedente del proceso de Lixiviación Carbonato Amoniacal de níquel. La evaluación se realizó en una columna de destilación industrial, operada mediante el Sistema de Supervisión y Control de Procesos Tecnológicos EROS. El rango de flujo de licor alimentado fue de 25 m³/h y para la temperatura en el tope, 10 ºC. La concentración de amoníaco, dióxido de carbono, azufre y níquel del licor alimentado fue variable. La concentración de amoníaco posee una dependencia potencial del pH en la descarga de la columna y el níquel, polinomial de segundo orden. Se determinó el pH de la pulpa de descarga para el cual el costo es mínimo en cuanto a consumo de reactivo de precipitación de níquel y pérdidas de amoníaco, recomendando un rango entre 8,10 d≤ pH d≤ 8,30 con una pérdida mínima de 0,111 C.U.C./(m³/h) y un ahorro de 0,674 C.U.C./(m³/h). Un incremento de la concentración de azufre en el licor alimentado, incrementa la disolución del níquel y los gastos de operación. Se obtuvo una ecuación para predecir la concentración de níquel en el efluente de la destilación en dependencia de la concentración de azufre en el licor alimentado y del pH en la descarga de la columna.

The importance of pH mensuration during product liquor distillation coming from ammonium carbonates leaching of nickel Wa s studied. The evaluation Wa s carried out in a column of industrial distillation, operated by means of Supervisory Control and Data Acquisition EROS. The range of fed liquor Wa s 25 m³/h and of temperature at the top, 10 ºC. The ammonia concentration Wa s variable, as well as dioxide of carbon, sulfur and nickel of the fed liquor. The concentration of ammonia possesses a potential dependence of the pH in the unload of the column and the nickel, polynomial of second order. The pH of the discharge pulp Wa s determined for which the cost is minimum as for consumption of reagent of nickel precipitation and losses of ammonia, recommending a range among 8,10 d≤ pH d≤ 8,30 with a minimum loss of 0,111 C.U.C./(m³/h) and a saving of 0,674 C.U.C./(m³/h). An increase of the concentration of sulphur in the fed liquor, increases the dissolution of the nickel and of the expenses of operation. An equation Wa s obtained to predict of the nickel concentration in the effluent of the distillation in dependence of sulfur concentration in the fed liquor and the pH in the discharge of the column.

Experimental Evaluation of a Cabinet type Solar Dryer for Drying Orange Skin

Con el fin de extraer pectina a partir del hollejo de naranja seco, a escala de laboratorio, para usos médicos, se llevaron a cabo experimentos de secado en un secador solar de tipo gabinete construido en el Centro de Investigaciones de Energía Solar. Los experimentos se realizaron en el tiempo de cosecha de la naranja (noviembre - abril) del año 2009 - 2010, con el fin de determinar las características adecuadas del producto para su uso final. En dichos experimentos se midieron algunas de las variables que influyen en el proceso de secado y en la calidad del producto final, como son la radiación solar, la humedad relativa ambiente, la temperatura ambiente y las alcanzadas en el interior del equipo, así como la humedad inicial y final de las muestras. El nivel de carga máximo fue de 0,8 kg de hollejo húmedo solicitada por la empresa.

With the purpose of extracting pectin starting from the dry orange husk, to laboratory scale, for medical uses, were carried drying experiments in a solar dryer of type cabinet built in the Center of Investigations of Solar Energy. The experiments were carried in the time of crop of the orange (November - April) of the year 2009 - 2010, with the purpose of determining the appropriate characteristics of the product for their final use. In this experiments some of the variables were measured that influence in the drying process and in the quality of the final product, like they are the solar radiation, the humidity relative atmosphere, the ambient temperature and those reached inside the team, as well as the initial and final humidity of the samples. The level of load maximum was of 0,8 kg of humid husk requested by the company.

Energy Assessment Company Siboney Honeypot

El presente trabajo se desarrolla en la Empresa Mielera Siboney, en la provincia de Camagüey, con el propósito de analizar el sistema termoenergético de la misma y determinar la eficiencia de las inversiones realizadas. Se evaluó el área de generación de vapor a través de los balances energético y exergético que expresan su comportamiento actual. Se realiza la simulación del sistema termoenergético, obteniéndose resultados de los indicadores más importantes. La variante propuesta brinda una ganancia de $ 1 146 405,55 de beneficio económico respecto al caso base. La eficiencia energética con un 83,31 %, la exergética con 23% y el índice de generación de vapor con 2,49 kg de vapor/kg de combustible, expresan la calidad de operación del generador de vapor después de su remodelación.

This work takes place in the Siboney Company in the province of Camagüey, in order to analyze the termoenergetic system of it and determine the efficiency of investments. Was evaluated the generation steam area through energetic and exergetic balances expressing their current behavior. Thermoenergetyc system was study by simulation, obtaining results of many indicators. In carrying out the simulation system termoenergetic (STE), was obtained that alternative proposal provides a gain of $ 1 146 405,55 economic benefit in connection with the case basis. Energy efficiency with a 83,31 %, exergetic with 23% and the rate of steam generation with 2,49 kg of steam /kg of fuel, reflected the quality of the steam generator operation after it s refurbishment.

Purification by Electrocoagulation in a Whey: Kinetics of the Process

Efluentes líquidos han sido tratados mediante electrocoagulación (EC), obteniendo resultados alentadores en remoción de contaminantes. El objetivo ha sido estudiar la aplicación de la EC para el tratamiento del lactosuero ácido, con reducción de carga orgánica. Se analizó en lactosuero valores de pH, pZ, punto isoeléctrico y DQO. Se usó un reactor electroquímico tipo batch de 2 L y se realizó un estudio volta y cronopotenciométrico para obtener condiciones de potencial y corriente empleando 3 electrodos soportados sobre placa de teflón y separación 10 mm; aluminio y hierro como ánodos, grafito y óxido de rutenio/titanio como cátodos y un electrodo de referencia. En y durante la EC se evaluó la cinética considerando como respuesta el mayor porcentaje de remoción de la DQO o porcentaje de eficiencia y variación del pH y pZ. Se concluye que el mejor arreglo de electrodos fue el del par Al-OxRut. Se obtuvo una variación del pH y pZ como resultado de reacciones anódicas y catódicas; las principales variaciones se producen con los arreglos Fe-OxRut y Al-OxRut. En las primeras 8 horas el pH incrementó de 4,82 a 8,67 y a 6,56 para las especies de Fe y Al. Entre las primeras 10 y 12 h de la EC se alcanza la máxima variación significativa así como la mayor remoción de la DQO por formación de coloides y emulsiones de oxihidróxidos de hierro y/o aluminio en los que se reincorporan por oclusión, las macromoléculas orgánicas. Las mayores remociones de DQO fueron con los pares Al-OxRut y Al-Graf, que presentaron un 83 % y 66 %, respectivamente a las 10 h. Para los arreglos de hierro no se llegó a alcanzar el 50 % de eficiencia.

Liquid effluents have been treated by electrocoagulation (EC), obtaining encouraging results in the removal of contaminants. The aim of this study was the application of the EC for the treatment of acid whey with reduced organic loading . Whey were analyzed for their pH, pZ, isoelectric point and COD. We used a batch-type electrochemical reactor of 2 L and a study volta and chronopotentiometric conditions for potential and current using 3 electrodes supported on Teflon plate separation of 10 mm, aluminum and iron as anode and graphite oxide ruthenium/titanium cathode and a reference electrode. In and for the EC was evaluated considering the kinetics in response the highest percentage of COD removal or efficiency percentage, and variation of pH and pZ. We conclude that the best arrangement of electrodes was the Al-OxRut. In the first 8 hours, the pH increased from 4,82 to 8,67 and 6,56 for Fe and Al species. Among the top 10 and 12 h of EC maximum is reached significant change and the increased removal of COD by the formation of colloids and emulsions oxyhydroxides of iron and/or aluminum in the occlusion re-entering the organic macromolecules. The COD removals were higher with the pairs Al-OxRut and Al-Graf, who had a 83 % and 66 % respectively at 10 h. To arrange for iron is not reached up to 50 % efficiency.