Simulation of methanol production from residual biomasses in a Cu/ZnO/Al2O3 packed bed reactor

This article aims to simulate an algorithm constructed in MATLAB to represent the catalytic conversion of SYNGAS into methanol in a packed-bed reactor, based on chemical kinetics for a heterogeneous system with a Cu/ZnO/Al2O3 as a catalyst, and complementary math and phenomenological models, as a pressure drop and catalyst deactivation. Model validation is developed, comparing reference results and the results by running the algorithm in MATLAB using a reference SYNGAS composition. Also, the constructed model considers a catalyst deactivation by sintering and pressure drop along the reactor. Several parameters were evaluated to identify the pro conditions for methyl alcohol production; these parameters include the gasifying agent selection, the biomass and steam ratio effect, and the biomass origin. RESUMEN: El objetivo de este artículo es simular un algoritmo construido en MATLAB para representar la conversión catalítica de SYNGAS en metanol en un reactor de lecho empaquetado, basados en la cinética química para un sistema heterogéneo con un Cu/ZnO/Al2O3 como catalizador, y en modelos matemáticos y fenomenológicos, como caída de presión y desactivación del catalizador. Se realiza una validación del modelo, comparando los resultados de referencia y los resultados obtenidos al ejecutar en el algoritmo MATLAB la composición de referencia SYNGAS. Además, el modelo construido considera una desactivación del catalizador por sinterización y caída de presión a lo largo del reactor. Se evaluaron varios parámetros para identificar las condiciones para la producción de alcohol metílico; Estos parámetros incluyen la selección del agente gasificante, el efecto de la relación de biomasa y vapor y el origen de la biomasa. C. E. Artistizábal, A. F. Vargas and P. N. Alvarado. ”Simulation of methanol production from residual biomasses in a Cu/ZnO/Al2O3 packed bed reactor”, Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia, no. 102, pp. 115-124, Jan-Mar 2022. [Online]. Available: https: //www.doi.org/10.17533/ udea.redin.20200907 ARTICLE INFO: Received: November 28, 2019 Accepted: September 23, 2020 Available online: September 23, 2020