Prediccion de propiedades de mezclas gasolina-etanolmediante espectroscopia de infrarrojo

F. Sanchez-MineroE. Ramirez-Jimenez

G. Silva-OliverB. Hernandez-Castillejos

Comunicacion en IngenieriaSeptiembre de 2013

INTRODUCCIÓNAditivos para gasolina: etanol (vs. MTBE, etc.)

EtOH: CO ↓ (obviamente)… pero CO2, EtOH no quemado, aldehidos?

Espectroscopia IR para caracterizar productos (de combustion)

Conocimiento detallado de productos => numero de octano, presion de vapor, poder calorifico!

Uso de ‘flexifuels’… (bio)combustibles con 0-100% EtOH

METODOLOGÍA

Mezclas 0, 20, 40, 60, 80 y 100% EtOH (99.5%)

Espectrofotometro Spectrum GX (Perkin-Elmer), con ATR

Espectros de transmitancia, 4000-850 cm-1 (triplicado)

Numero de octano: PIONA-GC, analisis detallado de hidrocarburos

PV de Reid: 37.8 oC (Koehler, ASTM D323-08)

PC: ‘bomba’ isoperibol (Parr, ASTM D5865-12)

Modelos predictivos: minimizacion de Powell (1964)

RESULTADOS Y DISCUSIÓN (1)

Figura 1Cambios monotónicos con aumento de %E (aumento de OH en 3320 cm-1, disminución de CH2 en 2920 cm-1, …)

RESULTADOS Y DISCUSIÓN (2)

Figura 2Aumentos en intensidad de bandas con aumento de %E (C-O, O-H… y también (!?) CH3 en 1465 y 1380 cm-1)

RESULTADOS Y DISCUSIÓN (3)

Figura 3

Desarrollo de modelo predictivo: análisis cuantitativo de cada una de las bandas -> efecto de EtOH (ejemplo de 40% etanol)

OH, alarg libre

OH, vibr intermol

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RESULTADOS Y DISCUSIÓN (4a)

Figura 4

Altos valores de R2 => Buen ajuste!

R2=0.9943R2=0.9822

R2=0.9985

RESULTADOS Y DISCUSIÓN (4b)

Con valores de FCO, obtenido por espectroscopía IR, quizás se puedan predecir las propiedades de mezclas gasolina-etanol.

CONCLUSIONES

Banda de 1050 cm-1 característica de EtOH en gasolina ‘reformulada’ => FCO

Excelentes correlaciones entre FCO y propiedades de mezclas gasolina-etanol (número de octano, poder calorífico y presión de vapor)

Método promisorio para desarrollar modelo predictivo