Orientador: Jose Claudio Moura

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica

Resumo: : A utilização de vapor d¿água como veículo de remoção de calor em reações altamente exotérmicas requer o conhecimento do efeito exercido pelo diluente sobre a taxa de reação. Este trabalho procura estudar a influência da diluição dos reagentes com água na oxidação de etanol a acetaldeido...

Resumo: : A utilização de vapor d¿água como veículo de remoção de calor em reações altamente exotérmicas requer o conhecimento do efeito exercido pelo diluente sobre a taxa de reação. Este trabalho procura estudar a influência da diluição dos reagentes com água na oxidação de etanol a acetaldeido sobre catalisador de óxidos de ferro e molibdênio. Foram coletados os dados cinéticos à pressão atmosférica, em reator de leito fixo, integral e isotérmico, introduzindo-se vapor de água na alimentação, na faixa de temperatura de 180 a '240 GRAUS¿C. Conseguiu-se boa isotermicidade diluindo-se o leito catalítico com partículas de aço inoxidável. Propôs-se um mecanismo de reação onde o oxigênio é adsorvido molecularmente sobre um único sítio ativo e reage com o etanol da fase gasosa. Obteve-se uma equação da taxa de reação que representou satisfatoriamente o efeito inibidor da água sobre a reação. Simulou-se o comportamento de um reator multitubular de leito fixo, com resfriamento externo em contra-corrente, utilizando-se os modelos homogêneo e heterogêneo unidimensionais operando-se com introdução de água e retirada de igual volume de nitrogênio na alimentação. Analisou-se a influência da água nos perfis de temperatura do reator e na sensitividade paramétrica em relação à temperatura de entrada de fluido refrigerante, à velocidade mássica superficial e à razão molar oxigênio/etanol na alimentação. A introdução de água mostrou-se conveniente para auxiliar no controle de temperatura do reator

Abstract: The use of water vapor as vehicle to remove the heat in highly exotermic reactions needs more understanding of the effect produced by the diluent on the reaction rate. This work studies the influence of the reagents ditution with water on ethanol oxidation to acetaldeyde over...

Abstract: The use of water vapor as vehicle to remove the heat in highly exotermic reactions needs more understanding of the effect produced by the diluent on the reaction rate. This work studies the influence of the reagents ditution with water on ethanol oxidation to acetaldeyde over iron-molibdenum catalyst. The kinetics data was obtained at atmosphere pressure, in a isothermal, integral, fixed bed reactor, with the addition of water vapor in the reactor feed, in the range of temperature from 180 to '240 DEGREES¿C. Good isothermicity was obtained by dilution of catalytic bed with stainless steel particles. A reaction mechanism was proposed considering the molecular adsorption of oxygen on a single active site and reaction with vaporous ethanol. The rate equation obtained represented satisfactory the water inibition effect on the reaction. The behavior of the multitube fixed bed reactor, with external countercurrent cooling, was simulated using unidimensional homogeneous and heterogeneous models, operation with introduction of water and removal of equal volume of nitrogen from the feed. The water influence on the reactor temperature profiles and on the parametric sensitivity about the inlet thermal fluid temperature, the superficial mass velocity and the feed oxygen/ ethanol molar ratio was analysed. The addition of water showed to be suitable help for the reactor temperature control