Modelagem cinética da reação de aromatização do propeno sobre HZSM5.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2000 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG |
Texto Completo: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/6713 |
Resumo: | Os hidrocarbonetos benzênicos, geralmente denominados de BTX (Benzeno, tolueno e xilenos) são muito importantes industrialmente. Esses hidrocarbonetos apresentam índices de octagem elevados, constituindo uma fração importante da gasolina. Os BTX são também compostos de base para a química orgânica. O esquema reacional da reação de aromatização do propeno sobre HZSM5 e complexo. envolvendo um grande numero de compostos e varias etapas de reações. Dentre as quais podemos citar a formação de oligômeros, craqueamento de oligômeros, transferência de hidrogênio, ciclitização de dienos e aromatização de naftenos. Uma ferramenta bastante utilizada atualmente para obter informações quantitativas sobre o mecanismo das reações químicas e a modelagem cinética, que permite determinar os valores dos parâmetros cinéticos a partir de um numero limitado de dados experimentais. Neste trabalho foi proposto o desenvolvimento de um modelo cinético para a aromatização do propeno sobre o catalisador HZSM5 baseado no modelo proposto por Lukyanov et al. (1994). Para tal finalidade fez-se necessário o desenvolvimento de um simulador para calcular os valores dos parâmetros cinéticos e os valores das constantes de velocidade da reação de aromatização do propeno sobre HZSM5 em um reator tubular, a temperaturas de 350, 400, 450 e 530°C. Os dados experimentais utilizados foram os obtidos por Rodrigues (1996) nos tempos de reação de 1, 6, 12, 24 e 72 horas. O modelo cinético para reação de aromatização do propeno sobre HZSM5 foi desenvolvido. A reação se processa quase que completamente em tempos inferiores a uma hora, portanto foi desenvolvido um modelo cinético aproximado para essa reação no intervalo entre zero e uma hora, dessa forma evitando introduzir a função desativação que tornaria o modelo mais complexo. Os dados experimentais no tempo de reação de uma hora foram comparados com os dados simulados, apresentando uma concordância satisfatória. Os resultados do estudo mostraram que o simulador montado para a referida reação pode ser utilizado para outras reações que não apresentem um numero de constantes superior a cinco, e no máximo quatro dados de concentração em função do tempo, para evitar problemas de convergência. |
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Modelagem cinética da reação de aromatização do propeno sobre HZSM5.Kinetic modeling of propene aromatization reaction over HZSM5.Modelagem Cinética.Propeno - HZSM5 - Aromatização.Hidrocarbonetos Benzênicos.Reações Químicas.Modelo CinéticoCatalisador HZSM5.Kinetic Modeling.Propene - HZSM5 - Aromatization.Benzene Hydrocarbons.Chemical reactions.Kinetic ModelHZSM5 catalyst.Engenharia Química.Os hidrocarbonetos benzênicos, geralmente denominados de BTX (Benzeno, tolueno e xilenos) são muito importantes industrialmente. Esses hidrocarbonetos apresentam índices de octagem elevados, constituindo uma fração importante da gasolina. Os BTX são também compostos de base para a química orgânica. O esquema reacional da reação de aromatização do propeno sobre HZSM5 e complexo. envolvendo um grande numero de compostos e varias etapas de reações. Dentre as quais podemos citar a formação de oligômeros, craqueamento de oligômeros, transferência de hidrogênio, ciclitização de dienos e aromatização de naftenos. Uma ferramenta bastante utilizada atualmente para obter informações quantitativas sobre o mecanismo das reações químicas e a modelagem cinética, que permite determinar os valores dos parâmetros cinéticos a partir de um numero limitado de dados experimentais. Neste trabalho foi proposto o desenvolvimento de um modelo cinético para a aromatização do propeno sobre o catalisador HZSM5 baseado no modelo proposto por Lukyanov et al. (1994). Para tal finalidade fez-se necessário o desenvolvimento de um simulador para calcular os valores dos parâmetros cinéticos e os valores das constantes de velocidade da reação de aromatização do propeno sobre HZSM5 em um reator tubular, a temperaturas de 350, 400, 450 e 530°C. Os dados experimentais utilizados foram os obtidos por Rodrigues (1996) nos tempos de reação de 1, 6, 12, 24 e 72 horas. O modelo cinético para reação de aromatização do propeno sobre HZSM5 foi desenvolvido. A reação se processa quase que completamente em tempos inferiores a uma hora, portanto foi desenvolvido um modelo cinético aproximado para essa reação no intervalo entre zero e uma hora, dessa forma evitando introduzir a função desativação que tornaria o modelo mais complexo. Os dados experimentais no tempo de reação de uma hora foram comparados com os dados simulados, apresentando uma concordância satisfatória. Os resultados do estudo mostraram que o simulador montado para a referida reação pode ser utilizado para outras reações que não apresentem um numero de constantes superior a cinco, e no máximo quatro dados de concentração em função do tempo, para evitar problemas de convergência.The aromatic hydrocarbons, generally denominated BTX (Benzene, toluene and xylenes) are very important industrial compounds. These hydrocarbons present high indexes of octane and constitute an important fraction of the gasoline. BTX are also important intermediates for synthesis in the organic chemistry. The pathway of the reaction of propene aromatization over HZSM5 is complex, involving a great number of compounds and several reaction steps, as oligomer formation, oligomer cracking, transfer of hydrogen, dienes cyclization and naphtenes aromatization. A tool quite used now for obtaintion of quantitative information about the mechanism of chemical reactions is the kinetic modelling, that allows determination of the values of the kinetic parameters starting from a limited number of experimental data. In the present work, the development of a kinetic model is proposed for the propene aromatization over the HZSM5 catalyst, based on the model proposed by Lukyanov et al. (1994). For such purpose, it was necessary to develop a simulator in order to calculate the values of the kinetic parameters and the values of the rate constants of the propene aromatization over HZSM5 in a tubular reactor, at temperatures of 350, 400, 450 and 530°C. The experimental data used were obtained from Rodrigues (1996) at reaction times of 1, 6, 12, 24 and 72 hours. The kinetic model for propene aromatization over HZSM5 was developed. The reaction is almost completely processed after one hour. Therefore, a kinetic model for this reaction in the interval from zero to one hour was developed, avoiding the introduction of the deactivation function that would become the model quite complex. The experimental data were compared with the simulated ones and showed a considered satisfactory adjustment. The results of this study showed that the simulator set up for the referred reaction can be used for other reactions which do not present a number of constant superior to five, and in the maximum four concentration data in function of the time, to avoid convergence problems.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Ciências e Tecnologia - CCTPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICAUFCGRODRIGUES, Meiry Gláucia Freire.RODRIGUES, M. G. F.http://lattes.cnpq.br/7257323910817700VASCONCELOS, Luiz Gonzaga Sales.VASCONCELOS, L. G. S.http://lattes.cnpq.br/9456860386065509BEZERRA, Vanja Maria de Franca.ALVES, José Jailson Nicácio.VELOSO, Cristiane Martins.2000-09-062019-09-05T11:02:12Z2019-09-052019-09-05T11:02:12Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/6713VELOSO, Cristiane Martins. Modelagem cinética da reação de aromatização do propeno sobre HZSM5. 2000. 90f. 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