Estudo de difusividade de hidrocarbonetos em catalisador mesoporoso aplicado a sÃntese de Fischer-Tropsch e avaliaÃÃo de seu desempenho

• Autor(a) principal: Adriano Henrique Soares de Oliveira
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC
• Texto Completo: http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=13298
• topic: MÃtodo ZLC; SÃntese de Fischer-Tropsch; DifusÃo de superfÃcie; Effective diffusivity; ZLC method, Desorption; Fischer-Tropsch reaction; Surface diffusivity.; ENGENHARIA QUIMICA

O presente trabalho tem como principal objetivo investigar as condiÃÃes mais adequadas para o estudo da difusividade de n-parafinas em um catalisador tÃpico para a sÃntese de Fischer-Tropsch (SFT), utilizando o mÃtodo cromatogrÃfico ZLC (coluna de comprimento zero), e avaliando-se a repetitividade e a reprodutibilidade desta metodologia. Objetiva, ainda, verificar o desempenho do catalisador em um reator de leito fixo, em escala piloto, e observar o efeito da difusÃo na seletividade a hidrocarbonetos de alta massa molar. O catalisador foi caracterizado, com Ãnfase nos ensaios de microscopia e anÃlise textural. Quanto à difusividade dos n-alcanos (n-C7, n-C9, n-C12, n-C16), foram utilizados dois sistemas ZLC, sendo um na Universidade Federal do Cearà (UFC) e o outro na Universidade de Edimburgo, empregando-se amostras de diferentes granulometrias (forma pà e pellet). Investigou-se, tambÃm, a influÃncia da temperatura, da vazÃo do gÃs de purga, da massa de catalisador e da concentraÃÃo do sorbato no gÃs de purga. Quanto à etapa reacional, esta ocorreu em uma unidade piloto para a SFT a 20 bar, nas temperaturas de 210 ÂC e 230 ÂC e em diferentes velocidades espaciais. O catalisador apresentou-se como mesoporoso, com um pouco de microporosidade, e com a fase ativa (Co) bem distribuÃda. Em relaÃÃo à difusividade efetiva, o diÃmetro de partÃcula mais adequado para o uso na coluna ZLC, dentre os testados, foi de 214 Âm para o catalisador na forma pÃ, com 5 mg de amostra. Comparando-se os experimentos realizados nas duas universidades, percebeu-se uma boa repetitividade, porÃm a reprodutibilidade, nÃo foi satisfatÃria. Observou-se ainda, a influÃncia da constante de Henry nos resultados obtidos para difusividade efetiva, em diferentes tamanhos de catalisador, entretanto, nÃo se perceberam mudanÃas significativas na difusividade efetiva em funÃÃo da variaÃÃo da temperatura e da concentraÃÃo de sorbato no gÃs de purga. Em se tratando da reaÃÃo, os resultados indicaram um forte efeito da temperatura na conversÃo de CO e na seletividade a C5+. O mecanismo difusivo à afetado pela difusividade de superfÃcie, e, a partir deste resultado, pode-se justificar o aumento da seletividade a metano com o incremento da relaÃÃo H2/CO. Com base nos resultados apresentados, o mÃtodo ZLC mostrou-se adequado para o estudo da difusividade efetiva de n-parafinas em um catalisador convencional para a SFT.