Processo continuo de hidrogenação catalitica de sacarideos em reator de leito gotejante

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Maranhão, Laisse Carvalho de Albuquerque
Data de Publicação: 2001
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1591340
Resumo: Orientadores: João Alexandre Ferreira da Rocha Pereira, Cesar Augusto Moraes de Abreu
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spelling Processo continuo de hidrogenação catalitica de sacarideos em reator de leito gotejanteHidrogenaçãoCarboidratosSorbitolCatalisadoresNíquelReatores químicosOrientadores: João Alexandre Ferreira da Rocha Pereira, Cesar Augusto Moraes de AbreuTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: Visando-se a produção de polióis em pequena e média escalas por processos catalíticos contínuos e objetivando-se a valorização de matérias-primas abundantes em sacarídeos, procedeu-se à otimização operacional e quantificação cinética dos processos de hidrogenação da glicose e sacarose em presença de catalisador de níquel (14,75%p.p.) suportado em carvão ativado. Processamentos de reações de hidrogenação de glicose, frutose e sacarose em temperaturas de 373K, 393K e 413K, sob pressão de 24atm em reator de leito de lama, ressaltaram seletividades em sorbitol e manitol. As transformações foram representadas por modelos do tipo Langmuir-Hinshelwood propostos com base em mecanismos catalíticos heterogêneos de formação de polióis. Através da avaliação dinâmica experimental, segundo a técnica de distribuição de tempos de residência (DTR), foram quantificados parâmetros hidrodinâmicos em sistemas trifásicos operando em regime de leito gotejante. A análise do processo foi efetuada através da aplicação de um modelo pistão heterogêneo com dispersão axial em regime transiente, a qual via função de transferência possibilitou a estimação dos parâmetros hidrodinâmicos da fase líquida, fornecendo ordens de grandeza de fe=[0,34 a 0,56] para o fator de molhabilidade; hL=[0,16 a 0,25] para a retenção líquida e Dax=[3,77 x 1O-4m2/s a 2,42 x 1O-4m2/s] para a dispersão axial. Hidrogenações de glicose e sacarose em reator trifásico contínuo de leito gotejante (dR=42mm, Z=800,Omm) em presença do catalisador Ni(14,75%p.p.)/C granulado (dp=4,57mm) operadas em temperaturas de 373K a 413K e lOatm de hidrogênio, com vazão da fase líquida de 5LIh a 15L1h e vazão da fase gasosa de 100LIh e 300LIh, garantiram um regime estacionário de conversão de sacarídeos, atingido após 1 hora de reação. O processamento das reações da glicose e da sacarose no reator de leito gotejante assegurou transposição do processo trifásico descontínuo para o processo contínuo, fornecendo perfis experimentais que confrontados com as previsões do modelo proposto demonstraram boa concordância, significando possibilidade de desenvolvimento em escalas superiores na direção da aplicação industrialAbstract: To produce polyols in small and medium scales by continuous catalytic processes and to valorize saccharide abundant raw materials, operational optimization and quantification of the kinetics of the hydrogenation processes of glucose and saccharose in the presence of nickel (l4,75%wt.) supported on active carbon were performed. Hydrogenation reactions of glucose, fructose and saccharose at temperatures of 373K, 393K and 413K under apressure of24atm performed in a slurry bed reactor showed strong seletivities for sorbitol and manitol. Based on the heterogeneous catalytic mechanism of the polyols production a Langmuir-Hinshelwood model was proposed. From experimental dynamic evaluations based on residence time distribution (RTD) hydrodynamic parameters of the three-phase systems operating in trickle flow pattem were obtained. The analysis of the process was made using an heterogeneous piston model with axial dispersion in transient regime. It was possible via a transfer function to predict the hydrodynamic parameters of the liquid phase as: wetting efficiency, fe=[0,34 to 0,56]; liquid holdup, hL=[O,16 to 0,25] and axial dispersion, Dax=[3,77xlO-4m2/s to 2,42xlO-4m2/sl The hydrogenation of glucose and saccharose in the continuous three-phase trickle-bed reactor (dR=42mm,Z=800,Omm) in the presence of Ni(l4,75%wt.)/C granulated catalyst (dp=4,57mm) was performed at temperatures in the range of 373K to 413K and under a pressure of 10atm of hydrogen and a flow rate in the range of 5L1h to 15L1h for the liquid phase and 100LIh to 300Llh for the gas phase, steady state conditions of saccharide conversions were reached after one hour of reaction. The processing of the glucose and saccharose reactions in the trickle-bed reactor allowed the reaction transposition from the I discontinuous process to the continuous one providing experimental profiles which compared with the proposed models showed a good agreement, indicating the possibility of the development of scale-up to the industrial applicationsDoutoradoSistemas de Processos Químicos e InformáticaDoutor em Engenharia Química[s.n.]Pereira, João Alexandre Ferreira da Rocha, 1945-Abreu, César Augusto Moraes deValença, Gustavo PaimJordão, ElizabeteGarcia, Vera LuciaFoglio, Mary AnnUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia QuímicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASMaranhão, Laisse Carvalho de Albuquerque20012001-12-17T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf171p. : il.(Broch.)https://hdl.handle.net/20.500.12733/1591340MARANHÃO, Laisse Carvalho de Albuquerque. Processo continuo de hidrogenação catalitica de sacarideos em reator de leito gotejante. 2001. 171p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1591340. Acesso em: 2 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/224282porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2017-06-13T17:24:47Zoai::224282Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2017-06-13T17:24:47Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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