Orientador: Rubens Maciel Filho

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

Resumo: Um novo catalisador de alto desempenho é proposto para a oxidação do etanol a acetaldeído. Os dados experimentais disponíveis são analisados por intermédio de dois mecanismos reacionais distintos. Após a escolha do mecanismo do tipo Temkin a equação da taxa de reação simples que será...

Resumo: Um novo catalisador de alto desempenho é proposto para a oxidação do etanol a acetaldeído. Os dados experimentais disponíveis são analisados por intermédio de dois mecanismos reacionais distintos. Após a escolha do mecanismo do tipo Temkin a equação da taxa de reação simples que será empregada nas simulações é determinada. Em seguida é desenvolvido um modelo contínuo bidimensional estacionário para o leito catalítico no interior fr um tubo, considerado transferência de calor e massa por dispersão radial e convecção axial. São reunidos todos os elementos necessários à modelagem detalhada do leito, tais como as correlações para cálculo de propriedades físicas de substância pura e os respectivos métodos interpolativos para cálculo das propriedades de mistura, as correlações para estimativa dos parâmetros de transferência de calor e massa, de queda de pressão, e porosidade do leito de partículas esféricas. O modelo resultante é manipulado para a aplicação dos métodos numéricos empregados. Uma adimensionalização das variáveis precede a discretização das equações diferenciais parciais pelo método da colocação ortogonal. Descreve-se a aplicação do método das linhas, uma composição de Colocação ortogonal na radial com integração explícita do tipo Runge-Kutta de quarta ordem na axial. Desenvolve-se um método para cálculo de propriedades médias radiais por quadratura de Gauss-Jacobi... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital

Abstract: A new high performance catalyst is proposed to oxidize ethanol to acetaldehyde. The available experimental data are analysed using two different reactional mechanisms. After choosing a Temkin type mechanism, the single reaction rate equation to be used in the simulations is determined....

Abstract: A new high performance catalyst is proposed to oxidize ethanol to acetaldehyde. The available experimental data are analysed using two different reactional mechanisms. After choosing a Temkin type mechanism, the single reaction rate equation to be used in the simulations is determined. Then,a continuous bidimendional steady-state model for the catalytic bed inside a tube is developed, considering heat and mass transfer by radial dispersion and axial convection. All the elements necessary to the detailed catalytic bed modeling are put together, including the correlations to calculate the pure-component physical properties and the respective mixture-property interpolative calculation methods, the correlations to estimate heat and mass transfer parameters, pressure drop, and the void fraction in packed beds of spheres. The final model is prepared to the application of the employed numerical methods. An adimensionalization of the variables preceeds the discretization of the partial differential equations by an orthogonal collocation method. The application of the method of lines, a combination of an orthogonal collocation method in the radial dimension and an axial integration by an explicit 4th order Runge-Kutta method, is described. Then, a Gauss-Jacobi quadrature based method for the radial mean physical properties calculations is developed. Two computer programs were developed and exploited... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations