Orientador: Jose Claudio Moura

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas

Resumo: Este trabalho é um estudo da oxidação catalítica do etanol a ácido acético, em fase vapor, usando catalisadores suportados à base de paládio. Os catalisadores foram preparados a partir dos sais precursores Cloreto e nitrato de paládio, e os suportes foram constituídos de alumina, dióxido de...

Resumo: Este trabalho é um estudo da oxidação catalítica do etanol a ácido acético, em fase vapor, usando catalisadores suportados à base de paládio. Os catalisadores foram preparados a partir dos sais precursores Cloreto e nitrato de paládio, e os suportes foram constituídos de alumina, dióxido de titânio e suas misturas. A atividade dos materiais catalíticos foi testada para a reação de oxidação em instalação de bancada, contendo um reator tubular de leito fixo, imerso num banho de areia flui dizada com ar. Os melhores resultados foram obtidos com os catalisadores que tiveram o nitrato de paládio corno sal precursor da espécie ativa, impregnado em suporte de alumina com 20% em peso de dióxido de titânio. A decomposição e redução do metal sobre a superfície, foi feita através de tratamento térmico à 400°C e ativação com hidrogênio à 300°C. A coleta de dados cinéticos foi feita na faixa de temperaturas de 120 a 180°C e razões molares oxigênio/etanol de 1 a 5, usando o catalisador que apresentou melhores resultados durante os testes. Foram propostos mecanismos de reação e deduzidas equações para as taxas de reação utilizando-se as aproximações usuais em análises de dados cinéticos. A validade dos mecanismos propostos foi testada com conjunto de dados experimentais obtidos, e a estimação dos parâmetros cinéticos foi feita utilizando o sistema de programas SAS(Statistical Analysis Sistems). Os resultados obtidos demonstram a aplicabilidade da equação da taxa, na faixa de temperaturas de 120 a 165°C, proveniente de um mecanismo do tipo oxidação-redução, Redox, com adsorção dissociativa do oxigênio. Para a predição da distribuição dos produtos,foram propostas equações lineares empíricas que melhor representaram os dados experimentais.

Abstract: The main objective of this study was to examine the vapor phase catalitic oxidation of ethanol conducting to acetic acid as main product by using palladium based support catalysts. The starting salts for the catalysts preparation were the palladium nitrate and chloride, being the supports...

Abstract: The main objective of this study was to examine the vapor phase catalitic oxidation of ethanol conducting to acetic acid as main product by using palladium based support catalysts. The starting salts for the catalysts preparation were the palladium nitrate and chloride, being the supports constituted by alumina, titanium dioxide and mixtures of both. The main objective of this study was to examine the vapor phase catalitic oxidation of ethanol conducting to acetic acid as main product by using palladium based support catalysts. The starting salts for the catalysts preparation were the palladium nitrate and chloride, being the supports constituted by alumina, titanium dioxide and mixtures of both. The metal decomposing and reduction above the surface as done by thermal treatment at the temperature of 400°C followed by activation with hidrogen at 300°C. The kinetic data measurements covered a temperature range from 120 to 1800C and a molar ratio of oxigen/ethanol from 1 to 5, being the data obtained with the material that exibited the best results on the previous tests. The usual kinetics analysis approximations were used to obtain the reactor rate equations from proposed mechanisms. The vality of the mechanisms were tested using the whole set of experimental data and the statistical software SAS (Statistical Analysis Sistems) in order to estimate the Kinetic parameters from the reaction. The results showed the aplicability of the proposed rate equation on the temperature range from 120 to 165°C. This equation resulted from a oxidation-reduction a mechanism with dissociative oxigen adsorption. Empirical linear equations based on best fitting of the experimental data was proposed to predict product distribution.