Reatores Heterogêneos Desativação de Catalisadores

Desativação Catalítica a(t) = quantificação da atividade do catalisador -r’A = a x (–r’A) (Cinética separável) -r’A = (–r’A) (Cinética não separável) a(t) = -r’A (t)/ -r’A (t=0)

Desativação 1,0 a(t) t

Desativação Velocidade da reação -r’A = a(t) x (–r’A) -r’A = a(t) k(T) f( CA, CB, .., CN) a(t) = atividade catalítica K(T) = cte veloc. reação Ci = concentração dos reagentes, produtos ou contaminantes na fase gasosa.

Desativação Velocidade de desativação rd = - da/dt = p[ a(t)] kd(T) h(CA, CB, .., CN) kd(T) = cte de velocidade da desativação h(CA, CB, .., CN) = dependência da veloc. em relação aos componentes: h=1 h = Ci (linear) p[ a(t)] : p(a) = a 1 ordem p(a) = a2 2 ordem

Tipos de desativação SINTERIZAÇÃO Fechamento de poros Aglomeração de sítios metálicos Importante em temperaturas elevadas Taxa de Decaimento da atividade: rD = kd a2 = - da/dt 2 ordem Como a = 1 para t =0 a(t) = 1/1+ kd

SINTERIZAÇÃO Sa = Sa0 / 1 + kd S = área superficial kd = kd (T0) exp [ Ed/R(1/ T0 – 1/T)] Algoritmo : balanço molar lei de velocidade da reação – taxa lei de decaimento estequiometria combina as duas e resolve

Coqueamento/Entupimento Formação de coque sobre a superfície Cc = A tn Cc = concentração de coque A e n = parâmetros de entupimento Exemplos: % coque = 0,47 t(min) – gasóleo leve do Leste e do Texas

Coqueamento/Entupimento Outras formas a = 1/ (Cpc + 1) logo a = 1/(Ap tnp + 1) Gasóleo leve do Texas – craqueamento a 750 C a= 1/(1 + 7,6 t1/2) t = segundos a= e-alfa1 Cc ou a = 1/(1+ alfa2 Cc)

Envenenamento Veneno em corrente de alimentação: Reação: A + S A.S A.S B.S + C (g) B.S B + S - rA = a(t) kCA / (1+ KACA + KBCB) Envenenamento: P + S P.S rd = - da/dt = kd’ Cpm aq

Envenenamento Assumindo - taxa de adsorção do veneno nos sítios proporcional ao número de sítios não envenenados e à concentração do veneno na fase gasosa: rp.s = d Cp.s/dt = k(Ct0 – Cp.s) Cp Ct0 = numero total de sítios Cp.s = conc. de sítios envenenados Cp = conc. veneno na fase gasosa Dividindo por Ct0 e chamando Cp.s/ Ct0 = f (fração de sítios envenenados) df/dt = kd ( 1 – f ) Cp onde (1-f) = a (t) - da/dt = a(t) kd Cp

ENVENENAMENTO Envenenamento por reagentes ou produtos Reação : A + S B + S -r’ = k Can Envenenamento: A + S A.S rd = kd’ CA m aq

Envenenamento Exemplo: CO + H2 CH4 - rCO = k a(t) CCO rd = kd’ CCO a(t) Quando decaimento independe da C veneno: rd = kd’ aq a = e-kdt