Modelo Intrapartícula para Catalizadores de Distribución de Fase Activa No Uniforme en un Reactor por Lotes
Autores: Salucci, Emiliano; Russo, Vincenzo; Salmi, Tapio; Di Serio, Martino; Tesser, Riccardo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Modelo Intrapartícula para Catalizadores de Distribución de Fase Activa No Uniforme en un Reactor por Lotes
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Importancia
Propiedades morfológicas
Catalizadores
Distribución de la fase activa
Sistemas catalíticos
Especies químicas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
El estudio y la comprensión de la importancia de las propiedades morfológicas de los catalizadores heterogéneos pueden allanar el camino para importantes mejoras en el rendimiento de los sistemas catalíticos. Los catalizadores con distribución no uniforme de la fase activa se adoptan normalmente para reacciones consecutivas con el fin de mejorar la selectividad hacia el producto intermedio deseado. Atributos a los que se presta poca atención, como la distribución y el grosor de la fase activa, pueden ser decisivos en la justificación final de la estrategia de síntesis del catalizador. Partiendo de un trabajo previo, donde se desarrolló un modelo de fase activa no uniforme para partículas de catalizador, un paso clave para controlar todo el sistema es incluir las ecuaciones de fase a granel y los fenómenos de transporte relacionados. Con este propósito, este trabajo propone un enfoque de modelado de un sistema reactivo bifásico en un reactor por lotes en presencia de tres tipos diferentes de partículas catalíticas (cáscara de huevo, clara de huevo y yema de huevo) cuya distinción radica en la localización de la zona activa. La red reactiva consiste en un par de reacciones en serie, que tienen lugar exclusivamente en la superficie sólida, y el componente intermedio es el principal producto de interés. Para revelar la influencia relacionada con el tipo de catalizador, se realizó un extenso estudio paramétrico, variando varios coeficientes estructurales para resaltar los cambios en los perfiles de concentración intraparticular y a granel de las diferentes especies químicas. Los resultados principales pueden considerarse de gran interés para la comunidad de ingeniería de reacciones químicas, ya que se demostró que las limitaciones de transferencia de masa y calor afectan el rendimiento del catalizador. Para el sistema elegido, el catalizador de cáscara de huevo normalmente condujo a mejores rendimientos catalíticos.
Descripción
El estudio y la comprensión de la importancia de las propiedades morfológicas de los catalizadores heterogéneos pueden allanar el camino para importantes mejoras en el rendimiento de los sistemas catalíticos. Los catalizadores con distribución no uniforme de la fase activa se adoptan normalmente para reacciones consecutivas con el fin de mejorar la selectividad hacia el producto intermedio deseado. Atributos a los que se presta poca atención, como la distribución y el grosor de la fase activa, pueden ser decisivos en la justificación final de la estrategia de síntesis del catalizador. Partiendo de un trabajo previo, donde se desarrolló un modelo de fase activa no uniforme para partículas de catalizador, un paso clave para controlar todo el sistema es incluir las ecuaciones de fase a granel y los fenómenos de transporte relacionados. Con este propósito, este trabajo propone un enfoque de modelado de un sistema reactivo bifásico en un reactor por lotes en presencia de tres tipos diferentes de partículas catalíticas (cáscara de huevo, clara de huevo y yema de huevo) cuya distinción radica en la localización de la zona activa. La red reactiva consiste en un par de reacciones en serie, que tienen lugar exclusivamente en la superficie sólida, y el componente intermedio es el principal producto de interés. Para revelar la influencia relacionada con el tipo de catalizador, se realizó un extenso estudio paramétrico, variando varios coeficientes estructurales para resaltar los cambios en los perfiles de concentración intraparticular y a granel de las diferentes especies químicas. Los resultados principales pueden considerarse de gran interés para la comunidad de ingeniería de reacciones químicas, ya que se demostró que las limitaciones de transferencia de masa y calor afectan el rendimiento del catalizador. Para el sistema elegido, el catalizador de cáscara de huevo normalmente condujo a mejores rendimientos catalíticos.