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Title in Portuguese: Estimação de parâmetros, modelagem e simulação da síntese de Fischer-Tropsch em reator tubular de leito fixo com catalisador de cobalto
Title: Parameters estimation, modeling and simulation of Fischer-Tropsch synthesis in fixed-bed tubular reactor with cobalt catalyst
Author: Barros Junior, Antonino Fontenelle
Advisor(s): Fernandes, Fabiano André Narciso
Keywords: Engenharia química
Catalizadores
Issue Date: 1-Mar-2013
Citation: BARROS JUNIOR, A. F. Estimação de parâmetros, modelagem e simulação da síntese de Fischer-Tropsch em reator tubular de leito fixo com catalisador de cobalto. 2013. 116 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013
Abstract in Portuguese: A reação de síntese de Fischer-Tropsch, que pode ser compreendida como uma polimerização entre os gases monóxido de carbono e hidrogênio, mistura conhecida por gás de síntese, com a formação de hidrocarbonetos parafínicos e olefínicos, ocorre na presença de catalisadores heterogêneos, onde aqueles de cobalto aparecem como os mais promissores quando se deseja produzir frações de hidrocarbonetos comercialmente mais favoráveis, como gasolina, diesel e graxas. A reação já é encarada como alternativa ao petróleo, pois o gás de síntese é gerado a partir de outras fontes, notadamente o gás natural. O conhecimento da reação ainda é fundamentalmente experimental, e não existem mecanismos específicos que expliquem com exatidão a formação dos produtos e sua distribuição ao longo de uma faixa de hidrocarbonetos. Esse trabalho realiza inicialmente uma estimação de parâmetros, enquadrados em uma modelagem cinética, que procuram explicar o desenvolvimento da reação e a formação das parafinas e olefinas em reatores tubulares de leito fixo com catalisadores de cobalto. De posse dos parâmetros, procurou-se um modelo matemático mais adequado à operação do reator tubular, com a utilização de equações para a transferência de massa e de calor. Essas simulações foram submetidas posteriormente a uma análise estatística para a determinação de variáveis mais significativas para a reação.
Abstract: In this work, the reaction of the Fischer-Tropsch synthesis, which may be understood as a polymerization between the gases carbon monoxide and hydrogen, mixture known as synthesis gas, with the formation of paraffinic and olefinic hydrocarbons, occurs under heterogeneous catalysis, where those of cobalt appear as the most promising when you want to produce hydrocarbon fractions commercially more favorable, such as gasoline, diesel and waxes. The reaction is already perceived as an alternative to petroleum, since the synthesis gas is generated from other sources, notably natural gas. The knowledge of the reaction is still essentially experimental, and there are no specific mechanisms that explain precisely the formation of the products and their distribution over a range of hydrocarbons. This work performs initial parameter estimation, framed in a kinetic modeling, which seek to explain the development of the reaction and the formation of paraffins and olefins in tubular fixed bed reactors with cobalt catalyst. In possession of the parameters, we tried to one better suited to reality modeling of reactor operation, with the use of equations for mass transfer and heat. These simulations were later subjected to a statistical analysis to determine the most significant variables for the reaction.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/4835
metadata.dc.type: Tese
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