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Tipo: TCC
Título: Análise computacional do processo de produção de DME a partir da desidratação de metanol, quanto à perfomance de catalisadores
Autor(es): Silva, Lucas Matheus Ferrer da
Orientador: Pereira, Andréa da Silva
Palavras-chave: DME;H-mordenita;γ-Al2O3;Modelagem;Reação de desidratação
Data do documento: 2023
Citação: SILVA, Lucas Matheus Ferrer da. Análise computacional do processo de produção de DME a partir da desidratação de metanol, quanto à perfomance de catalisadores. 2023. 88 f. Monografia (Graduação em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023.
Resumo: O dimetil éter (DME) pode ser considerado um provável substituto para os combustíveis tradicionais, desta maneira, recebendo grande interesse industrial. Além disso, sua pequena toxicidade, alto número de octanas e boas propriedades inflamáveis, fazem o DME um forte candidato a substituto do gás liquefeito de petróleo (GLP). A síntese do DME pode ser obtida através de matérias-primas tais como: metanol, biomassa e gás de síntese. Das matérias-primas mencionadas, a obtenção do DME é possível por meio de duas rotas: a indireta e a direta. Na síntese indireta, a obtenção é realizada a partir de uma reação de desidratação do metanol em catalisadores sólidos acidificados, enquanto na síntese direta o DME é obtido diretamente do gás de síntese, a produção e desidratação do metanol ocorrem em um único reator e utilizando catalisadores bifuncionais. Neste trabalho, a síntese indireta do metanol foi avaliada computacionalmente em um reator tubular catalítico, utilizando dois catalisadores a saber H-mordenita e γ-Al2O3. Com a modelagem para o reator desenvolvida (cinética da reação, conservação da massa e energia), ambos os catalisadores foram testados com o objetivo de avaliar a sensibilidade das variáveis de saída (conversão e temperatura) frente a variação das condições operacionais. Comparativamente, a H-mordenita apresentou melhor desempenho, com conversão superior a γ-Al2O3 para mesmas condições de processo.
Abstract: Dimethyl ether (DME) can be considered a likely substitute for traditional fuels, thus receiving great industrial interest. In addition, its small toxicity, high octane count and good flammable properties make DME a strong candidate to substitute liquefied petroleum gas (LPG). The synthesis of DME can be obtained through raw materials such as methanol, biomass and synthesis gas. Of the raw materials mentioned, obtaining the DME is possible through two routes: indirect and direct. In indirect synthesis, the production is performed from a dehydration reaction of methanol in acidified solid catalysts, while in direct synthesis the DME is obtained directly from the synthesis gas, methanol production and dehydration occur in a single reactor and using bifunctional catalysts. In this work, the indirect synthesis of methanol was evaluated computationally in a tubular catalytic reactor, using two catalysts namely H-mordenite and γ-Al2O3. With the modeling for the reactor developed (reaction kinetics, mass conservation and energy), both catalysts were tested in order to evaluate the sensitivity of the output variables (conversion and temperature) against the variation of operating conditions. Comparatively, H-mordenite presented better performance, with conversion superior to γ-Al2O3 for the same process conditions.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/73618
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