Efecto del grado hidrofobicidad del catalizador en la oxidación de soluciones de fenol en un reactor Trickle Bed operado en forma periódica

PAOLA MASSA; MARÍA AYUDE; ROSA FENOGLIO; PATRICIA HAURE

Huerta Grande

Congreso; II Reunión Interdisciplinaria de Tecnología y Procesos Químicos RITeQ 2010; 2010

Universidad Nacional de Córdoba

La oxidación catalítica de contaminantes orgánicos en medio acuoso se lleva a cabo frecuentemente en reactores Trickle Bed (TBR) operados en estado estacionario. Generalmente, en estas condiciones la reacción está limitada por el transporte de oxígeno y por lo tanto la velocidad de oxidación es baja. Para incrementar la velocidad de reacción es necesario favorecer la transferencia de oxígeno, la eficiencia de mojado del lecho. Esto puede llevarse a cabo por medio de la segregación espacial o temporal de las fases. Desde un punto de vista práctico, la segregación temporal puede llevarse a cabo operando el TBR con modulación forzada de flujo líquido mientras que la segregación espacial puede realizarse utilizando catalizadores hidrofobizados o hidrofóbicos. Los catalizadores hidrofobizados están formados por una matriz hidrofilica recubierta por material hidrofóbico. Poseen mojado interno completo y pueden presentar mojado externo parcial. La presencia de una película hidrofóbica modifica el grado de mojado del catalizador y los fenómenos de transporte y reacción involucrados. Los catalizadores hidrofóbicos están compuestos por una matriz hidrofóbica sobre la que se deposita la fase activa. El catalizador se encuentra seco tanto interna como externamente y la reacción transcurre en fase gas. En este trabajo se investiga el comportamiento de un reactor Trickle Bed relleno con catalizadores de CuO/Al2O3 convencionales (hidrofílicos) y recubiertos con fibras hidrofóbicas de politetrafluoroetileno (hidrofobizados). Se estudia la oxidación de soluciones acuosas de fenol a 140ºC y 7 atm de presión total y se comparan los resultados experimentales y teóricos obtenidos en estado estacionario y con modulación de flujo líquido tipo ON-OFF, períodos entre 3-10 minutos y con diferentes splits: 1/2, 1/3 y 1/6. Estos resultados se interpretan a partir de un modelo matemático a escala pastilla que contempla el grado de hidrofobicidad del catalizador y supone mojado externo incompleto y mojado interno completo para el caso de partículas hidrofilicas e hidrofobizadas. Por otra parte, se utilizó el modelo para predecir resultados que se obtendrían con catalizadores completamente hidrofóbicos. Se observa que, para el caso particular de oxidación de fenol, las velocidades de reacción obtenidas en estado estacionario y con modulación de flujo líquido son extremadamente bajas, debido fundamentalmente a la baja presión de vapor del reactivo líquido.