Hidrogenación parcial de 1-heptino sobre Ni/Al2O3. Modelado cinético

MACCARRONE, MARÍA J.; GERARDO C. TORRES; C. BETTI; CECILIA R. LEDHEROS; CARLOS MÀZZARO; MÓNICA E. QUIROGA; JUAN C. YORI

La Habana

Congreso; VIII Congreso Internacional De Química, Ingeniería Química Y Bioquimica; 2012

La reacción de hidrogenación selectiva es de importancia para eliminar impurezas de distintos cortes dentro de una refinería de petróleo o en la obtención de intermediarios de síntesis en el área de química Fina. En este trabajo se realizó un estudio cinético a los fines de obtener una expresión cinética que permita realizar el diseño de los reactores cuando se utiliza un catalizador de Ni/Al2O3. El catalizador se preparó mediante impregnación por humedad incipiente y se caracterizó con ICP, XPS, dispersión metálica, DRX y RTP a los fines de identificar el tipo de sitios activos presentes. La información indica la presencia de un solo tipo de sitios activos. La reacción de hidrogenación se realizó en un reactor discontínuo a 800 rpm, pH2: 1,4-2,4 bar; T: 293-323 K; Co1-heptino :0,1019- 0,2038 mol L-1, tamaño de partícula 60-120 mesh, solvente: tolueno, 0,3 g de Ni/Al2O3 reducido en H2 1 h a 673K. Se realizó un estudio termodinámico del sistema de reacciones posibles que complementado con observaciones experimentales, permitió plantear un esquema simplificado de reacciones irreversibles en paralelo como se muestra en la Figura 1.     Figura 1 Se determinaron órdenes de reacción para hidrógeno (1,3) y 1-heptino (-0,22) y la energía de activación aparente (24 KJ.mol-1) suponiendo sistema pseudohomogéneo, utilizandolos como herramienta de discriminación de modelos. Los datos cinéticos fueron ajustados con seis modelos heterogéneos LHHW. Los resultados obtenidos indican que la etapa controlante de la velocidad de reacción es la adsorción disociativa de hidrógeno. La velocidad se puede expresar por:     El modelo permite estimar los siguientes parámetros cinéticos: calor de adsorción de 1-heptino ΔHA=-17,91 KJ mol-1 y energía de activación para adsorción de hidrógeno EH2=22,22 KJ mol-1. En la Figura 2. se observa un excelente ajuste entre datos experimentales (puntos) y perfiles de concentración ajustadas con el modelo (curvas).