RESUMO

Por motivos econômicos, geopolíticos e ambientais, as atenções do mundo se voltam para fontes alternativas de energia, em especial para a indústria alcoolquímica. Assim, no cenário brasileiro o etanol tomou seu espaço no mercado, pois é um importante composto orgânico devido a sua utilização como intermediário na produção de outros compostos orgânicos. O referente trabalho tem como objetivo o estudo da reação de oxidação do etanol a acetaldeído. Este composto é altamente reativo e usado como intermediário na síntese de compostos orgânicos como ácido acético, formaldeído, acroleína e acetal. Na síntese de acetaldeído a partir do etanol requer o uso de catalisadores a base de metais caros e importados, como a prata, exigindo temperaturas na faixa de 300-575°C (conversões entre 25-35% e rendimento entre 85-95%). O catalisador de cobre oxidado é barato, porém ainda opera à altas temperaturas, 330-410°C (conversões de 60,7% e seletividade de 90,1%). Já o catalisador estudado, que é à base de óxido Fe-Mo foi empregado na obtenção de acetaldeído e apresentou conversões superiores a 98% e seletividade de praticamente 100%. Tal catalisador opera em condições mais brandas de temperatura, 180-250°C, assim a combustão do etanol ou do acetaldeído podem ser desprezadas, devido a grande energia de ativação para a formação de dióxido de carbono. A modelagem do reator adiabático de síntese de acetaldeído foi realizada a partir dos conceitos do modelo unidimensional estático pseudo homogêneo de escoamento pistonado e partiu dos balanços diferenciais de massa, energia e de quantidade de movimento. A cinética envolvida na reação de oxidação utilizada para a simulação foi obtida por Rubens Maciel Filho, 1985. Todo o procedimento matemático foi realizado através do software Matlab® e a resolução das equações diferenciais com auxilio do método de Runge-Kutta de quarta ordem. A validação do modelo matemático foi realizada a partir de dados experimentais, nos quais foram obtidos em um sistema que comportava apenas a operação de reação, onde o acetaldeído foi produzido pela oxidação catalítica do etanol, empregando ar atmosférico como fonte de oxigênio. O reator opera a pressão atmosférica e temperaturas próximas de 260°C. A análise da composição da corrente de saída do reator foi realizada por cromatografia e pelo perfil de temperatura. Os resultados obtidos experimentalmente possibilitaram o ajuste dos parâmetros referentes à cinética da reação de oxidação e o estudo da atividade do catalisador empregado.

Palavras-chave: Acetaldeído a Partir do Etanol, Simulação e Modelagem Matemática, Reatores Catalíticos