Modelagem bidimensional de um reator de leito fixo para a desidratação catalítica de etanol a eteno

The process of catalytic dehydration of ethanol has gained highlight nowadays considering the possibility of ethylene production using renewable source as raw material, whose process has higher yields and softer operating conditions when compared to the main route of production of ethylene, the steam cracking of naphtha. In the national scope, this route gains an even greater highlight since Brazil is a major producer of ethanol using sugarcane as raw material. In this context, the modeling and simulation of the catalytic dehydration of ethanol help in the development and optimization of the process. The objective of this work is the evaluation of a bidimensional model of a fixed bed reactor with heat transfer on industrial scale, evaluating the different types of boundary conditions in the radial coordinate and comparing the simulation results with data from a pilot plant. Among the results are the parameter estimation that allowed fitting the data of the model with experiments satisfactorily and the analysis of the boundary condition with equal heat flow that coherently described the thermic exchange in the reactor jacket. Therefore, bidimensional model is an important tool in study of non-adiabatic fixed bed reactors and in evaluation of their radial heat distribution.O processo de desidratação catalítica do etanol tem ganhado cada vez mais destaque na atualidade em vista da possibilidade de produção de eteno utilizando como matériaprima uma fonte renovável, cujo processo tem maiores rendimentos e condições de operação mais brandas quando comparado à principal rota de obtenção de eteno, a pirólise a vapor da nafta. No âmbito nacional essa rota ganha um destaque ainda maior já que o Brasil é um grande produtor de etanol utilizando a cana-de-açúcar como matéria-prima. Nesse contexto, a modelagem e a simulação da desidratação catalítica do etanol auxiliam no desenvolvimento e na otimização do processo. Esse trabalho tem como objetivo a avaliação de um modelo bidimensional de um reator de leito fixo com transferência de calor em escala industrial avaliando os diferentes tipos de condições de contorno na coordenada radial comparando os resultados da simulação com dados de uma planta piloto. Entre os resultados estão a estimação de parâmetros que permitiu ajustar os dados do modelo com os experimentos satisfatoriamente e a análise da condição de contorno com igualdade de fluxo que descreveu com coerência a troca térmica na camisa do reator. Portanto, o modelo bidimensional é uma ferramenta importante no estudo de reatores de leito fixo não-adiabático e na avaliação da sua distribuição de calor radial