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Reatores Heterogêneos
Alunas: Luciana Martins de Oliveira
Priscila Rabanéa
DESATIVAÇÃO CATALÍTICA
Em diversas reações, são utilizados determinados materiais que possuem a
capacidade de alterar determinadas características destas, como seletividade e
atividade, sem que haja perda de massa por parte destes. Esses materiais são
denominados catalisadores e podem ser divididos em diversos grupos – sintéticos ou
biológicos, de massa ativa ou suportados, dentre outros. Para serem considerados
bons em sua função, um catalisador deve possuir certas qualidades, como aumentar a
seletividade da reação formadora do produto desejado e a atividade da reação, ser
quimicamente estável e possuir grandes resistências mecânica e térmica, por
exemplo. A atividade é uma das principais características de um catalisador e possui
valor ótimo constante. Porém, após algum tempo, essa atividade decai, fato esse
chamado de desativação catalítica.
Em resumo, a desativação catalítica corresponde à perda da atividade inerente
a determinado catalisador após um tempo de uso indefinido (pode ser segundos ou
meses). Assim, essa característica exige regeneração ou mesmo troca dos
catalisadores no decorrer das utilizações. Uma desativação catalítica pode ser
uniforme ou seletiva em relação aos sítios. Neste último, os sítios de maior atividade
são preferencialmente atacados (LEVENSPIEL, 2000). Os principais tipos de
desativação catalítica são:
Incrustação
Um catalisador pode ser desativado por diferentes processos. Um deles é a
incrustração ou fouling, processo bastante rápido e comum em reações nas quais haja
envolvimento de hidrocarbonetos, provocado pela deposição de coque de forma a
bloquear a superfície catalítica, sendo esta regenerável através da remoção do
material incrustrante (queima do carbono). Um exemplo dessa situação é a deposição
de carbono durante o craqueamento catalítico, representada pela reação abaixo:
C10H22 C5H12 + C4H10 + C
Envenenamento
O envenenamento consiste na lenta quimissorção ocorrente nos sítios ativos
provocada por algum material – ou “veneno” – de difícil remoção, de forma que a
reativação raramente é possível. Se puder ser feita, pode sê-lo alterando as condições
de operação. Se não, o envenenamento é considerado permanente, de forma que é
necessário um novo tratamento químico ou mesmo a substituição do catalisador
(LEVENSPIEL, 2000). Um exemplo dessa desativação está na acumulação gradual de
chumbo sobre os sítios de catalisadores utilizados para gases de exaustão presentes
em automóveis (FOGLER, 2009).
Sinterização
O processo de sinterização, também conhecido como envelhecimento, é
provocado quando a fase gasosa é exposta a temperaturas elevadas por grandes
períodos de tempo. Com isso, pode ocorrer uma aglutinação cristalina e aumento da
quantidade de metais sob o suporte catalítico ou um estreitamento dos poros do
catalisador. Ambos os casos causam a perda da área superficial ativa inerente ao
catalisador. Ainda para situações de recristalização ou alteração dos defeitos dos
sítios, é possível que haja uma mudança na estrutura superficial. Um exemplo de
sinterização está na reforma do heptano sobre platina ou alumina (FOGLER, 2009)
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
LEVENSPIEL, O., Engenharia das Reações Químicas, 3ª Edição, Ed. Blücher, São
Paulo, 2000
FOGLER, H. S., Elementos de Engenharia das Reações Químicas, 4ª Edição, LTC,
Rio de Janeiro, 2009

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  • 1. Reatores Heterogêneos Alunas: Luciana Martins de Oliveira Priscila Rabanéa DESATIVAÇÃO CATALÍTICA Em diversas reações, são utilizados determinados materiais que possuem a capacidade de alterar determinadas características destas, como seletividade e atividade, sem que haja perda de massa por parte destes. Esses materiais são denominados catalisadores e podem ser divididos em diversos grupos – sintéticos ou biológicos, de massa ativa ou suportados, dentre outros. Para serem considerados bons em sua função, um catalisador deve possuir certas qualidades, como aumentar a seletividade da reação formadora do produto desejado e a atividade da reação, ser quimicamente estável e possuir grandes resistências mecânica e térmica, por exemplo. A atividade é uma das principais características de um catalisador e possui valor ótimo constante. Porém, após algum tempo, essa atividade decai, fato esse chamado de desativação catalítica. Em resumo, a desativação catalítica corresponde à perda da atividade inerente a determinado catalisador após um tempo de uso indefinido (pode ser segundos ou meses). Assim, essa característica exige regeneração ou mesmo troca dos catalisadores no decorrer das utilizações. Uma desativação catalítica pode ser uniforme ou seletiva em relação aos sítios. Neste último, os sítios de maior atividade são preferencialmente atacados (LEVENSPIEL, 2000). Os principais tipos de desativação catalítica são: Incrustação Um catalisador pode ser desativado por diferentes processos. Um deles é a incrustração ou fouling, processo bastante rápido e comum em reações nas quais haja envolvimento de hidrocarbonetos, provocado pela deposição de coque de forma a bloquear a superfície catalítica, sendo esta regenerável através da remoção do material incrustrante (queima do carbono). Um exemplo dessa situação é a deposição de carbono durante o craqueamento catalítico, representada pela reação abaixo:
  • 2. C10H22 C5H12 + C4H10 + C Envenenamento O envenenamento consiste na lenta quimissorção ocorrente nos sítios ativos provocada por algum material – ou “veneno” – de difícil remoção, de forma que a reativação raramente é possível. Se puder ser feita, pode sê-lo alterando as condições de operação. Se não, o envenenamento é considerado permanente, de forma que é necessário um novo tratamento químico ou mesmo a substituição do catalisador (LEVENSPIEL, 2000). Um exemplo dessa desativação está na acumulação gradual de chumbo sobre os sítios de catalisadores utilizados para gases de exaustão presentes em automóveis (FOGLER, 2009). Sinterização O processo de sinterização, também conhecido como envelhecimento, é provocado quando a fase gasosa é exposta a temperaturas elevadas por grandes períodos de tempo. Com isso, pode ocorrer uma aglutinação cristalina e aumento da quantidade de metais sob o suporte catalítico ou um estreitamento dos poros do catalisador. Ambos os casos causam a perda da área superficial ativa inerente ao catalisador. Ainda para situações de recristalização ou alteração dos defeitos dos sítios, é possível que haja uma mudança na estrutura superficial. Um exemplo de sinterização está na reforma do heptano sobre platina ou alumina (FOGLER, 2009) REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS LEVENSPIEL, O., Engenharia das Reações Químicas, 3ª Edição, Ed. Blücher, São Paulo, 2000 FOGLER, H. S., Elementos de Engenharia das Reações Químicas, 4ª Edição, LTC, Rio de Janeiro, 2009