Simulação e análise da hidrogenolise de carboidratos para a produção seletiva de polióis em reator de leito gotejante

Abstract

A hidrogenólise de carboidratos da biomassa vegetal produtora de álcoois polihídricos (polióis, glicóis, entre outros) foi avaliada para operações em reator de leito gotejante (dimensões 1,5m × 3,2x10-2m, LR × dR) com catalisador Ru/C. Bases experimentais interpretadas em termos do mecanismo do processo, envolvendo etapas de reação de hidrogenólises C-C e C-O, compatível com o desenvolvimento cinético-operacional, permitiram estimar velocidades específicas de reação de cada etapa, em ordens de grandeza de 10-3 m3 kg-1 h -1. Para melhorar o desempenho do reator de leito gotejante no processamento da biomassa sacarídica solúvel em água, foram adotadas condições operacionais particulares maximizando os rendimento dos polióis (xilitol, eritritol, glícerol, glicois). Simulações foram desenvolvidas para operações usando 50,0 bar do gás nas composições N2:H2 [1,0 - 0,1% ], de 453K a 493K, na faixa de velocidade de fluidos [1 - 10] x10-4 m s-1. As conversões preditas, da ordem de 90%, ocorrem com rendimentos dos polióis e metanol na faixa de 10% a 65 % na saída do reator, entre os quais as maiores seletividades de metanol e glicóis são 60,7 % a 453 K e 48,4 % a 493 K, respectivamente . Alternativamente, operando a 453 K com o reator carregado com catalisador até um comprimento de 0,39 LR, alimentado com solução de biomassa escoando a 2 x10-4 m s-1 e H2 a 5x10-3 m s-1, é predita uma seletividade de poliol de 40,7 %.