Reação catalisada por catalisador… Link para o cabeçalho
Engenharia das reações químicas é uma subárea da Engenharia Química e trata do dimensionamento de reatores a partir de princípios teóricos e experimentais, onde o principal objetivo é determinar as variáveis de operação e dimensões de reatores. Para isto, um dos primeiros passos de um estudo deste tipo é conhecer as leis de velocidade das reações envolvidas.
Leis de velocidade de reações químicas descrevem o quão rápido um número de mols de uma espécie química está sendo consumido para formar outra espécie química.1 A velocidade de uma reação química é dada em mols reagidos por volume por unidade de tempo, ou em unidades SI: mol/(m³*s). Aqui entra o papel da catálise, pois catalisadores são compostos ou materiais capazes de diminuir (ou aumentar!) a barreira energética que deve ser transposta para que uma reação química ocorra; e isto altera o tempo necessário para que reações ocorram e, consequentemente, a velocidade de reação. Tudo conectado.
A catálise divide-se em dois grandes ramos:
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Catálise homogênea: quando o catalisador e reagentes ocupam a mesma fase (exemplo: dois líquidos);
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Catálise heterogênea: quando a reação catalisada ocorre na interface entre duas fases (exemplo: em uma reação catalisada por catalisador sólido, as transformações químicas ocorrem apenas na superfície do sólido).
As qualidades de catalisadores podem ser avaliadas quanto seletividade, atividade, estabilidade e regenerabilidade, propriedades mecânicas e térmicas.2
Seletividade Link para o cabeçalho
É a velocidade de reação do produto desejado em relação às velocidades de formação dos produtos secundários, portanto, catalisadores com altas seletividades são sempre desejados.
Atividade Link para o cabeçalho
A atividade refere-se à velocidade com a qual uma reação é catalisada, quanto maior a velocidade, maior a atividade (em condições experimentais idênticas).
Regenerabilidade e estabilidade Link para o cabeçalho
Quão fácil é recuperar o catalisador? O catalisador degrada com o tempo?
Muitos catalisadores sólidos acumulam depósitos de impurezas ou produtos das reações que prendem-se às suas superfícies e isolam a superfície catalítica do meio reacional, um exemplo é a formação de coque em catalisadores de reforma.
Outro problema é a sinterização, que ocorre em alguns catalisadores sólidos expostos à altas temperaturas.
Sinterização é a alteração da forma e coalescência de partículas pequenas formando partículas grandes, devido à altas temperaturas.2
Tamanho não é documento Link para o cabeçalho
Um reator tubular de apenas 2280 L é capaz de produzir até 300 milhões de libras (136 077 711 Kg) de etileno por ano! 1