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