Assessment and comparison of different catalytic coupling exothermic and endothermic reactions: A review

Rahimpour, Mohammad Reza; Dehnavi, M.R.; Allahgholipour, Fatemeh; Iranshahi, Davood; Jokar, Seyyed Mohammad

doi:10.1016/j.apenergy.2012.04.003

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“…Uma das formas de se fazer a PI é através da integração de duas ou mais operações unitárias, possibilitando que a planta opere com equipamentos de tamanho reduzido. A integração ou acoplamento de reações exotérmicas com reações endotérmicas em reatores multifuncionais é uma maneira interessante de se promover a PI, desde que a temperatura das reações exotérmicas seja maior do que aquela das reações endotérmicas (Rahimpour et al, 2012 Contudo, uma das formas mais simples de reator com acoplamento recuperativo consiste num trocador de calor casco e tubo. As partículas de catalisador para a reação exotérmica são colocadas no interior dos tubos, enquanto que as partículas de catalisador para a reação endotérmica são colocadas na região do casco.…”

Section: Introductionunclassified

“…Diversos trabalhos na literatura lidaram com o acoplamento de reações exotérmicas e endotérmicas, como se pode observar na extensa revisão feita por Rahimpour et al (2012). Dentre os acoplamentos recuperativos sem membrana estudados e com aplicação industrial mais importante, pode-se citar a associação da combustão de metano com a desidrogenação de propano a propileno (Annaland et al, 2002) e o acoplamento da combustão do metano com a reação de reforma do metano com vapor de água (Kolios et al, 2002).…”

Section: Introductionunclassified

“…Uma das formas de se fazer a PI é através da integração de duas ou mais operações unitárias, possibilitando que a planta opere com equipamentos de tamanho reduzido. A integração ou acoplamento de reações exotérmicas com reações endotérmicas em reatores multifuncionais é uma maneira interessante de se promover a PI, desde que a temperatura das reações exotérmicas seja maior do que aquela das reações endotérmicas (Rahimpour et al, 2012).O acoplamento de reações exotérmicas e endotérmicas pode ser realizado de três diferentes Área temática: Engenharia de Reações Químicas e Catálise 1 …”

unclassified

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Acoplamento Das Reações De Desidratação De Etanol E De Combustão Catalítica De Metano Em Reator Multifuncional

Novazzi¹,

Formon²

2015

Anais Do XX Congresso Brasileiro De Engenharia Química

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RESUMO -Reatores multifuncionais são aqueles nos quais há acoplamento de reações exotérmicas com reações endotérmicas, de modo que as primeiras forneçam calor para essas últimas. Isso é bastante interessante, pois num único equipamento são combinadas mais de duas operações unitárias. Nesse projeto estudou-se, através de simulação, a reação de desidratação catalítica do etanol, de caráter endotérmico e na qual se produz etileno, combinada com a combustão de metano, num reator multifuncional. Foi feita a modelagem matemática do reator, escrevendo-se as equações de balanço molar para cada um dos componentes do sistema reacional, juntamente com as equações de conservação de energia para as reações exotérmicas e para as endotérmicas. As cinéticas dessas reações foram levantadas em literatura. A modelagem foi feita em regime permanente, por meio de equações diferenciais ordinárias, que foram resolvidas em Matlab. Foram estudadas configurações de escoamento em paralelo e em contracorrente no reator e os resultados obtidos mostraram comportamento semelhante para conversão e rendimento das reações. Nas melhores condições, a conversão da reação de desidratação do etanol ficou na faixa de 85% a 90%, com rendimento em etileno entre 90% e 95%. INTRODUÇÃONas indústrias químicas e petroquímicas é fabricada uma grande gama de produtos essenciais para a sociedade moderna, tais como plásticos, fertilizantes e defensivos agrícolas, tintas e vernizes, sabões e detergentes, fármacos, produtos de higiene, cosméticos, etc. Existe considerável pressão sobre essas indústrias em relação à sua sustentabilidade e, nesse aspecto, uma das tendências que têm surgido nos últimos anos na área de Engenharia Química é a chamada Intensificação de Processos ou PI (Lutze et al., 2010). Uma das formas de se fazer a PI é através da integração de duas ou mais operações unitárias, possibilitando que a planta opere com equipamentos de tamanho reduzido. A integração ou acoplamento de reações exotérmicas com reações endotérmicas em reatores multifuncionais é uma maneira interessante de se promover a PI, desde que a temperatura das reações exotérmicas seja maior do que aquela das reações endotérmicas (Rahimpour et al., 2012).O acoplamento de reações exotérmicas e endotérmicas pode ser realizado de três diferentes Área temática: Engenharia de Reações Químicas e Catálise 1

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Section: Introductionunclassified

“…Uma das formas de se fazer a PI é através da integração de duas ou mais operações unitárias, possibilitando que a planta opere com equipamentos de tamanho reduzido. A integração ou acoplamento de reações exotérmicas com reações endotérmicas em reatores multifuncionais é uma maneira interessante de se promover a PI, desde que a temperatura das reações exotérmicas seja maior do que aquela das reações endotérmicas (Rahimpour et al, 2012).O acoplamento de reações exotérmicas e endotérmicas pode ser realizado de três diferentes Área temática: Engenharia de Reações Químicas e Catálise 1 …”

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Acoplamento Das Reações De Desidratação De Etanol E De Combustão Catalítica De Metano Em Reator Multifuncional

Novazzi¹,

Formon²

2015

Anais Do XX Congresso Brasileiro De Engenharia Química

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“…The trend of publications on coupling of exothermic and endothermic reactions spans over the years from 1994 to 2011 [5]. Although some work has been done before these years, the real intensity in this field is seen since 1994 [6].…”

Section: A the Evolution Of Reactions Couplingmentioning

confidence: 99%

“…Direct coupled reactor is the simplest and cheaper one, which is used in this study. The detailed comaprison among different schemes of coupling are given elsewhere [5]. Some guidelines regarding effective coupling of exothermic and endothermic reactions for better results and linear temperature profiles are provided in the study [6].…”

Section: A the Evolution Of Reactions Couplingmentioning

confidence: 99%

Design and Control of an Integrated Toluene-Aniline Production Plant a Preliminary Study

Javaid¹,

Bîldea²

2017

IJCEA

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Abstract-The scope of this research is to emphasize the importance, possibility and benefits about the coupling of exothermic and endothermic reactions. Coupling could be hydration with dehydration, oxidation with reduction and hydrogenation with dehydrogenation. Nonlinear analysis of reactor-separation-recycle shows difficulties in controlling integrated plants when un-reacted reactant is recycled. As a case study simultaneous hydrogenation of Nitrobenzene to Aniline with dehydrogenation of Methyl-cyclohexane to Toluene is investigated. Instead of multi-tubular reactor, the coupled reaction is carried out in a single tube adiabatic reactor, therefore the complex set-up for hydrogenation and large amount of hydrogen to avoid reaction run-away are no longer required. The steady state and dynamic state behaviour of an integrated plant is analysed using AspenPlus and AspenDynamics respectively. On implementing plantwide control structure the change in production rate is studied. The new system is simpler, stable and robust to feed disturbances. The results obtained here are also applicable to other chemical processes of practical relevance.

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Catalytic Membrane Reactors

Soltani¹,

Sahimi²,

Tsotsis³

2013

Encyclopedia of Membrane Science and Technology

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Membrane reactors combining reaction and membrane separation provide numerous advantages over conventional reactors, including retaining expensive catalysts, in situ purification, enhancing reaction rate, and reducing postprocessing of the reaction (by) products. In this article, two different ways were used to classify the various types of membrane reactors. One is based on whether the membrane is catalytic or noncatalytic, selective or nonselective, and whether or not a packed bed or a fluidized bed of catalysts is being used. The second classification is based on the membrane role: the extractor‐type, the distributor‐type, and the contactor‐type membrane reactors. This article presents the key features of these three types of reactors and the various classes of reactions these reactors have been applied, with emphasis on conventional (i.e., nonbiochemical) reaction systems.

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Assessment and comparison of different catalytic coupling exothermic and endothermic reactions: A review

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Acoplamento Das Reações De Desidratação De Etanol E De Combustão Catalítica De Metano Em Reator Multifuncional

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Design and Control of an Integrated Toluene-Aniline Production Plant a Preliminary Study

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