Análise termodinâmica de hidrogênação do co2 para formação de ácidos carboxílicos

Abstract

Este estudo fará uma análise e otimização a respeito da reação de hidrogenação do CO2 com o intuito otimizar a obtenção de ácidos carboxílicos visto que estes possuem uma vasta aplicação, principalmente nas indústrias de vernizes, produtos farmacêuticos, plastificantes e alimentos. Foram observadas as principais características do processo, bem como a apresentação dos principais resultados obtidos para a análise termodinâmica dessa reação. O equilíbrio químico e de fases combinados para a reação de hidrogenação foi resolvido aplicando a metodologia minimização da energia de Gibbs no software GAMS através do solver CONOPT3 com o algoritmo gradiente reduzido generalizado possibilitando encontrar as melhores condições para a produção dos ácidos carboxílicos de cadeias menores: ácidos metanoico, etanoico, propanoico e butanoico, avaliando a temperatura em uma faixa de 400 à 1200 K, pressão de 50 à 200 bar e razões molares iniciais de H2/CO2 igual a 1 e 2 para verificar o rendimento da reação. A seletividade favoreceu os ácidos de cadeia mais longa, sendo o ácido propanoico aquele que atingiu a maior, acima de 60%, indicando que a termodinâmica prefere a formação do ácido com mais átomos de carbono. Além disso, as distribuições de produtos variam bastante em diferentes pressões e proporções molares de H2/CO2. Logo, do ponto de vista termodinâmico é um processo promissor sendo necessário o desenvolvimento de catalisadores para melhorar o rendimento da reação além de uma avaliação de custos do sistema para verificar a possibilidade de ser adotado em grande escala.