Conferências UEM, XIII CONFERÊNCIA CIENTÍFICA DA UEM: 50 anos de Independência de Moçambique

Tamanho da fonte: 
SIMULAÇÃO E ESTUDO COMPARATIVO DE CATALISADORES DE FERRO E RUTÊNIO PARA SÍNTESE DE AMÔNIA A PARTIR DO GÁS DE SÍNTESE
victor magaia

Última alteração: 2025-07-12

Resumo


Biquiza,L.Da Magaia, V.J.a(*); Das Neves, S.La aDepartamento de Pós Graduação, Faculdade de Engenharia, Universidade Eduardo Mondlane, C. Postal nº 257, Maputo, Moçambique (*) victor.magaia63@gmail.com & dasneves.saraivaluis@gmail.com Introdução: A síntese de amônia é uma das reações industriais mais importantes, tradicionalmente realizada com gás de alimentação contendo nitrogênio e hidrogênio. Recentemente, a utilização do gás de síntese (syngas) como fonte alternativa de hidrogênio tem despertado interesse, exigindo avaliação do desempenho catalítico frente a diferentes condições. Este estudo compara o desempenho dos catalisadores de Ferro (Fe) e Rutênio (Ru) nesse contexto. Objetivos: Avaliar e comparar o desempenho dos catalisadores de ferro (Fe) e Rutênio (Ru) na síntese de amônia utilizando gás de síntese como fonte de Hidrogênio, com foco em conversão, seletividade e resistência à inibição por CO/CO2. Metodologia: Modelos cinéticos baseados na equação de Temkin-Pyzhev foram implementados em simulações utilizando o software Aspen HYSYS®. Foram consideradas condições típicas de operação para cada catalisador, variando temperatura, pressão e composição do syngas. A performance foi avaliada com base em conversão de H2, rendimento de NH3 e tolerância a impurezas. Resultados: O catalisador Rutênio (Ru) apresentou maior atividade catalítica a temperaturas e pressões mais baixas (350-450 °C, 50-150 atm), porém mostrou-se altamente sensível à presença de CO. O catalisador de Ferro (Fe) operou eficientemente sob condições mais severas (450-550 °C, 150-300 atm), com maior tolerância ao CO, embora com menor atividade intrínseca. A seletividade para Amônia foi superior em condições purificadas. Conclusões: O catalisador de Rutênio (Ru) é mais eficiente energeticamente, porém exige maior pureza do gás de alimentação, elevando os custos de purificação. O catalisador de Ferro (Fe), embora menos ativo, mostra-se mais robusto para syngas bruto. A escolha ideal depende do balanço entre eficiência, custo e grau de purificação disponível. Palavras-chave: Ferro, Rutênio, Amônia, Aspen HYSYS v11 _________________________________________________________________________