Estudi cinètic de la síntesi d'MTBE en fase líquida: extensió de l'aplicació dels models LHHW a sistemes heterogenis amb activitat catalítica fortament dependent de la polaritat del medi de reacció

Abstract

Se ha estudiado la cinética de la reacción de síntesis de MTBE (metil terc-butil eter) en fase líquida por adición de metanol a isobuteno, en presencia del catalizador Bayer K2631, una resina sulfónica macroporosa de estireno-divinilbenceno. Se ha determinado la velocidad de reacción intrínseca en un sistema de microreacción en continuo a la presión de 1.6 MPA y a las temperaturas de 45, 60, 75 y 90 grados C. El alimento del reactor consistia en mezclas isobuteno-metanol-MTBE en ausencia de inertes. Los datos experimentales no pueden explicarse mediante mecanismos homogéneos. Por ello se ha considerado que la reacción transcurre a traves de mecanismos catalíticos heterogéneos. Las ecuaciones cinéticas se han obtenido a partir del formalismo LHHW (Langmuir-Hinshelwood-Houghen-Watson) por la combinación sistemática de los posibles tipos de adsorción y etapas controlantes de la velocidad.

Se ha concluido que las propiedades del medio de reacción, con una gran variación en el intervalo de trabajo, afectan significativamente la actividad catalítica. Por ello se ha incluido en la ecuación cinética un factor que tiene en cuenta las interacciones entre el medio de reacción y el catalizador, mediante el parámetro de solubilidad de Hildebrand. Los ajustes matemáticos muestran una mejora considerable. La ecuación cinética resultante se ha obtenido por discriminación matemática y físico-química y por simulación y comparación con experimentos cinéticos realizados en un RTA en régimen integral.