Estrategias para la introducción de un Modelo Cinético en una Reacción de Combustión

Resumen

En este trabajo se desarrolla un modelo cinético para la reacción de combustión de etilmetilcetona (MEK) sobre el catalizador Fe2O3 a partir de la proposición de un posible mecanismo de reacción hasta la obtención del modelo cinético final. Con este estudio se pretende responder a algunas interrogantes que han surgido por la publicación de un nuevo trabajo anterior en lo referente a la selección más adecuada del modelo final y que consiste en la proposición de una estrategia que apunta a facilitar el cálculo matemático basándose en aproximaciones escalonadas. Se propone como estudio previo al modelado un cálculo aproximado que se realiza empleando el programa EXCEl. Con ayuda de las constantes obtenidas en este preajuste se busca el modelo de mejor ajuste con el programa SCIENTIST. Los modelos mecanísticos investigados han sido: el modelo de Mars-Van Krevelen (MVK) y el de Langmuir-Hinshelwood (LH), asumiendo como hipótesis inicial un reactor pseudo-diferencial a flujo pistón. El modelo de mejor ajuste ha sido el correspondiente al mecanismo de Langmuir-Hinshelwood y se ha detallado este último mediante un estudio de posibles variantes siendo el que considera la adsorción del CO sobre la superficie del catalizador, el mecanismo que mejor ha descrito los datos experimentales (modelo identificado como LH3). En la apliacaión del modelo LH3, se ha considerado inicialmente la concentración del COV como variable dependiente para luego con las constantes cinéticas obtenidas en esta aproximación trabajar en una segunda etapa con todas las variables dependientes del modelo que además de la concentración de MEK fueron las concentraciones del CO y CO2. Esta estrategia ha resultado ser óptima y ha permitido alcanzar el modelo final con mayor facilidad.