Estimação dos parâmetros cinéticos da reação de desidrogenação catalítica de cicloexano

Abstract

Neste trabalho, a melhor abordagem para a estimação dos parâmetros cinéticos da reação catalítica de desidrogenação de cicloexano foi estudada. As medições experimentais foram ajustadas às cinéticas de primeira ordem reversível e irreversível, o uso de mínimos quadrados (MQ) e mínimos quadrados ponderados (MQP) foi avaliado, e os parâmetros da equação de Arrhenius estimados usando a forma tradicional e reparametrizada. Otimização por enxame de partículas, aliado a Newton-Gauss, foi utilizado como método de minimização da função objetivo. Concluiu-se que o uso de cinética de primeira ordem reversível, MQP e equação de Arrhenius reparametrizada levaram ao melhor ajuste do modelo. O uso da equação de Arrhenius tradicional deu origem à alta correlação entre os parâmetros e seu uso pode levar a valores errôneos de 0 k e E . Ainda, ponderações foram feitas sobre o efeito de compensação entalpiaentropia e sua distinção de correlações de origem puramente estatísticas.

This work seeks the best approach to estimate the kinetic parameters of the catalytic dehydration reaction of cyclohexene into benzene. The experimental measurements were adjusted into first order reversible and irreversible kinetics. The use of least squares (LS) and weighted least squares (WLS) methods was evaluated. Arrhenius law’s parameters were estimated using the traditional and reparameterized form. Particle swarm optimization allied with Newton-Gauss optimization was used to minimize the objective function. First order reversible kinetics, WLS and the reparameterized form of Arrhenius law presented the best fit. Arrhenius equation in its traditional form led to highly correlated parameters, which might lead to a false estimative of parameters 0k and E . Furthermore, considerations were made about the entropy-enthalpy compensation effect and how it is often mistaken with correlations of statistical origin.