A reaÃÃo de sÃntese de Fischer-Tropsch, que pode ser compreendida como uma polimerizaÃÃo entre os gases monÃxido de carbono e hidrogÃnio, mistura conhecida por gÃs de sÃntese, com a formaÃÃo de hidrocarbonetos parafÃnicos e olefÃnicos, ocorre na presenÃa de catalisadores heterogÃneos, onde aqueles de cobalto aparecem como os mais promissores quando se deseja produzir fraÃÃes de hidrocarbonetos comercialmente mais favorÃveis, como gasolina, diesel e graxas. A reaÃÃo jà à encarada como alternativa ao petrÃleo, pois o gÃs de sÃntese à gerado a partir de outras fontes, notadamente o gÃs natural. O conhecimento da reaÃÃo ainda à fundamentalmente experimental, e nÃo existem mecanismos especÃficos que expliquem com exatidÃo a formaÃÃo dos produtos e sua distribuiÃÃo ao longo de uma faixa de hidrocarbonetos. Esse trabalho realiza inicialmente uma estimaÃÃo de parÃmetros, enquadrados em uma modelagem cinÃtica, que procuram explicar o desenvolvimento da reaÃÃo e a formaÃÃo das parafinas e olefinas em reatores tubulares de leito fixo com catalisadores de cobalto. De posse dos parÃmetros, procurou-se um modelo matemÃtico mais adequado à operaÃÃo do reator tubular, com a utilizaÃÃo de equaÃÃes para a transferÃncia de massa e de calor. Essas simulaÃÃes foram submetidas posteriormente a uma anÃlise estatÃstica para a determinaÃÃo de variÃveis mais significativas para a reaÃÃo. / In this work, the reaction of the Fischer-Tropsch synthesis, which may be understood as a polymerization between the gases carbon monoxide and hydrogen, mixture known as synthesis gas, with the formation of paraffinic and olefinic hydrocarbons, occurs under heterogeneous catalysis, where those of cobalt appear as the most promising when you want to produce hydrocarbon fractions commercially more favorable, such as gasoline, diesel and waxes. The reaction is already perceived as an alternative to petroleum, since the synthesis gas is generated from other sources, notably natural gas. The knowledge of the reaction is still essentially experimental, and there are no specific mechanisms that explain precisely the formation of the products and their distribution over a range of hydrocarbons. This work performs initial parameter estimation, framed in a kinetic modeling, which seek to explain the development of the reaction and the formation of paraffins and olefins in tubular fixed bed reactors with cobalt catalyst. In possession of the parameters, we tried to one better suited to reality modeling of reactor operation, with the use of equations for mass transfer and heat. These simulations were later subjected to a statistical analysis to determine the most significant variables for the reaction.

A necessidade de produÃÃo de combustÃveis lÃquidos, principalmente diesel com baixos teores de enxofre para atender recentes legislaÃÃes ambientais, impulsionou a pesquisa sobre a reaÃÃo de sÃntese de Fischer-Tropsch (SFT), que utiliza a polimerizaÃÃo entre monÃxido de carbono (CO) e hidrogÃnio (H2) em diversos tipos de reator e de catalisador. Foram realizadas vÃrias simulaÃÃes da reaÃÃo de sÃntese de Fischer-Tropsch em reator tubular de leito fixo com catalisador de ferro avaliando-se o efeito de determinadas condiÃÃes operacionais na distribuiÃÃo de produtos, de acordo com o modelo desenvolvido para a distribuiÃÃo das massas moleculares dos hidrocarbonetos formados. As condiÃÃes operacionais foram avaliadas de modo favorecer a formaÃÃo de diesel e graxa, que por sua vez podem ser craqueadas visando à produÃÃo de combustÃveis lÃquidos. Um planejamento experimental e uma posterior anÃlise estatÃstica foram executados de forma a apontar as condiÃÃes operacionais que mais influenciam na formaÃÃo de produtos especÃficos como gasolina, diesel e graxas, assim como na conversÃo do gÃs de sÃntese em hidrocarbonetos. Os resultados obtidos mostraram a adequaÃÃo da modelagem adotada com dados experimentais existentes na literatura / In this work, a fixed-bed tubular reactor was modeled and simulated for the Fischer-Tropsch synthesis carried out using iron-based catalysts. The model has considered the fluid-dynamics of the fixed-bed reactor and the polymerization reaction of the Fischer-Trospch synthesis. Several simulations were carried out with the mathematical model to study the effects of the operating conditions on the product distribution and on the yield into hydrocarbons. The simulations were analyzed aiming the optimization of the system toward the production of diesel and wax fractions, which can be later cracked to produce a higher amount of liquid products. The simulations were carried out following a factorial design to identify the operating conditions that most influence the production of each specific product fraction, as gasoline, diesel and waxes, and in the yield of synthesis gas into hydrocarbon