Diseño de experimentos tipo doehlert aplicado a la oxideshidrogenación catalítica de etano para producir etileno

La oxideshidrogenación de etano (ODH-E) es un proceso disruptivo para producir etileno que surge como opción a la desintegración térmica con vapor que es altamente demandante de energía y generador de CO2. Para su implementación comercial, la ODH-E aún enfrenta retos tecnológicos como la configuración/diseño del reactor para el adecuado manejo del calor. Por tanto, las actividades de modelamiento son fundamentales, en particular, el desarrollo de modelos cinéticos. La aplicabilidad y robustez de estos modelos depende fuertemente de la calidad de la información experimental disponible para estimar los parámetros respectivos en lo cual, el diseño de experimentos es de amplia utilidad. En este trabajo se aplica un diseño tipo Doehlert en la ODH-E para cuantificar los efectos lineales/cuadráticos y de interacción de las variables de reacción presión (P: 0.77-2.57 atm-a), temperatura (T: 300–334 °C), espacio-velocidad (W: 10-30 gcat h/moletano) y relación etano/oxígeno alimentado (R: 1.8–2.6 mol/mol) sobre una serie de respuestas catalíticas, además de identificar regiones de operación convenientes. Aplicando herramientas estadísticas (ANOVA y diagramas de tornado) la T se identifica como la variable de mayor influencia sobre las respuestas, seguida de P, W y R, mientras que la interacción más relevante es T-W. La eficiencia del proceso se beneficia a alta severidad en T y P, y baja en W y R, aunque a estas condiciones es necesario valorar cuidadosamente la carga térmica del reactor.