A mathematical model of a slurry reactor for the direct synthesis of hydrogen peroxide

文献情報

出版日 2019-10-11
DOI 10.1039/C9RE00309F
インパクトファクター 4.239
著者

Fabio Pizzetti, Vittoria M. A. Granata, Umberto Riva, Filippo Rossi, Maurizio Masi


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要旨

The direct synthesis of hydrogen peroxide represents a green alternative to the conventional large-scale anthraquinone process and offers a significantly economic advantageous way of producing a compound for which the global demand is ever increasing due to its multiple uses. However, the implementation of this process still faces important challenges regarding productivity, selectivity, and safety of this theoretically simple but practically not trivial reaction. In principle, we can smartly implement a process if we deeply know how the system and the reaction proceed. In this perspective, the importance of modeling the process itself becomes clear, and that is the purpose of this study: to develop a mathematical model for the direct synthesis of hydrogen peroxide in a continuous catalytic three-phase reactor. In particular, the fluid dynamic aspects of the system were studied, along with the kinetics and interphase mass exchange. Under our conditions, gas/liquid mass transfer prevailed, thus the reactor worked in a convective mass-transfer regime. Model equations were written and implemented in order to carry out different simulations and to obtain a first dimensioning of the reactor. It should be underlined that the definition of such a model can constitute a step forward and an opening of the doors for the industrial world to implement the direct synthesis of H2O2, ultimately helping make this process an effective industrial production.

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掲載誌

Reaction Chemistry & Engineering

Reaction Chemistry & Engineering
CiteScore: 0
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年間論文数: 284

Reaction Chemistry & Engineering is an interdisciplinary journal reporting cutting-edge research focused on enhancing the understanding and efficiency of reactions. Reaction engineering leverages the interface where fundamental molecular chemistry meets chemical engineering and technology. Challenges in chemistry can be overcome by the application of new technologies, while engineers may find improved solutions for process development from the latest developments in reaction chemistry. Reaction Chemistry & Engineering is a unique forum for researchers whose interests span the broad areas of chemical engineering and chemical sciences to come together in solving problems of importance to wider society. All papers should be written to be approachable by readers across the engineering and chemical sciences. Papers that consider multiple scales, from the laboratory up to and including plant scale, are particularly encouraged.

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