Contribuição ao estudo da reforma a vapor do glicerol em catalisadores Pt/c - efeito do tamanho da partícula de Pt e do Ph da solução de alimentação

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

Com o aumento da produção de biodiesel, espera-se que grandes quantidades de glicerol estejam disponíveis no mercado a preços razoáveis. Logo, é relevante e promissor a busca de processos que levem o glicerol a produtos de valor agregado. Além disso, o glicerol é considerado uma das 12 moléculas-chaves mais promissoras a serem usadas em futuras bio-refinarias. Neste sentido, esta dissertação teve como objetivo principal contribuir para um melhor entendimento da reação de reforma a vapor do glicerol utilizando catalisadores de platina suportados em carbono. Tal sistema vem sendo usado ultimamente como um excelente provedor de gás de síntese a temperaturas baixas, que, integrado a outros sistemas catalíticos, pode produzir hidrogênio (com WGS) e combustível líquido (com SFT) em um único reator. Nesta dissertação, avaliou-se o efeito do tamanho de partícula de platina e o pH da solução de alimentação na reação de reforma a vapor do glicerol. Para este estudo, utilizou-se catalisadores comerciais da Basf (E-Tek) suportados em carbono (Vulcan X-72), contendo 5,0, 10,0 e 20,0%, em peso de Pt, e catalisadores contendo 0,5, 1,0, 2,0 e 3,0, % em massa de Pt, suportados no mesmo tipo de carbono. Estes catalisadores foram preparados em laboratório, via impregnação seca de solução aquosa de ácido hexacloroplatínico seguida de secagem em estufa a 120 C durante 12 horas. Os catalisadores preparados e comerciais foram caracterizados através da técnica de quimissorção volumétrica de CO para obtenção do número de sítios ativos disponíveis, dispersão e tamanho médio da partícula metálica. Para esta caracterização, os catalisadores foram ativados utilizando o mesmo procedimento que é feito antes dos testes catalíticos, ou seja, elevação da temperatura a 1 C/min até 350 C sob fluxo de H2 ultra puro, permanecendo nesta durante 2 horas. Estes catalisadores foram avaliados nas reações de reforma gasosa de glicerol à pressão atmosférica, variando-se a temperatura de reação (275-350C), o tempo de residência médio (WHSV = 33, 66, 99 min-1) e o pH da solução aquosa de glicerol (30% em peso) de alimentação. O pH foi modificado, atingindo valores de 3 e 10, adicionando ácido (HNO3) ou base (NH4OH) inorgânicos, respectivamente, à solução aquosa, quase neutra (pH = 6,5), de 30% em massa de glicerol. Os resultados mostraram que a reação de hidrogenólise do glicerol é sensível à estrutura, tanto para atividade como para seletividade. Em outras palavras, a taxa de reação e a seletividade a produtos de degradação/decomposição (rupturas de ligações C-C), principalmente gás de síntese, aumentaram com o tamanho da partícula metálica. Enquanto que, acetol, produto formado pela cisão preferencial da ligação C-O (via desidratação) em relação a C-C, é preferencialmente formado quando partículas pequenas estão presentes.. Os testes catalíticos para a mudança do pH da solução mostraram se mais seletivos para gás (CO) em meio básico. Paralelamente a formação de CO, observou-se a produção de acetol que foi favorecida em diversas situações: em vazões (WHSV) elevadas e/ou baixas conversões e em meio ácido, mediante a adição de ácido inorgânico. Quanto menor a temperatura de reação, menos monóxido de carbono e mais acetol são formados. Esta evolução de queda de seletividade a CO foi mais nítida em termos percentuais para reação em meio ácido do que básico. Por outro lado, o aumento da seletividade a acetol é maior, percentualmente em meio básico em relação ao ácido. Com estes resultados, uma proposta de mecanismo de reação foi apresentada.

ASSUNTO(S)

tamanho de partícula reforma catalítica glycerol synthesis gas catalytic reforming ph glicerol catálise particle size quimica glicerina gás de síntese

ACESSO AO ARTIGO

Documentos Relacionados