Avaliação do comportamento do catalisador Ni/BaZrO3 em comparação com o catalisador Ni/gama-Al2O3 na oxidação parcial e reforma autotérmica do metano

• Autor(a) principal: Costa, Kevin Moulin da
• Data de Publicação: 2018
• Outros Autores: Sant Anna, Marcelo Mendes Stieger de, Miranda, Matheus El Hadj de
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
• Texto Completo: https://app.uff.br/riuff/handle/1/5527
• topic: Reforma autotérmica do metano; Oxidação parcial do metano; Geração de hidrogênio; Ni/γ-Al2O3; Ni/BaZrO3; Gás natural; Catalisador; Hidrogênio; Metano; Autothermal reforming of methane; Partial oxidation of methane; Hydrogen generation

A oxidação parcial e reforma autotérmica são reações possíveis para a formação de H2 e CO a partir de hidrocarbonetos. O hidrogênio é usado para obtenção de amônia, de metanol, hidroprocessamento do petróleo e juntamente com o CO é usado no processo de Fischer-Tropsch. Os principais produtos dessas reações têm valor comercial em diversos tipos de indústrias e atualmente são de grande importância para a indústria química. Um estudo de comparação entre os catalisadores de Ni/BaZrO3 e Ni/γ-Al2O3 com teores de 10% de níquel (p/p) foi realizado nesse trabalho. Os catalisadores foram preparados por impregnação seca, utilizando uma solução de Ni(NO3)2.6H2O como sal precursor do níquel. Foram utilizados neste estudo as seguintes técnicas de caracterização: Espectroscopia de raios-X por dispersão de energia (EDX), difração de raios-X (DRX), redução à temperatura programada (TPR) e termogravimetria (TG). Os testes de DRX e TPR sugerem a formação de NiAl2O4 no Ni/γ-Al2O3, estrutura reduzida em temperaturas altas, formação de NiO no Ni/BaZrO3, que reduz em temperaturas inferiores. Experimentos de reação de reforma autotérmica e de reação de oxidação parcial do metano foram realizados com o objetivo de avaliar a conversão do metano, seletividade (do CO, CO2 e H2) e razção H2/CO. O catalisador Ni/γ-Al2O3 apresentou as maiores conversões, maior razão H2/CO e seletividades de CO e H2 e a menor seletividade de CO2 nas duas reações. Na oxidação parcial o Ni/γ-Al2O3 apresentou conversão, seletividade de CO, H2 e CO2, e razão H2/CO entre os valores de 82-84%, 91-95%, 84-86%, 5-9% e 2,15-2,17 respectivamente, contra 54-58%, 81-85%, 67-70%, 15-19% e 1,65-1,68 do Ni/BaZrO3. Na reforma autotérmica, Ni/γ-Al2O3 apresentou conversão, seletividade de CO, H2 e CO2 e razão H2/CO entre os valores de 85-87%, 94-96%, 88-93%, 4-6% e 2,16-2,17 respectivamente, contra 65-68%, 86-89%, 75-81%, 11-14% e 2,00-2,02 do Ni/BaZrO3. Nas duas reações os valores de conversão, seletividade e razão H2/CO permaneceram praticamente constantes durante o período reacional, apesar que para o caso da reforma autotérmica, pode-se notar uma pequena diminuição da conversão e seletividade de CO e H2 e um aumento da seletividade do CO2, provavelmente devido as condições reacionais mais severas. Desta forma, o Ni/γAl2O3 se mostrou o melhor catalisador dentre os dois analisados