ANÁLISE TERMODINÂMICA DO PROCESSO DE REFORMA DO METANO COM DIÓXIDO DE CARBONO

ANÁLISE TERMODINÂMICA DO PROCESSO DE REFORMA DO METANO COM DIÓXIDO DE CARBONO

ROCHA, C. P. S.; PACÍFICO, J. A.; JESUS, E. de; SILVA, A. S.; MACIEL, S. T.

Artigo:

Atualmente, tanto no cenário nacional bem como no cenário mundial são notáveis as reservas petróleo e gás natural. Segundo a Petrobras, milhares de litros de óleo bruto e gás natural são extraídos e processados diariamente dando origem a diversos produtos, tais como: gás de síntese, parafinas, gasolina natural e combustíveis líquidos através da tecnologia GTL (Gas to Liquid). Neste contexto, a análise termodinâmica do processo de reforma do metano com dióxido de carbono foi analisada tendo em vista a sua otimização empregando a minimização da energia de Gibbs. Deste modo, o presente estudo têve como objetivo a minimização dos custo de produção do processamento da reforma do CH4-CO2 realizada em reator de leito fixo. Os resultados mostraram que temperatura de 1029,21 K seria a mínima para operação do processo, para evitar a formação de coque, o que evitaria a desativação do catalisador pela deposição do carbono. Tal resultado mostraram que pode-se operar o processo em temperatura menor que a recomendada na literatura por vários autores, de 1073,15 K, como mostrou Serrano-Lotina e Daza (2014), o que possibilita reduzir os custos energéticos do processo.

Atualmente, tanto no cenário nacional bem como no cenário mundial são notáveis as reservas petróleo e gás natural. Segundo a Petrobras, milhares de litros de óleo bruto e gás natural são extraídos e processados diariamente dando origem a diversos produtos, tais como: gás de síntese, parafinas, gasolina natural e combustíveis líquidos através da tecnologia GTL (Gas to Liquid). Neste contexto, a análise termodinâmica do processo de reforma do metano com dióxido de carbono foi analisada tendo em vista a sua otimização empregando a minimização da energia de Gibbs. Deste modo, o presente estudo têve como objetivo a minimização dos custo de produção do processamento da reforma do CH4-CO2 realizada em reator de leito fixo. Os resultados mostraram que temperatura de 1029,21 K seria a mínima para operação do processo, para evitar a formação de coque, o que evitaria a desativação do catalisador pela deposição do carbono. Tal resultado mostraram que pode-se operar o processo em temperatura menor que a recomendada na literatura por vários autores, de 1073,15 K, como mostrou Serrano-Lotina e Daza (2014), o que possibilita reduzir os custos energéticos do processo.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeq2014-0756-24146-166061

Referências bibliográficas

• [1] CHAO, Zhongxi; WANG, Yuefa; JAKOBSEN, Jana P.; FERNANDINO, Maria; JAKOBSEN, Hugo A. Numerical investigation of the sorption enhanced steam methane reforming in a fluidized bed reactor. Energy Procedia. v. 26 , p. 15 – 21, 2012.
• [2] MIRVAKILI, A; HERAVI, M; KARIMIPOURFARD, D; RAHIMPOUR, M.R; Simultaneous synthesis gas and styrene production in the optimized thermally coupled reactor. Journal of Natural Gas Science and Engineering. v. 16, p. 18-30, 2014.
• [3] NEMATOLLAHI, Behzad; REZAEI, Mehran; Lay, EBRAHIM Nemati; KHAJENOORI, Majid. Thermodynamic analysis of combined reforming process using Gibbs energy minimization method: In view of solid carbon formation. Journal of Natural Gas Chemistry. v. 21, p. 694–702, 2012.
• [4] PETERSEN, K. AASBERG- et al. Natural gas to synthesis gas - Catalysts and catalytic processes. Journal of Natural Gas Science and Engineering. v. 3, p. 423-459, 2011.
• [5] PETROBRAS. Petróleo. Disponível em: http://www.petrobras.com.br/pt/energia-e-tecnologia/fontes-de-energia/petroleo/. Acesso em: 20 de jan. 2014.
• [6] REID, Robert C.; PRAUSNITZ, John M.; POLING, Bruce E. The properties of gases and liquids. 4.
• [7] ed. New York: McGraw-Hill, 1997. 741 p. PACÍFICO, J. A. Desenvolvimento experimental e validações do processo catalítico (Ni/γ-Al2O3/Ceo2-Al2O3) de reforma metano-dióxido de carbono em reator de leito fluidizado. Recife, 2009.
• [8] 242 p. Dissertação (Doutorado em Engenharia Química) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2009. [Orientador: Prof. Dr. César Augusto M. de Abreu]. SERRANO-LOTINA, A; DAZA, L. Influence of the operating parameters over dry reforming of methane to syngas. International Journal of Hydrogen Energy. v.39, p. 4089-4094, 2014.
• [9] VASCONCELOS, Nice de. Reforma a vapor do metano em catalisadores à base de níquel promovidos com nióbia. 2006. 94p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2006.
• [10] YAO, Lu et al. Comparative study on the promotion effect of Mn and Zr on the stability of Ni/SiO2 catalyst for CO2 reforming of methane. International Journal of Hydrogen Energy. v. 38, p. 7268-7279, 2013.
• [11] ZANGANEH, Rasoul; REZAEI, Mehran; ZAMANIYAN, Akbar. Dry reforming of methane to synthesis gas on NiOeMgO nanocrystalline solid solution catalysts. International Journal of Hydrogen Energy. v. 38, p. 3012-3018, 2013.

Como citar:

ROCHA, C. P. S.; PACÍFICO, J. A.; JESUS, E. de; SILVA, A. S.; MACIEL, S. T.; "ANÁLISE TERMODINÂMICA DO PROCESSO DE REFORMA DO METANO COM DIÓXIDO DE CARBONO", p-15179-15186. In: Anais do XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química - COBEQ 2014 [= Blucher Chemical Engineering Proceedings, v.1, n.2]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobeq2014-0756-24146-166061