ESTUDO DO DESEMPENHO DE CATALISADORES Fe-Al MODIFICADOS PARA A REFORMA DO ETANOL

ESTUDO DO DESEMPENHO DE CATALISADORES Fe-Al MODIFICADOS PARA A REFORMA DO ETANOL

SOUZA, G.; RUOSO, C.; MARCILIO, N. R.; PEREZ-LOPEZ, O. W.

Artigo:

A reação de reforma do etanol permite obter H2 ou gás de síntese quando conduzida em elevadas temperaturas. Para a sua viabilidade, o desenvolvimento de catalisadores adequados é um grande desafio. Este trabalho propõe avaliar as propriedades e o desempenho de catalisadores Fe-Al modificados com Co ou Cu para a reforma a vapor do etanol. As amostras foram preparadas por co-precipitação e caracterizadas por TGA, SBET, DRX, TPR-H2 e TPO. A calcinação foi feita a 600°C por 6 h. A ativação foi realizada sob fluxo de 100 mL/min de H2 a 600°C por 1 h. As reações foram conduzidas em reator de leito fixo a pressão atmosférica a 600°C por 4 h, carga de 100 mg e vazão da mistura equimolar água-etanol de 0,5 mL/h. Os produtos foram analisados por CG. As propriedades dos materiais são modificadas com a promoção com Cu e Co, sendo observado área específica mais elevada, cristalitos de Fe2O3 com menores tamanhos e maior redutibilidade. Melhores resultados de conversão, de seletividade para H2 e CO e menor formação de coque foram obtidos para os catalisadores modificados. Dentre estes, o material contendo Co mostrou o melhor desempenho.

A reação de reforma do etanol permite obter H2 ou gás de síntese quando conduzida em elevadas temperaturas. Para a sua viabilidade, o desenvolvimento de catalisadores adequados é um grande desafio. Este trabalho propõe avaliar as propriedades e o desempenho de catalisadores Fe-Al modificados com Co ou Cu para a reforma a vapor do etanol. As amostras foram preparadas por co-precipitação e caracterizadas por TGA, SBET, DRX, TPR-H2 e TPO. A calcinação foi feita a 600°C por 6 h. A ativação foi realizada sob fluxo de 100 mL/min de H2 a 600°C por 1 h. As reações foram conduzidas em reator de leito fixo a pressão atmosférica a 600°C por 4 h, carga de 100 mg e vazão da mistura equimolar água-etanol de 0,5 mL/h. Os produtos foram analisados por CG. As propriedades dos materiais são modificadas com a promoção com Cu e Co, sendo observado área específica mais elevada, cristalitos de Fe2O3 com menores tamanhos e maior redutibilidade. Melhores resultados de conversão, de seletividade para H2 e CO e menor formação de coque foram obtidos para os catalisadores modificados. Dentre estes, o material contendo Co mostrou o melhor desempenho.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeq2014-1624-18365-161423

Referências bibliográficas

• [1] BHATTACHARYYA, A.; CHANG, V.W.; SCHUMACHER, D.J., CO2 reforming of methane to syngas I: evaluation of hydrotalcite clay-derived catalysts. Appl. Clay Sci., v. 13, p. 317-328, 1998.
• [2] HUBER, G.W., CHHEDA, J.N., BARRETT, C.J.; DUMESIC, J.A. Production of Liquid Alkanes by Aqueous-Phase Processing of Biomass-Derived Carbohydrates. Science, v. 308, p. 1446-1450, 2005.
• [3] RUOSO, C.; SOUZA, G.; MARCILIO, N.R.; PEREZ-LOPEZ, O.W. Decomposição de etanol sobre catalisadores Fe-Al visando à obtenção de gás de síntese. In: Anais do XIX COBEQ – Congresso Brasileiro de Engenharia Química, Búzios: ABEQ; p. 8865-8873, 2012.
• [4] SOUZA, G.; BALZARETTI, N.M.; MARCILIO, N.R.; PEREZ-LOPEZ, O.W. Decomposition of ethanol over Ni-Al catalysts: effect of copper addition. Proc. Eng., v. 42, p. 335-345, 2012 a. SOUZA, G.; RUOSO, C.; BALZARETTI, N.M.; MARCILIO, N.R.; PEREZ-LOPEZ, O.W. Synthesis gas and carbon nanotubes from catalytic decomposition of renewable resources. In: Anais do 4th International Symposium on Energy from Biomass and Waste, Venice: CISA; p. PG09, 2012 b. SOUZA, G.; PEREZ-LOPEZ, O.W. Desenvolvimento de catalisadores Fe-Al modificados e sua aplicação no processo GTL visando a obtenção de combustíveis líquidos. In: Anais do XXII CICAT - Congreso Iberoamericano de Catálisis, Viña del Mar: FISIOCAT; p. CE-P-152, 2010.
• [5] WAN, H.; WU, B.; ZHANG, C.; XIANG, H.; LI, Y. Promotional effects of Cu and K on precipitated iron-based catalysts for Fischer-Tropsch synthesis. J. Mol. Catal., v. 283, p. 33-42, 2008.
• [6] WANG, G.; WANG, H.; LI, W.; REN, Z.; BAI, J.; BAI, J. Efficient production of hydrogen and multi-walled carbon nanotubes from ethanol over Fe/Al2O3 catalysts. Fuel Process. Technol., v. 92, p. 531-540, 2011.
• [7] ZHANG, C.-H.; YANG, Y.; TENG, B.-T.; LI, T.-Z.; ZHENG, H.-Y.; XIANG, H.-W.; LI, Y.-W. Study of an iron-manganese Fischer–Tropsch synthesis catalyst promoted with copper. J. Catal., v. 237, p. 405-415, 2006.

Como citar:

SOUZA, G.; RUOSO, C.; MARCILIO, N. R.; PEREZ-LOPEZ, O. W.; "ESTUDO DO DESEMPENHO DE CATALISADORES Fe-Al MODIFICADOS PARA A REFORMA DO ETANOL", p-10802-10809. 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-cobeq2014-1624-18365-161423