Reforma a vapor do etanol sobre catalisadores Cu-Ni/ZnO

• Main Author: Barbosa, Elysabeth Fontoura
• Other Authors: Assaf, José Mansur
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de São Carlos 2016
• Subjects: Catalisadores; Reforma à vapor; Hidrogênio; ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
• Online Access: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/3999

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1840.pdf: 1970265 bytes, checksum: ae9bed54142c9c77ce1a8d8aef109806 (MD5) Previous issue date: 2008-04-10 === Universidade Federal de Sao Carlos === In this work copper, nickel and copper/nickel supported in zinc oxide catalysts were prepared, characterized and tested in the steam reforming of ethanol to produce hydrogen. The support and the supported catalysts were prepared by precipitation and impregnation methods, respectively, using aqueous solution of copper and nickel nitrates. The supported catalysts were prepared by varying the nickel and copper loading to obtain 15% weight of metals in the final solid. After prepared and calcined, the solids were characterized by Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy (ICP-AES), X-Ray Diffraction (XRD), Nitrogen Adsorption by B.E.T. method, and Temperature Programmed of Reduction with H2 (TPR-H2). The results indicated that the preparation method and the treatment conditions were appropriated to achieve the designed catalytic samples. The catalytic tests were carried out in a range of temperature of 300 to 650oC and water:ethanol molar feed ratio of 3:1 and 6:1. It was verified that the ethanol conversions were higher then 80% in all range of temperature for all catalysts, including the support, independently of water:ethanol molar feed ratio. Other parallel reactions were observed, rather than steam reforming of ethanol, at different conditions of operation, like dehydrogenation of ethanol to acetaldehyde and hydrogen, decarbonylation of acetaldehyde to CH4 and CO, decomposition of ethanol to CH4, CO and H2, water-gas shift and methane reforming at high temperatures. It was also observed that the best combination between metal loading and process parameters to produce hydrogen from steam reforming of ethanol was in the temperature range of 450 to 550oC, 6:1 molar water:etanol feed ratio and bimetallic catalysts with the composition Cu7,5Ni7,5ZnO. === Neste trabalho foram preparados e caracterizados catalisadores de cobre, níquel e cobre/níquel suportados em óxido de zinco, com o objetivo de avaliá-los no processo de reforma a vapor do etanol para produção de hidrogênio. O suporte e os catalisadores suportados foram preparados, respectivamente, por precipitação descontínua e impregnação, a partir de seus respectivos nitratos. Os catalisadores suportados foram preparados para que houvesse variação nos teores de cobre e de níquel mantendo, contudo, a carga total de metais em 15% em massa. Após preparados e calcinados, os sólidos foram caracterizados pelas técnicas de Análise Química por Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma Induzido (ICP-OES), Difração de Raios X (DRX), Adsorção de Nitrogênio (método B.E.T.) e Redução a Temperatura Programada com H2 (TPR-H2). Os resultados indicaram que o método de preparação e as condições de tratamento das amostras foram adequados para obtenção dos compostos desejados. Os testes catalíticos foram realizados variando-se a temperatura de 300 a 650ºC e a razão molar água:etanol na alimentação em 3:1 e 6:1. Foi verificado que as conversões do etanol a produtos foram superiores a 80% em todo intervalo de temperaturas, independente da razão molar água:etanol, sobre todos os catalisadores, inclusive sobre o suporte. Sob as diferentes condições operacionais, as seletividades a produtos mostraram que a cada intervalo de temperaturas podem ocorrer diferentes reações em paralelo com a reforma a vapor do etanol. Os catalisadores aqui citados favoreceram, além da reforma a vapor do etanol, as reações de desidrogenação do etanol a acetaldeído e a hidrogênio, decarbonização do acetaldeído a CH4 e a CO, decomposição do etanol a CH4, CO e a H2, reação deslocamento gás-água e reforma do metano a altas temperaturas. Observou-se, também, que o melhor arranjo entre o teor metálico e as variáveis de processo (temperatura e razão de reagentes na alimentação), para produzir hidrogênio via reforma do etanol, é a que combina temperaturas entre 450 e 550ºC, razões molares água:etanol 6:1 e composição do catalisador bimetálico igual a Cu7,5Ni7,5ZnO.