Producción de hidrógeno a partir de bioetanol: escala planta piloto

C. GRASCHINSKY; J. H. UBOGUI; A. SARTO; R. D. TEJEDA; J. FRANCESCONI; M. MUSSATI; R. MATO; P. AGUIRRE; M. A. LABORDE

Mar del Plata

Congreso; VI Congreso Argentino de Ingenieria Química CAIQ 2010; 2010

AAIQ-Asociación Argentina de Ingenieros Químicos

El Hidrógeno es un compuesto de gran interés para la industria química. Se utiliza en la síntesis de amoníaco, en los procesos de hidrogenación de refinería, en la hidrogenación catalítica de aceites vegetales, en la transformación de óxidos metálicos a metales. Los métodos comerciales actuales de producción de H2 implican necesariamente la utilización de combustibles fósiles, generando grandes cantidades de gases contaminantes, especialmente CO2. El H2 aparece como un nuevo vector energético en el marco de las energías alternativas. El carácter “verde” del hidrógeno está dado por la materia prima de origen renovable utilizada en el proceso de obtención. La tecnología más utilizada es el reformado con vapor de agua. Los bioalcoholes, en especial el bioetanol, se proponen como materias primas de origen renovable para la producción del H2. Este alcohol presenta una ventaja por sobre todos los sistemas basados en recursos fósiles: efecto nulo en la generación de CO2. El CO2 producido en el proceso de obtención de H2 es consumido por la biomasa durante su crecimiento. Muchos trabajos han sido publicados acerca del reformado con vapor de agua de bioetanol para la obtención de H2 a escala laboratorio. Nuestro grupo desarrolló y patentó el catalizador Ni/MgAl2O3 para ser empleado en este proceso. Este catalizador proviene de una hidrotalcita de Ni-Mg-Al2O3. Esta hidrotalcita se prepara por el método de la urea, envejeciendo soluciones mixtas de urea-níquel(II)-magnesio(II)-aluminio(III). Para el empleo en escala piloto se fabricaron pellets de catalizador de 8-10 mm de largo y 2-3 mm de diámetro. En este trabajo se presentan los resultados alcanzados hasta el momento, empleando el catalizador Ni/MgAl2O3 en un reactor catalítico de escala planta piloto de 1 m3/h de capacidad. Los pellets de catalizador fabricados mostraron una buena resistencia mecánica. En los primeros experimentos realizados en la planta piloto se logró trabajar por alrededor de 100 horas. Estos primeros ensayos de estabilidad se realizaron en discontinuo, lo cual introduce cambios de temperatura dentro del lecho desde temperatura ambiente hasta la temperatura de trabajo (550ºC–700ºC) y viceversa cada día. Se analizan el efecto de la relación molar agua/etanol, la temperatura y el tiempo de residencia sobre la estabilidad, el rendimiento a H2 y la formación de carbón. Los últimos experimentos llevados a cabo pudieron ser realizados con la planta completamente automatizada. Se lograron obtener resultados con el equipo experimental trabajando en continuo. Se alcanzaron las 250 horas de operación sin pérdida de actividad y sin aumento de la pérdida de carga.