EFECTO DE LA FASE METÀLICA Y DE LOS SOPORTES SOBRE LA ACTIVIDAD Y SELECTIVIDAD EN LA REACCION DE REFIORMADO DE CH4 CON CO2.

SILVIA C.P. MAINA; ESTANISLAO L. JABLONKI; ALBERTO A.CASTRO; SEGIO R. DE MIGUEL; OSVALDO A. SCELZA

Buenos Aires (Argentina)

Congreso; XXII Congreso Interamericano de Ingeniería Química. V Congreso Argentino de Ingeniería Química.; 2006

Recientemente se ha renovado el interés en la transformación de CH4 en productos de mayor valor agregado como el gas de síntesis. El proceso industrial más difundido es el Steam Reforming, sin embargo éste presenta severas exigencias medioambientales por la liberación de altas cantidades de CO2 a la atmósfera provenientes de la producción de calor requerida por la endotermicidad del sistema. Una alternativa es el reformado de metano con CO2, que muestra una relación H2/CO más apta para su utilización en otros procesos químicos. Esta reacción requiere el uso de catalizadores, y aunque los niveles de actividad y selectividad que se logran son satisfactorios, la desactivación por deposición de coque es un inconveniente. Los catalizadores mas usados están basados en Ni o en metales nobles (Rh, Ru, Pd, Pt, Ir) siendo estos últimos menos sensibles a la desactivación. En este trabajo se presentan resultados de la evaluación de catalizadores de Pt, Ir o Ru sobre Al2O3 promovidas con distintos porcentajes (1, 2 y 3 %) de Ca, Mg, Ba, Na y K en la reacción de reformado de CH4 con CO2 a 1023 K. La conversión de CO2 presenta valores muy similares para los distintos catalizadores. Teniendo en cuenta que la reacción responsable de la conversión del CO2 es la disociación del mismo que se produce en la interfase metal soporte y que se relaciona con la fuerza básica de los sitios activos que se encuentran en dicha interfase se puede inferir que el incremento contenido de dopante no afecta la fuerza básica de dichos centros activos. La actividad catalítica analizada con respecto a la conversión de CH4 muestra que hay influencia del tipo de dopante usado sobre el soporte pero no del porcentaje del mismo. En trabajos anteriores habíamos demostrado que el efecto de un promotor como el Na permitía estabilizar la fase metálica en la superficie del catalizador para temperaturas de reacción superiores a 973 K. El efecto del promotor era decisivo en la actividad catalítica inicial o sea que impedía la sinterización de la fase metálica. Este efecto se manifiesta para todos los dopantes analizados siendo el Na el más efectivo, el K está en segundo lugar y los restantes son algo menos efectivos pero mejoran ostensiblemente la estabilidad de la fase metálica respecto del catalizador sin dopante (Pt/Al2O3). La selectividad a H2 y la relación molar H2/CO muestran mayores valores para los catalizadores promovidos con Na y K que para aquellos promovidos con los metales alcalinos térreos.Con respecto al efecto de los metales nobles soportados sobre diferentes alúminas promovidas podemos decir que la conversión de CO2 es mayor para los catalizadores basados en Pt mostrando a la vez poca influencia del soporte utilizado. En el caso del Ru se observa buena actividad para soportes dopados con Ca, Na y K. Para el caso del Ir el catalizador soportado sobre Al2O3 dopada con Ca es el que muestra mejor actividad, mientras que los restantes muestran actividades más bajas. Estos resultados demuestran que hay una marcada influencia del metal activo respecto de las características de la interfase metal soporte. Evidentemente no solo la fuerza básica de dicha interfase influye sobre la actividad catalítica para la reacción de disociación de CO2 sino también los ensambles que se producen debido a las características particulares de cada metal.Se observa además que los catalizadores de Pt depositado sobre soportes dopados con Na o con K son los que muestran los mejores resultados en lo que se refiere a conversión de CH4, selectividad a H2 y relación molar H2/CO respecto a los otros catalizadores metálicos (Ru e Ir) soportados sobre alúminas dopadas. Finalmente podemos concluir que los catalizadores preparados sobre Al2O3 se estabilizan en lo que se refiere a la dispersión de su fase metálica con el agregado de Ca.