Catalizadores para la producción de hidrógeno por reformado con vapor, reformado seco y reformado autotérmico de metano

BRASSI, F.; GIUNTA, PABLO; POGGIO-FRACCARI, E.; MARIÑO, F.

San Rafael

Congreso; Congreso Latinoamericano de Ingeniería y Ciencias Aplicadas 2022; 2022

El hidrógeno es el elemento más abundante en la Tierra, pero se encuentra naturalmente combinado con otroselementos en el agua, la biomasa y los hidrocarburos fósiles. Actualmente, la principal ruta de obtención de H2 esmediante el reformado con vapor de gas natural (CH4 + H2O = CO + 3 H2), una tecnología madura que genera el 48%de la producción mundial de hidrógeno. El reformado autotérmico es una variación del proceso que combina elreformado con vapor (endotérmico) con la oxidación parcial catalítica de metano (CH4 + ½ O2 = CO + 2 H2) que esexotérmica. Mientras que las tecnologías de reformado autotérmico y de reformado con vapor ya se han adoptado aescala industrial, el reformado seco (CH4 + CO2 = 2CO + 2 H2) se encuentra todavía en fase de investigación ydesarrollo; no obstante, el reformado seco ofrece valiosos beneficios ambientales tales como la utilización del biogás yla eliminación simultánea de dos gases responsables del efecto invernadero (metano y dióxido de carbono).Adicionalmente, conduce a la obtención de un gas de síntesis con una relación H2:CO en torno a 1, muy apropiada parala síntesis de productos químicos oxigenados e hidrocarburos.En el presente trabajo se estudian catalizadores basados en níquel para el reformado con vapor, el reformado seco y elreformado autotérmico de una corriente de metano. Los catalizadores son obtenidos por impregnación de níquel ensoportes basados en ceria (CeO2) pura o dopada con Zr o La. Los soportes son preparados por coprecipitación a travésde la alcalinización homogénea por hidrólisis de urea y los catalizadores obtenidos son calcinados a 600°C. Lossoportes y los catalizadores son caracterizados por diversas técnicas (BET, H2-TPR, DRX, OSC/OSCC) y evaluados enlas distintas reacciones de interés a escala laboratorio, en reactores de lecho fijo y bajo diferentes condicionesoperativas (composición de la alimentación, tiempo de residencia, temperatura de operación)