Activación de residuales y materiales carbonosos para promover la gasificación catalítica

Abstract

En el presente trabajo se estudia la posible activación catalítica para gasificación con vapor de agua de varios materiales carbonosos de bajo valor agregado que se obtienen en el circuito refinador de Venezuela. Se seleccionaron coques retardados identificados con P (coque Petrozuata) y A (coque Amuay), así como Flexicoque. Para el caso del Flexicoque, la muestra original se trató previamente para lograr la remoción selectiva de V y Ni, permitiendo una evaluación del papel catalítico de estos metales por separado. Todas las muestras fueron sometidas a las diferentes reacciones parciales que conforman el proceso de gasificación con vapor de agua, utilizado industrialmente a nivel mundial en países como Estados Unidos, China, y Sudáfrica, entre otros. Las reacciones estudiadas fueron: pirolisis, oxidación, reacción con dióxido de carbono (reacción de Bouduard), y propiamente la gasificación con vapor de agua. Previamente, las muestras fueron caracterizadas mediante las técnicas de ICP- OES, DRX, XPS y estudio textural, por medio de las cuales se obtuvo la composición elemental de las muestras, distribución de los metales en la superficie, y el área superficial de microporo y volumen de poro. La interpretación de los resultados analíticos permitió alcanzar una correlación fisicoquímica entre la composición de los materiales carbonosos y la actividad. Las reacciones seleccionadas fueron llevadas a cabo principalmente en un termobalanza, utilizada como minireactor, acoplada a un cuádruplo de masas, con la finalidad de monitorear los gases consumidos y producidos en el transcurso de las reacciones. Los productos gaseosos identificados fueron hidrógeno, metano, vapor de agua, monóxido de carbono, oxígeno, y dióxido de carbono. Los estudios permitieron demostrar la actividad catalítica de los metales presentes de manera indígena en las muestras carbonosas: vanadio para la reacción de oxidación y níquel en las reacciones de Bouduard y gasificación con vapor de agua.