Estudio cinético del efecto de potasio y níquel en la reacción de gasificación de coque de petróleo venezolano con vapor de agua

Abstract

Se estudiaron los factores cinéticos de la reacción de gasificación con vapor de agua de coques de petróleo venezolanos al incorporarles específicamente sales de potasio o níquel. Para fines comparativos, se utilizaron tres métodos para aditivar el coque de petróleo, a saber: tratamiento térmico, mezcla mecánica e intercambio iónico. Las cantidades añadidas de metal estuvieron comprendidas entre 1,3 y 2,4 % m/m. El montaje experimental para evaluar la reactividad consistió en una Termobalanza (TGA) acoplada a un cuadrupolo de masa (QMS), registrándose la pérdida de masa en línea con la producción de los principales gases de reacción. Los datos experimentales fueron ajustados con tres modelos cinéticos comúnmente empleados para estudios de gasificación. Al incorporar el metal (K o Ni) por tratamiento térmico, existe un adelanto significativo de la temperatura de gasificación en comparación al caso del coque sin aditivar. Mientras más alta sea la cantidad de metal añadido mayor es el aumento de la velocidad de reacción y disminuyen en consecuencia los tiempos de reacción. Las velocidades de reacción fueron más altas en las muestras preparadas con tratamiento térmico e intercambiado, en comparación con la mezcla mecánica, presumiblemente por una mejor distribución de los elementos activos. El níquel requiere alcanzar una temperatura de reacción más alta y además una manera de aditivar específica (tratamiento térmico) para catalizar la reacción de gasificación, por lo que el potasio constituye un aditivo más apropiado. El mejor ajuste de los datos experimentales se obtuvo con el modelo del núcleo decreciente sin reaccionar controlado por reacción. Las menores energías de activación se obtuvieron con la muestra aditivada con potasio por intercambio iónico y la de tratamiento térmico con 2,4 % m/m.