Activación de coque retardado venezolano empleando vapor de agua y carbonatos de metales alcalinos y alcalinotérreos como agentes activantes

Abstract

RESUMEN En el presente Trabajo Especial de Grado se estudió la activación de coque retardado venezolano en presencia de vapor de agua con carbonato de metales alcalinos y alcalinotérreos (K2CO3, Na2CO3, CaCO3 y MgCO3), determinando los parámetros que afectan la activación mixta usando relaciones bajas de agente activante (metal/coque ≤ 1:1) a diferencia de investigaciones previas reportadas donde se utilizan relaciones 4:1 y así proponer un método alternativo a los usos de agentes cáusticos corrosivos (KOH y NaOH) en la preparación de materiales carbonosos con desarrollo de área superficial. Para ello se evaluó mediante ensayos termogravimétricos el posible efecto catalítico de los carbonatos mencionados anteriormente sobre la reacción gasificación de coque con vapor de agua, obteniéndose que las mezclas de coque con Na2CO3 y K2CO3 disminuyeron la temperatura de gasificación desde 1050 °C (coque con vapor, sin catalizador) a 770 °C y 830 °C respectivamente. Haciendo uso de estos resultados se evaluaron los parámetros de relación metal/coque de 6 y 13 mmol/g (aproximadamente en relación másica 1:2 y 1:1 respectivamente), temperatura de 700 y 800 °C, flujo de vapor de agua de 2,0 y 5,5 g/h y tiempo de 30 y 60 min, que influyen en la activación del coque mediante un diseño factorial 24, de esta manera se evaluó realizando un análisis estadístico el rendimiento de producto y área superficial (adsorción de N2), donde se determinó que estas respuestas fueron significativamente afectadas por la temperatura, flujo de vapor de agua y tiempo, mientras que la relación metal/coque presentó una tendencia en la generación de área a bajas concentraciones para ambos carbonatos. Por último, mediante espectroscopia de FTIR y titulación Boehm se determinó que no se generó funcionalización de la superficie de los productos de activación, debido a que en las condiciones experimentales empleadas se favoreció la reaccion de gasificación y en consecuencia el consumo de la matriz carbonosa sobre la funcionalización. Palabras claves: activación mixta, coque retardado venezolano, gasificación, efecto catalítico, área superficial.