Estudio del reformado autotérmico de metano empleando catalizadores estructurados Ni/Al2O3 para la producción de gas de síntesis

Abstract

Venezuela forma parte de uno de los diez países del mundo con mayores reservas de gas natural según reporta la revista anual de British Petroleum, lo que la hace potencialmente atractiva para la explotación de este recurso y producción de energía. Además de ser una de las energías menos contaminante en combustión, en comparación a las otras alternativas de mayor consumo, como el petróleo y el carbón. Por ende se han introducido tecnologías que permiten valorizar aún más el gas natural como es la producción de gas de síntesis mediante procesos como el reformado de metano con vapor de agua. Se ha investigado en muchas ocasiones, el efecto de estas reacciones e incorporación de distintos catalizadores con el fin de optimizar el proceso aumentado la producción de producto deseado, por lo cual se han desarrollado técnicas como el reformado autotérmico de metano, que permiten la formación de gas de síntesis y a su vez se minimizan los requerimientos en reacción, ya que involucra reacciones como combustión y reformado de metano con vapor de agua. El propósito de este Trabajo Especial de Grado es realizar el estudio del reformado autotérmico de metano para producción de gas de síntesis empleando catalizadores a base de Ni/Al2O3 en polvo y comprobar el efecto de la incorporación de estructuras metálicas utilizando el catalizador en polvo con mayor actividad para el reformado, mediante un barrido de temperaturas que permite saber las condiciones de operación óptimas y barrido de relaciones molares para comprobar el efecto de la incorporación de vapor de agua en la reacción. Los catalizadores evaluados se llevaron a reacción a 700ºC, considerándose el Ni/Al2O3 preparado por método de impregnación por humedad incipiente como el que presentaba una mayor actividad en la reacción, con conversiones del 100% y relaciones molares por encima de 4 y por lo tanto se trabajó en estructura. El procedimiento empleado para el recubrimiento fue el “washcoating”, que permitió un recubrimiento homogéneo de la estructura con el catalizador y a su vez una gran afinidad. Finalmente la temperatura óptima de reacción fue de 600ºC y una relación H2O/CH4 = 6 que da como resultados relaciones molares de producción H2/CO mayores de 3. La presencia de las estructuras evidencia la influencia de estructuras metálicas en la reacción pudiéndose obtener resultados razonables a temperaturas menores que las utilizadas en catalizadores en polvo.