{"id":112755,"date":"2018-03-11T10:39:53","date_gmt":"2018-03-11T10:39:53","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/catalizadores-y-condiciones-de-proceso-para-la-produccion-de-hidrogeno-mediante-reformado-con-vapor-de-dimetil-eter-y-de-etanol\/"},"modified":"2018-03-11T10:39:53","modified_gmt":"2018-03-11T10:39:53","slug":"catalizadores-y-condiciones-de-proceso-para-la-produccion-de-hidrogeno-mediante-reformado-con-vapor-de-dimetil-eter-y-de-etanol","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/procesos-quimicos\/catalizadores-y-condiciones-de-proceso-para-la-produccion-de-hidrogeno-mediante-reformado-con-vapor-de-dimetil-eter-y-de-etanol\/","title":{"rendered":"Catalizadores y condiciones de proceso para la producci\u00f3n de hidr\u00f3geno mediante reformado con vapor de dimetil \u00e9ter y de etanol"},"content":{"rendered":"

Tesis doctoral de Jorge Vicente Pe\u00f1alosa <\/strong><\/h2>\n

Se ha estudiado la producci\u00f3n de h2 mediante el reformado catal\u00edtico con vapor dedos compuestos oxigenados, dme y etanol. Los ensayos cin\u00e9ticos se han llevado a caboen un equipo automatizado de reacci\u00f3n, que dispone de un reactor de lecho fluidizado,en l\u00ednea con un micro-cromat\u00f3grafo de gases (microgc 3000 de agilent) para el an\u00e1lisisen continuo de los productos de reacci\u00f3n. La puesta a punto (sintonizaci\u00f3n de loscontroladores de los par\u00e1metros de operaci\u00f3n, calibrado de los medidores m\u00e1sicos decaudal y calibrado de los diferentes canales anal\u00edticos del micro gc) se ha realizado enesta tesis.Para el reformado de dme se han preparado catalizadores bifuncionales confunciones met\u00e1licas de cu\/zn\/al (de diferentes composiciones) preparadas porco-precipitaci\u00f3n, y funciones \u00e1cidas de \u00c2\u00bf-al2o3, zeolitas hzsm-5 de relaci\u00f3n sio2\/al2o330 y 80, y zeolitas hzsm-5 de relaci\u00f3n sio2\/al2o3= 30 modificadas mediantetratamientos con naoh de diferente severidad. Se han empleado 3 m\u00e9todos alternativos(suspensi\u00f3n, co-precipitaci\u00f3n e impregnaci\u00f3n) para la incorporaci\u00f3n de la fase met\u00e1licaen la fase \u00e1cida, y se han utilizado diferentes relaciones de funci\u00f3n met\u00e1lica\/funci\u00f3n\u00e1cida. Tambi\u00e9n se ha utilizado un catalizador de cu\/zn\/al comercial (g66), habitual parael reformado de meoh.Para el reformado de etanol se han sintetizado, mediante impregnaci\u00f3n a humedadincipiente, catalizadores met\u00e1licos de ni y\/o co, soportados sobre \u00c2\u00bf-al2o3 (sola opromovida con la2o3), sio2, zno, con contenidos de metal entre 5 y 20 % en peso, y sehan adquirido catalizadores comerciales de ni (g90, sg9301 y sg9402) y de rh(rh\/zdc).Se ha llevado a cabo una detallada caracterizaci\u00f3n de los materiales sintetizadosfrescos (tanto de las fases individuales met\u00e1lica y \u00e1cida como de los catalizadoresbifuncionales, en el caso del srdme), y de los catalizadores desactivados y regenerados,as\u00ed como de los catalizadores comerciales (cuya caracterizaci\u00f3n se describe con menordetalle por criterios de confidencialidad). Las t\u00e9cnicas de caracterizaci\u00f3n incluyen:i) adsorci\u00f3n-desorci\u00f3n de n2 para analizar la estructura micro-mesoporosa (superficieespec\u00edfica bet y distribuci\u00f3n de volumen de poros).Ii) microscop\u00eda electr\u00f3nica de barrido (sem) y microscop\u00eda electr\u00f3nica de transmisi\u00f3n(tem) para determinar la morfolog\u00eda.338 cap\u00edtulo 6iii) espectrometr\u00eda de emisi\u00f3n at\u00f3mica por plasma de acoplamiento inductivo (icpaes)y espectrometr\u00eda de fluorescencia de rayos x (xrf), para determinar lacomposici\u00f3n de las fases met\u00e1licas y \u00e1cidas de los catalizadores bifuncionales para elreformado de dme y el contenido met\u00e1lico de ni y\/o co en los catalizadoressoportados para el reformado de etanol.Iv) difracci\u00f3n de rayos x (xrd) para identificar las fases o compuestos cristalinospresentes en los catalizadores sintetizados, la estructura cristalina de las zeolitasmodificadas y el tama\u00f1o medio de cristal de los centros met\u00e1licos (mediante laf\u00f3rmula de debye-scherrer).V) calorimetr\u00eda de adsorci\u00f3n diferencial (tg-dsc) y desorci\u00f3n a temperaturaprogramada (tpd) de nh3, para la medida de la acidez total y distribuci\u00f3n de fuerzade los centros de las fases \u00e1cidas de los catalizadores de reformado de dme, yespectroscopia ftir de piridina adsorbida (ftir-py) para la determinaci\u00f3n de lanaturaleza br\u00ed\u00b6nsted\/lewis de los centros \u00e1cidos.Vi) reducci\u00f3n a temperatura programada (tpr) para determinar el tipo de especiesmet\u00e1licas reducibles presentes en los catalizadores (diferentes estados de oxidaci\u00f3n odiferentes interacciones metal-soporte) y la temperatura a la que ocurre dichareducci\u00f3n.Vii) quimisorci\u00f3n por pulsos de n2o para catalizadores de reformado de dme yquimisorci\u00f3n de h2 para los catalizadores de reformado de etanol, para determinar lasuperficie met\u00e1lica del cu y del ni y\/o co.Viii) oxidaci\u00f3n a temperatura programada (tpo) para determinar el contenido de coquedepositado sobre los catalizadores desactivados y tpo, tph (hidrogenaci\u00f3n atemperatura programada) y sem para analizar la naturaleza y ubicaci\u00f3n del coque,se ha hecho un an\u00e1lisis del efecto de las condiciones de preparaci\u00f3n y sucomposici\u00f3n sobre las propiedades f\u00edsico-qu\u00edmicas de los materiales de inter\u00e9s para sucomportamiento cin\u00e9tico.Previamente a la realizaci\u00f3n de los ensayos cin\u00e9ticos en el reactor de lechofluidizado, se ha realizado un estudio de la fluidodin\u00e1mica de los diferentes catalizadores,utilizando un s\u00f3lido inerte con buenas propiedades fluidodin\u00e1micas para favorecer lafluidizaci\u00f3n del lecho, y se ha determinado la proporci\u00f3n adecuada de inerte\/catalizador yla velocidad m\u00ednima de fluidizaci\u00f3n. Se han realizado experimentos con catalizadores dediferentes tama\u00f1os de part\u00edcula y con diferentes valores de la relaci\u00f3n u\/umf para delimitarlas condiciones de ausencia de limitaci\u00f3n difusional interna y externa.El comportamiento cin\u00e9tico de los catalizadores para las dos reacciones se haanalizado mediante ensayos din\u00e1micos (con secuencias de escalones de corta duraci\u00f3n detemperatura creciente, para analizar el comportamiento cin\u00e9tico a tiempo cero) y ensayosde larga duraci\u00f3n a temperatura constante (para analizar la estabilidad de loscatalizadores, y la influencia de los par\u00e1metros de operaci\u00f3n sobre la desactivaci\u00f3n). Elreformado de dme se ha estudiado en el intervalo 200-325 \u00c2\u00bac con catalizadores confunci\u00f3n \u00e1cida de zeolita y entre 300-400 con catalizadores de funci\u00f3n \u00e1cida de al\u00famina.El reformado de etanol se ha estudiado en un amplio intervalo de temperatura (300-700\u00c2\u00bac) con todos los catalizadores.Para el reformado de dme, se ha analizado el comportamiento de: i) las fasesmet\u00e1licas individuales en el reformado de meoh; ii) las fases \u00e1cidas individuales en lahidr\u00f3lisis de dme y; iii) los catalizadores bifuncionales. Se ha determinado: i) la funci\u00f3nmet\u00e1lica \u00f3ptima (utilizando catalizadores con una misma fase \u00e1cida, de zeolita hzsm-5modificada por tratamiento alcalino); ii) la fase \u00e1cida \u00f3ptima (comparando catalizadorescon una misma fase met\u00e1lica, de cza); iii) el m\u00e9todo m\u00e1s apropiado de preparaci\u00f3n delcatalizador bifuncional y; iv) la relaci\u00f3n \u00f3ptima de fase met\u00e1lica\/fase \u00e1cida.Para la discriminaci\u00f3n de los catalizadores de reformado de etanol se ha estudiadoel efecto de la temperatura sobre el comportamiento cin\u00e9tico a tiempo cero y sobre suestabilidad, mediante ensayos cin\u00e9ticos de larga duraci\u00f3n (20 h).Con los catalizadores discriminados para el reformado de dme y de etanol se harealizado un estudio param\u00e9trico detallado de las dos reacciones, analizando el efecto dela temperatura, tiempo espacial, presi\u00f3n parcial de reactivos, relaci\u00f3n vapor\/oxigenado ytiempo de reacci\u00f3n sobre los \u00edndices de reacci\u00f3n (conversi\u00f3n, rendimiento y selectividadde h2 y desactivaci\u00f3n) y se han seleccionado las condiciones \u00f3ptimas para maximizar laproducci\u00f3n de h2 en el reformado de ambas alimentaciones, con los catalizadores quetienen el mejor compromiso de actividad-selectividad-desactivaci\u00f3n.La importancia de la desactivaci\u00f3n de los catalizadores, ha merecido un estudiodetallado (en particular para el reformado de etanol) del coque que desactiva elcatalizador, estudiando mediante tpo y sem la naturaleza, evoluci\u00f3n y ubicaci\u00f3n delcoque en las dos funciones del catalizador, as\u00ed como la relaci\u00f3n entre esta deposici\u00f3n conlas condiciones de reacci\u00f3n y propiedades de los catalizadores. Se ha prestado unaespecial atenci\u00f3n a las condiciones que favorecen la gasificaci\u00f3n de los precursores delcoque durante la reacci\u00f3n, minimizando la desactivaci\u00f3n.A partir del efecto de las condiciones de operaci\u00f3n sobre la distribuci\u00f3n deproductos en el reformado de etanol sobre un catalizador de ni soportado en sio2(considerado el m\u00e1s adecuado de los estudiados) se ha propuesto un esquema cin\u00e9tico queexplica el complejo mecanismo de esta reacci\u00f3n.Con los catalizadores de mejor comportamiento cin\u00e9tico se han realizado ensayosde ciclos sucesivos de reacci\u00f3n-regeneraci\u00f3n, con diferentes temperaturas deregeneraci\u00f3n, para determinar la regenerabilidad de los catalizadores, y las condicionesnecesarias para su completa recuperaci\u00f3n.<\/p>\n

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Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00abCatalizadores y condiciones de proceso para la producci\u00f3n de hidr\u00f3geno mediante reformado con vapor de dimetil \u00e9ter y de etanol<\/strong>\u00ab<\/h3>\n
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  • T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Catalizadores y condiciones de proceso para la producci\u00f3n de hidr\u00f3geno mediante reformado con vapor de dimetil \u00e9ter y de etanol <\/li>\n
  • Autor:<\/strong>\u00a0 Jorge Vicente Pe\u00f1alosa <\/li>\n
  • Universidad:<\/strong>\u00a0 Pa\u00eds vasco\/euskal herriko unibertsitatea<\/li>\n
  • Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 31\/05\/2012<\/li>\n<\/ul>\n

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    Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n
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    • Director de la tesis<\/strong>\n
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      • Javier Ere\u00f1a Lizaga<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
      • Tribunal<\/strong>\n
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        • Presidente del tribunal: aurora Santos lopez <\/li>\n
        • Jos\u00e9 Antonio Casas de pedro (vocal)<\/li>\n
        • eugenio daniel Gorri cirella (vocal)<\/li>\n
        • Javier Bilbao elorriaga (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n

           <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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