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Title in Portuguese: Síntese e caracterização de catalisadores à base de alumina, impregnada com cálcio e níquel, para reforma do gás natural
Author: Silva, José Francisco Lima
Advisor(s): Valentini, Antoninho
Keywords: Gás natural
Espuma de poliuretano
Aluminas
Catalisadores
Testes Catalíticos
Issue Date: 2015
Citation: SILVA, José Francisco Lima. Síntese e caracterização de catalisadores à base de alumina, impregnada com cálcio e níquel, para reforma do gás natural. 2015. 70 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015.
Abstract in Portuguese: A substituição de combustíveis fósseis por fontes de energia que sejam renováveis e não poluentes tem contribuído para o crescimento tecnológico. Um exemplo disso é o crescente interesse pelo uso do hidrogênio como combustível. O gás natural representa uma importante função no suprimento da demanda de combustíveis nos próximos anos, o mesmo aparece como uma boa alternativa de fonte de hidrogênio. Seu consumo é inferior a capacidade de produção e, desta maneira, novas tecnologias têem sido desenvolvidas com o objetivo de transformar o gás natural em produtos de maior valor agregado. A reforma a seco do gás natural é a principal rota para produzir H2 ou gás de síntese (CO + H2). Este trabalho visa investigar o efeito da adição de óxido de cálcio (CaO) na composição de catalisadores de níquel suportados em γ-Al2O3 no desempenho catalítico frente a reação de reforma a seco do metano. O suporte catalítico foi preparado pelo método da réplica, empregando-se espuma de poliuretano como molde, seguido de impregnação úmida de cálcio (Ca) e níquel (Ni). Os catalisadores foram caracterizados por análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia de absorção atômica (EAA), difração de raios-X (DRX), fluorescência de raios-X (FRX), redução a temperatura programada (TPR), isotermas de adsorção de nitrogênio (método BET), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e dessorção à temperatura programada (TPD-CO2). Os testes catalíticos foram realizados em fase gasosa, sob pressão atmosférica, utilizando um reator de leito fixo, variando a temperatura reacional de 550ºC, 650ºC e 750ºC e uma proporção molar de reagentes de 1:1 (CH4 : CO2). Empregou-se o N2 como gás diluente e também como padrão interno para a análise cromatográfica. A ativação catalítica foi a 850ºC sob fluxo de H2 durante 30 min. Para a análise dos produtos reacionais foi utilizado um cromatógrafo gasoso equipado com coluna empacotada (Peneira molecular 5A e Porapak Q) e detector de condutividade térmica. A adição de cálcio propiciou acréscimo da conversão do metano com inferior deposição de coque.
Abstract: The replacement of fossil fuels with energy sources that are renewable and non-polluting has contributed to the technological growth. An example of this is the growing interest in the use of hydrogen as fuel. Natural gas is an important function in the supply of fuel demand in the coming years; it appears as a good alternative source of hydrogen. Its consumption is less than production capacity and, thus, new technologies have been developed in order to transform natural gas into higher value-added products. The dry reforming of natural gas is the main route to produce H2 or synthesis gas (CO + H2). This study aims to investigate the effect of adding calcium oxide (CaO) in the nickel catalyst composition supported on γ-Al2O3 in the catalyst performance across the methane dry reforming reaction. The catalytic support was prepared by the replica method, using polyurethane foam as a template, followed by wet impregnation of calcium (Ca) and nickel (Ni). The catalysts were characterized by, thermogravimetric analysis (TGA), atomic absorption spectroscopy (AAS), diffraction X-ray (XRD) analysis, fluorescence X-ray (XRF), temperature programmed reduction (TPR) through physical adsorption nitrogen (BET method), scanning electron microscopy (SEM) and temperature programmed desorption (TPD-CO2). The catalytic tests were carried out in the gas phase under atmospheric pressure using a fixed bed reactor by varying the reaction temperature of 550ºC, 650ºC and 750ºC and a molar ratio of reactants of 1:1 (CH4 : CO2). N2 was employed as diluent gas as well as internal standard for gas chromatographic analysis. The catalyst was activated at 850°C under H2 flow for 30 min. For the analysis of the reaction products using a gas chromatograph was equipped with a packed column (Molecular sieve 5A and Porapak Q) and thermal conductivity detector. The addition of calcium led to increased conversion of methane with lower coking.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/40128
metadata.dc.type: Dissertação
Appears in Collections:DQOI - Dissertações defendidas na UFC

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