ESTUDIO DE UN REACTOR PARA LA SÍNTESIS DE METANOL

Abstract

La necesidad de generar nuevos combustibles y/o mejorar la utilización de los recursos energéticos se hace cada vez más evidente. El calentamiento global, el agotamiento previsto de las fuentes de energía fósiles, son temas de interés y estudio en la actualidad.El uso de catalizadores bimetálicos aparece como una alternativa para producir metanol, usando CO2 y H2 como reactivos. El metanol es un producto que puede ser usado como materia prima y/o combustible. Catalizadores intermetálicos Ni-Ga han demostrado una alta capacidad de inhibición de la reacción inversa water-gas-shift, reacción que disminuye la selectividad a metanol por producir CO. Así este estudio se enfoca en la comparación de varios catalizadores intermetálicos para una posible aplicación posterior en la reacción de síntesis de metanol.Se estudió la síntesis de metanol sobre catalizadores bimetálicos, unos preparados por el método de microemulsiones inversas (MEI) de Ni-Ga, una mezcla macroscópicamente homogénea y termodinámicamente estables que contiene al menos tres componentes, una fase polar, una apolar y un surfactante. La particularidad de las microemulsiones es la inversión de fases, que tiene lugar en una relación de agua/aceite dada. El catalizador 15% Ni5Ga3/SiO2 fue preparado por impregnación húmeda (IWI), este método contiene dos pasos fundamentales. El primero consiste en depositar el precursor que contiene el componente activo, que comúnmente ocurre por medio de una solución acuosa, sobre un soporte. Y el segundo paso corresponde a la transformación de precursor en fase activa propiamente tal.6y otro catalizador CuZnO con 65,1% de cobre, ya que hoy en día se realiza la hidrogenación catalítica de CO2 utilizando cobre soportado en óxidos de zinc a partir de gas de síntesis, que es actualmente el único método industrial utilizado, preparado por el método de coprecipitación (CP), proceso en el cual la fase sólida es formada a partir de una solución homogénea luego de la sobresaturación de ésta con respecto al sólido formado. Los que se prepararon por MEI fueron también probados con diferentes temperaturas de reducción y de reacción.Al comparar los 4 catalizadores el Cu/ZnO presenta mayor velocidad de formación de metanol, con un valor calculado de 1300 µmol/h*gcatalizador (un orden de magnitud por sobre los demás), y el que menor presentó fue el NiGa MEI 600°C reducido por 2 horas, con un valor de 100 µmol/h*gcatalizador. En el caso de la velocidad de formación de CO nuevamente el catalizador de cobre fue el que presentó mayor formación con un valor cercano a 1700 µmol/h*gcatalizador. Para el caso de la selectividad a metanol el catalizador de NiGa (IWI) presentó la mayor selectividad con 45%, mientras que el de Cu y NiGa (MEI) de 2 horas de reducción a 600°C fueron similares, con un 40%.En el caso de comparar ambos catalizadores de NiGa preparados por el método MEI, reducidos a 600°C, pero con diferencias de tiempo de 2 y 12 horas en esa condición, se compararon con cambio en la temperatura de reacción a 200°C y 220°C. Se puede decir que la selectividad a metano no se ve afectada por el cambio en la temperatura de reacción y que en ambos casos la selectividad a monóxido de carbono aumenta mientras que la del metanol disminuye.