Desenvolvimento de novo processo para oxidação direta de metano a metanol usando catalisadores de Cu- Zeolitas

Resumo

Os estudos realizados para oxidação parcial do metano sobre catalisadores de Cu-zeolitas avançaram significativamente para o desenvolvimento de um novo processo livre de oxigênio molecular para oxidação parcial do metano a metanol. O processo consiste em três etapas cíclicas:1.Oxidação do metano a metanol: O metano é reduzido por espécies ativas de clusters de Cu2+ do tipo -CuOH, -CuOCu- e -Cu3O3-.2.Extração do metanol: O metanol adsorvido é extraído com vapor de água ou CO2.3.Desidroxilação: O metanol é dessorvido e o Cu+ é reoxidado por O2 ou CO2.Foram realizados estudos para melhorar o rendimento e a seletividade do processo. As principais inovações são:*O uso de CO2 em vez de O2 para a etapa de desidroxilação. Isso permite reduzir a quantidade de oxigênio molecular necessário no processo, o que o torna mais eficiente e seguro.*A descoberta de que as espécies ativas do tipo 2(-CuOH) não são reoxidadas por CO2, o que permite a dessorção do metanol em alta temperatura.*A possibilidade de utilização de -Cu3O3- como espécie ativa. Essas espécies são mais estáveis do que -CuOH e podem ser reoxidadas com CO2.Portanto propõe-se a construção de um novo reator para dar continuidade aos estudos. O reator terá modulação dos reagentes na alimentação, o que permitirá estudar a influência das variáveis do processo, como temperatura, agente oxidante, frequência de modulação e estabilidade do catalisador.Os estudos desenvolvidos mostram que o novo processo de oxidação parcial do metano a metanol apresenta um alto potencial de rendimento e seletividade. A construção do novo reator permitirá estudar as variáveis do processo e validar a viabilidade industrial do processo.