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Hidrotalcitas Ni-Mg-Al como precursores de catalisadores para produção de gás de síntese a partir de biogás

Processo: 08/07868-8
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de março de 2009
Vigência (Término): 31 de julho de 2010
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
Pesquisador responsável:Jose Mansur Assaf
Beneficiário:Wagner Pedrotti
Instituição-sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Biogás   Hidrotalcita

Resumo

Encontrar um destino ambientalmente correto e economicamente viável para a vinhaça gerada no processo de destilação do fermentado de cana-de-açúcar durante a produção de álcool etílico é uma questão colocada na ordem do dia, devido à previsão de grande aumento no volume de etanol a ser produzido nos próximos anos. Uma alternativa a ser considerada, para pelo menos parte desta vinhaça, é a fermentação anaeróbia, gerando biogás, basicamente constituído de metano e dióxido de carbono. Estes compostos podem ser combinados para produção de gás de síntese (CH4 + CO), matéria-prima para os processos denominados GTL (gas-to-liquid), rota alternativa para produção de combustíveis líquidos. Estes apresentam composição adequada para as sínteses de metanol e de hidrocarbonetos líquidos através das reações de Fischer-Tropsch.A desativação do catalisador, devido à deposição de carbono, pode ser considerada como o principal obstáculo ao desenvolvimento do processo. Uma das possíveis soluções para este problema é combinar a reforma seca com a oxidação parcial. Este acoplamento pode contribuir não só com a minimização da formação de pontos quentes no leito catalítico, que ocorre na oxidação parcial catalítica, como também com a redução da formação de carbono. Catalisadores de níquel, apesar de bastante ativos para formação de gás de síntese, são muito susceptíveis à desativação por formação de depósitos de carbono através da decomposição do metano ou dióxido de carbono. A atividade para esta reação é dependente do tamanho das partículas metálicas e da distribuição dos sítios ativos sobre o suporte. Deste modo, deve-se buscar métodos de preparação que resultem em boa dispersão da fase ativa associada a pequeno tamanho de partícula. Assim, o uso de precursores, tais como os óxidos tipo hidrotalcita, pode ser a resposta para este problema, uma vez que estas, quando decompostas para dar origem ao catalisador ativo, resultam na formação de catalisadores com partículas metálicas estáveis e bem dispersas. Neste projeto, pretende-se desenvolver catalisadores de níquel suportados em matriz Al-Mg obtidos de transformação térmica de hidrotalcitas Al-Mg contendo Ni. Pretende-se comparar o efeito da razão Al/Mg e da forma de introdução de níquel: na etapa de precipitação da hidrotalcita ou posteriormente, através de impregnação, para efeito de comparação. Neste segundo caso, deve-se encontrar as condições experimentais adequadas para a impregnação (temperatura de secagem/pré-calcinação, meio não-aquoso, etc.) de modo a preservar as características estruturais da hidrotalcita.Serão estudados também os efeitos de adição de oxigênio ou água aos reagentes, visando um melhor controle da estabilidade do catalisador e controlar a razão H2/CO produzida. (AU)