Reformado de etanol con captura simultánea de CO2 : síntesis de óxidos doble laminares de MgAl, como adsorbentes

Título

Reformado de etanol con captura simultánea de CO2 : síntesis de óxidos doble laminares de MgAl, como adsorbentes

Colaborador

Dieuzeide, María Laura
Fals Guerra, Jayson

Editor

Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería

Fecha

2023-12-12

Extensión

153 p.

Resumen

En este trabajo se desarrollaron materiales adsorbentes tipo óxidos dobles laminares, los cuales son activos y selectivos a la captura de CO2 en condiciones de reformado de etanol con vapor de agua para producir H2 de alta pureza. Se sintetizaron óxidos dobles laminares de distinta relación molar Mg:Al para estudiar el efecto sobre las características texturales, estructurales y básicas, buscando siempre mejorar la capacidad de captura de CO2. También se compararon cómo se modifican las propiedades del óxido mixto al impregnarlo con K como promotor. Se utilizaron diferentes técnicas para caracterizar los sólidos: sorptometría con N2, difracción de rayos X, desorción de CO2 a temperatura programada y microscopía electrónica de barrido. Mediante estas técnicas se determinaron el área superficial BET, el volumen total de poros, la estructura cristalina, la basicidad y la morfología de los adsorbentes. Al comparar los resultados, se determinó que existe una relación óptima Mg:Al que promueve un mayor carácter básico del adsorbente y que la presencia del K incrementa la proporción de sitios básicos. Por otra parte, los adsorbentes sintetizados fueron empleados en los diferentes ensayos de captura de CO2. Se estudió el desempeño de los diferentes óxidos sintetizados de distinta relación Mg:Al en un ciclo de adsorción-desorción de CO2 y en operaciones multicíclicas para determinar su estabilidad. También se utilizaron los sólidos en los ensayos de captura de CO2 en ausencia y presencia de vapor de agua con el fin de determinar los efectos positivos de la presencia del vapor de agua. Además, se llevaron a cabo ensayos catalíticos en el equipo experimental de flujo para evaluar el desempeño de los adsorbentes sintetizados. Se emplearon los óxidos dobles laminares en el proceso de reformado de etanol con captura simultánea de CO2 con el objeto de estudiar qué proporción másica de catalizador-adsorbente y qué relación molar de Mg:Al favorecen la producción de H2. Finalmente, se evaluó la estabilidad y el desempeño de uno de los óxidos mixtos sintetizados durante 20 ciclos de captura (reacción simultánea) y regeneración. 7 A partir de los ensayos de captura de CO2 empleando los sólidos sintetizados, se encontró que existe una relación óptima de Mg:Al que promueve una mayor capacidad de captura y, además, se determinó que la presencia del vapor de agua favorece la cinética y la capacidad de captura durante el proceso de adsorción, en concordancia a la bibliografía. En los ensayos de reformado con captura simultánea de CO2 que se llevaron a cabo utilizando los mismos sólidos adsorbentes, se alcanzaron altas purezas de H2 (hasta 97%) y bajas purezas de CO2 (2%). A partir del estudio de estabilidad multicíclica empleando uno de los sólidos sintetizados, se determinó que este presenta una buena estabilidad a lo largo de los 20 ciclos, sin una pérdida significativa en cuanto a su capacidad de adsorción.