Estudio de la Producción de Hidrógeno a partir de Metanol sobre Catalizadores Soportados de Cobre

Abstract

En el presente trabajo se estudió la cinética de la producción de hidrógeno mediante reformado con vapor de metanol (SRM) en catalizadores de Cu/ZrO2. Se analizó aplicando un modelo cinético propuesto por Purnama y cols., que considera las reacciones de SRM y water gas shift reverse (rWGS) para un catalizador comercial, CuO/ZnO/Al2O3. En una primera etapa, se aplicó el método diferencial a los datos experimentales, considerando un orden global igual a uno basado en la bibliografía, para calcular el orden parcial del metanol y el orden parcial del agua de forma indirecta. Se estimaron los parámetros cinéticos observables, energía de activación y factor de frecuencia. Previo a utilizar este modelo fue necesario validarlo, lo que arrojó un valor parcial del agua similar al de la bibliografía y una constante cinética en torno a un orden de magnitud por sobre lo esperado. Luego, se aplicó el modelo a los datos experimentales obtenidos en el laboratorio de Catálisis, teniendo la referencia de la validación. Si bien, el orden de reacción parcial registrado discrepó notablemente a lo reportado, la constante cinética se mantuvo en valores similares a la validación, un orden de magnitud más. Se concluyó que para el catalizador estudiado en las condiciones de operación de este laboratorio, el modelo no presentó un ajuste favorable para los datos experimentales. Considerando lo anterior, se propone estudiar la cinética a través de mecanismos de reacción por adsorción de una de las especies, como el mecanismo de Eley Rideal. Esto requerirá un número adecuado de experiencias para la determinación de los parámetros requeridos por la ley de velocidad general, para el control de la reacción química aplicando el método de velocidades iniciales. En este caso se deben utilizar los rangos de temperaturas que garanticen la ausencia de monóxido de carbono en la salida, donde la reacción que estaría dando cuenta del mecanismo sería el SRM por sobre la descomposición de metanol, la WGS o la rWGS.