Reformado catalítico en fase acuosa de glicerina, sobre catalizadores: Platino, Rodio y Platino-Rodio, soportados en óxidos mixtos Cerio-Circonio-Cobalto

Abstract

El crecimiento sostenido que en los últimos quince años ha tenido la industria del biodiésel, por la ruta de la transesterificación de aceites, ha traído consigo la sobreoferta de glicerina cruda. En el presente trabajo se emplearon catalizadores en estructura definida Ce-Zr-CoM (M= Pt, Rh y/o Pt-Rh) para transformar dicha glicerina en H2 y productos líquidos de alto valor agregado usando el proceso de reformado en fase acuosa de glicerina a altas presiones. Se sintetizaron dichos catalizadores por el método Pseudosol-gel y se caracterizaron antes y después de la reacción catalítica por los métodos de XRD, XRF, Raman, TPR, SEM-EDXS, TEM, TGA-DTA, Absorción Atómica y Sortometría de N2. Los ensayos catalíticos se llevaron a cabo en reactores de alta presión y las condiciones empleadas estuvieron en el rango de, temperatura: 200-250 °C, presión: 16-50 bar y concentraciones de glicerol de 1-10% en peso. El desempeño catalítico de los materiales se pudo correlacionar directamente con los resultados de caracterización, mostrando que los materiales con fase activa de Pt promueven la producción selectiva de H2 en la fase gas y de compuestos C1 en la fase liquida. Por otro lado, los catalizadores con fase activa Co y Rh promueven la producción de CH4 y compuestos C3 en la fase gas y liquida respectivamente. El catalizador Ce-Zr-Co-Pt mostro el mejor desempeño catalítico bajo las condiciones de reacción empleadas (conversión = 75,5%, selectividad a H2= 98,1% y productividad= 69,5%). Finalmente se pudo reducir los procesos de desactivación de los materiales (lixiviación de la fase activa y deposición de coque) mediante la optimización de las condiciones de reacción empleadas.

Abstract. The sustained growth of the biodiesel industry in the last fifteen years, along the route of transesterification of oils, has brought with it an oversupply of crude glycerin. In the present work, catalysts with a defined Ce-Zr-Co-M structure (M = Pt, Rh and / or Pt-Rh) were used to transform said glycerin into hydrogen and high added value liquid products using the aqueous phase reforming of glycerin process at high pressures. These catalysts were synthesized by the Pseudosol-gel method and characterized before and after the catalytic reaction by the XRD, XRF, Raman, TPR, SEM-EDXS, TEM, TGA-DTA, Atomic Absorption and Nitrogen Sortometry methods. The catalytic tests were carried out in high pressure reactors and the conditions used were in the range of, temperature: 200-250 ° C, pressure: 16-50 bar and glycerol concentrations of 1-10% by weight. The catalytic performance of the materials could be correlated directly with the characterization results, showing that the materials with active Pt phase promote the selective production of hydrogen in the gas phase and C1 compounds in the liquid phase. On the other hand, catalysts with active phase Co and Rh promote the production of methane and C3 compounds in the gas and liquid phase respectively. The catalyst Ce-Zr-Co-Pt showed the best catalytic performance under the reaction conditions used (conversion = 75.5%, selectivity to H2 = 98.1% and productivity = 69.5%). Finally, it was possible to reduce the processes of deactivation of the materials (leaching of the active phase and deposition of coke) by optimizing the reaction conditions used.