Reforma catalítica do glicerol para produção de hidrogênio: modelagem cinética do processo

Abstract

A busca por combustíveis alternativos é crescente atualmente e, dentre eles, o biodiesel é um dos destaques nas pesquisas, significando grande oferta e baixa demanda de glicerina, um de seus coprodutos. Devido aos inúmeros incentivos governamentais que impulsionam a produção de biodiesel no Brasil, tal combustível está sendo produzido largamente, e um fator preocupante frente a este exacerbado crescimento, é o destino do glicerol excedente. Para cada tonelada de biodiesel obtido são gerados 100 kg de glicerol, dentro deste contexto, a reforma a vapor é um dos meios para utilização desse excedente de glicerol com a finalidade de produzir hidrogênio. Neste trabalho para realizar a reforma a vapor do glicerol para a produção de hidrogênio foi utilizado um reator de leito fixo, alimentado com glicerol e água disperso pelo Argônio tendo como catalisador de níquel a 5% em massa suportado em γ- alumina. Este catalisador foi preparado por impregnação úmida e foi caracterizado utilizando-se os métodos: Determinação da área específica, volume e diâmetro do poro pelo método B.E.T, Difratometria de Raio-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS). Uma massa de catalisador de 5g foi posta em contato com o vapor de glicerol a 0,2 ml/min diluído em Argônio a 20 L/h. Operações nas temperaturas de 673, 773 e 873K sob pressão atmosférica forneceram resultados de concentrações do Glicerol os quais foram modelados segundo a formulação de Langmuir-Hinshelwood- Hougen-Watson (LHHW), as modelagens indicaram ajustes satisfatórios entre os dados e o modelo em todas as temperaturas investigadas. Relativo às etapas catalíticas da síntese direta do glicerol, foram obtidas porcentagens em seletividade, rendimento e conversão da reação de reforma a vapor do Glicerol, foi observado as maiores porcentagens a temperatura de 873K. A partir da quantificação dos parâmetros cinéticos e de equilíbrio foi possível realizar uma simulação para descrever o comportamento das reações em um reator de leito fixo com comprimento de leito igual 50,0 cm.