Estudo da tiorresistência de catalisadores cobre-zinco suportados em hidroxiapatita aplicados na reação de deslocamento gás-água

Abstract

Diante do crescente interesse por tecnologias limpas e fontes de energia renováveis, o gás hidrogênio apresenta-se como um promissor portador de energia. Desse modo, a gaseificação das frações pesadas do petróleo aparece como uma método interessante para obtenção de um gás de síntese de baixo custo, permitindo uma maior produção de H2. O processo de gaseificação leva, também, a formação de monóxido de carbono, de modo que a razão CO/H2 precisa ser ajustada através da reação de deslocamento gás-água. Os catalisadores tradicionalmente empregados nessa reação são muito sensíveis à presença de compostos de enxofre, comumente encontrados no gás de síntese proveniente da gaseificação, deste modo torna-se necessário o estudo e desenvolvimento de novos sistemas catalíticos tiotolerantes a fim de prevenir a desativação. Perante esses fatos foram estudados catalisadores de cobre-zinco com diferentes teores mássicos suportados em hidroxiapatita (HAP), tendo seus resultados comparados ao catalisador Cu-Zn/Al2O3, tipicamente utilizado na reação de deslocamento gás-água. Os catalisadores foram preparados e caracterizados pelas técnicas de Fisissorção de nitrogênio, Difração de Raios-X (DRX), Espectroscopia de fotoelétrons de raio X (XPS), quimissorção de N2O, Espectroscopia de refletância difusa na região do infravermelho com transformada de Fourier (DRIFTS) e Espectroscopia de raios-X por energia dispersiva (EDX), Redução à temperatura programada (TPR) e avaliados em condições próximas as utilizadas industrialmente na ausência de enxofre e com 200ppm de sulfeto de hidrogênio. O catalisador 22CuO44ZnO/HAP apresentou maior valor de atividade inicialmente, porém desativou completamente nas condições contaminadas. O catalisador 44CuO22ZnO/HAP obteve atividade mesmo após adição da carga contaminada. O catalisador Cu-Zn/Al2O3 apresentou atividade e conversão menores que os catalisadores suportados em hidroxiapatita, evidenciando que a substituição do suporte foi favorável para o desempenho dos catalisadores na reação de deslocamento gás-água.