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https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/5777| Title: | PRODUCCIÓN DE H2 A PARTIR DE LA REFORMACIÓN DEL CH4 CON H2S MEDIANTE CATALIZADORES HETEROGÉNEOS |
| Authors: | MARTINEZ SALAZAR, ANA LIDIA |
| Issue Date: | 2014-09-01 |
| Publisher: | Tecnológico Nacional de México |
| metadata.dc.publisher.tecnm: | Instituto Tecnológico de Ciudad Madero |
| Description: | Se han desarrollado diversas investigaciones para remover el azufre del gas amargo o de corrientes de gas producto de los procesos de hidrodesulfuración de refinerías, las cuales han intensificado su importancia debido a la estricta legislación ambiental y el incremento sustancial en los costos de operación que esto implica. El alto contenido de sulfuro de hidrógeno en estas corrientes sugiere ser la ruta para un nuevo proceso de reformación del metano. Esta alternativa permite recuperar hidrógeno y disulfuro de carbono, dos elementos químicos valiosos. Esta investigación comprendió la síntesis del soporte mesoporoso SBA-15 modificando su estructura micelar con dióxido de circonio logrando así aprovechar la resistencia mecánica, estabilidad química y propiedades redox que posee la circonia y aumentar su baja área específica y porosidad. Adicionalmente a esto, se sintetizó la circonia modificando su estructura micelar con óxido de lantano incrementando su área específica y formando un sólido mesoporoso con mayor estabilidad térmica. Los soportes fueron impregnados con molibdeno como fase activa y cromo como promotor. Los catalizadores se evaluaron catalíticamente en planta piloto bajo la reacción de reformación del metano con sulfuro de hidrógeno en un intervalo de temperaturas de 600 a 850 °C, con una relación molar de los reactantes CH4:H2S de 1:12. Los catalizadores sintetizados fueron caracterizados antes y después de reacción por medio de las técnicas: difracción de rayos X, adsorción física de nitrógeno por la técnica BET (Brunauer, Emmett y Teller), microscopía electrónica de transmisión de electrones con barrido, termogravimetría y espectroscopía de infrarrojo con reflectancia difusa, permitiendo comprobar la estabilidad térmica y mecánica de los soportes y sus propiedades texturales. La circonia modificada con óxido de lantano impregnada con molibdeno mostró mejor desempeño catalítico, logrando alta selectividad hacia hidrógeno, por lo cual se desarrollaron con este catalizador pruebas experimentales adicionales variando flujos molares de entrada. Con base en los resultados de la etapa experimental anterior, se estableció un nuevo intervalo de temperatura (750 - 1050 °C) y se incrementó la masa del catalizador a 3 g. Estos nuevos resultados experimentales permitieron el estudio de la cinética del sistema reactivo. Se obtuvo información termodinámica y composiciones químicas al equilibrio tomando como sistema de estudio la reacción CH4-H2S y la descomposición del H2S. El análisis termodinámico ayudó a establecer el nuevo intervalo de temperaturas. De acuerdo con estas temperaturas del sistema reactivo es posible excluir la pirolisis del metano y considerar insignificante la formación de carbono. Como siguiente fase del proyecto, se estimaron los parámetros cinéticos de la reacción de reformación con base en el modelo cinético con mayor ajuste a los datos experimentales obtenidos de los propuestos teóricamente, siguiendo la metodología de Langmuir- Hinshelwood. Por último, se hizo la simulación de un proceso en el cual la separación de productos de la reacción y el H2S que no reaccionó, se hace con base en una absorción por medio de dietanolamina en lugar de una destilación criogénica o el uso de membranas, como se ha sugerido en trabajos de investigación previos. Asimismo, se calcularon las dimensiones de un reactor tubular usando los parámetros cinéticos obtenidos a partir de los datos experimentales. |
| metadata.dc.type: | info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Appears in Collections: | Doctorado en Ciencias en Ingeniería Química |
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| Producción de H2 a partir de la reformación del CH4 con H2S mediante catalizadores heterogéneos - Tesis Doctoral - ALMS.pdf | TESIS | 2.36 MB | Adobe PDF | View/Open |
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