TECNOLOGIAS PARA PRODUCCION DE
HIDROGENOJ.D Holloday, J. Hu, D.L. King, Y. Wang
Presentado por : Misael Córdoba
CONTENIDO
1. Producción de Hidrogeno.
2. Procesamiento hidrogeno en combustibles.
• Desulfuración
• Reformado con vapor
• Oxidación parcial (POX)
• Reforma autotermica (ATR)
• Pirolisis
• Reformado de fase acuosa
• Reformado de amoniaco
Demanda energética mundial, ~10.000 millones de toneladas de
petróleo.
El Hidrogeno puede producirse a partir de todas la materias
primas.
Producción de Hidrogeno
- Procesamiento de combustible
- Recursos alternativos
Síntesis de amoníaco
Refinerías
Industria alimenticia
Obtención de peróxido de hidrógeno
Industrias: farmacéutica
de la química fina
electrónica
Los catalizadores mas utilizados para estos procesos
son:
Ni , Rh, Pt, Pb, Co
El mayor desafío es el envenenamiento y la
desulfuración.
C
CO
H2C
C
H2
H2 H2
H2
C
C
CH2
H2
H2
S
C S CH2
H2
H2
CCH H H H H H
Ni
SH2
C
H2
H2
H2
H2
COC
H2 H2
C
H2
C
H2
H2
H2
C
H2
CC
CO
C
H2
SS
S
S
SS
Síntesis de Fischer Tropsch:
Producción de parafinas
producción de olefinas
Síntesis de metanol/DME:
Catalizadores ZnO/CuO/Al
Utilidades del singas
Industria del vidrio
Industria Siderúrgica
Industrias Químicas y Petroquímica
Metanol, isocianatos, ácido acético, acetatos
Desulfuración Tiene el mayor desafío en la reforma
Las corrientes de petróleo tienen principalmente:
tiol, tiofeno, benzotiofeno, dibenzotiofeno y napftodibenzotiofeno.
SO2 y SO3
Tipos
Tratamiento químico
1. HDS Hidrodesulfuracion:
H 2 + RSH → RH + H 2 S
Requiere de presión y temperaturas altas
Se utilizan gran variedad de catalizadores
H 2 S + ZnO → ZnS + H 2 O
H 2 S + MeOX → MeSX + XH 2 O
H 2 S + MgCO3 → MgS + H 2 O + CO2
2. Tratamiento físico
• Adsorción o zeolitas modificadaso Carbón activado o P y ºT normales
o Adsorción en la superficie del metalNi → NiS
o P y ºT Altas
Tratamiento limitado
Debido a la gran demanda de utilizan nuevos catalizadores de NiMo/Al2O3 CoMo/Al2O3 NiW/Al2O3
Desulfuración
Reformado con Vapor
En el proceso se produce una relación 3:1 (H2 /CO)
Temperaturas >180ºC > 500ºC
Catalizadores -Ni -Rh -Pt
-Co –promotores , Mg, K, Alcalinos.
Reactores de microcanal
Oxidación parcial (POX)
Presencia de O2 Temperaturas: 1300-1500 ºC
(CPOX) - Catalizadores de Ni y Rh
% 60-75 de hidrogeno para el metano.
Reforma Autotermica (ATR)
• combinación de (POX) Y Reformado con vapor
• menor costo , metales nobles como catalizadores
•Inicia Y Termina rápidamente
•Metano 60/75%
Pirolisis
Descomposición por acción de calor.
-No se produce CO, CO2
•Alta temperatura CH4 → H2 + C2H4 + C2H2 ~1300K
•Media temperatura .
-PRODUCCION DE HIDROCARBUROS
-CRACKING CATALITICO: Pt-Sn en un soporte de alúmina
- elaboración de gasolina reformada de más de 100 octanos
Reformado de amoniaco
Temperatura (850-950ºC) generalmente Ni
Aplicación:
tratamientos térmicos
Hidrogenación de aceites
CATALIZADORES
Debe promover la producción de hidrogeno.
Debe promover la desintegración de moléculas grandes para dar
lugar a la aparición de moléculas de bajo peso molecular.
Debe promover la desulfuración.
Resistir a los venenos cuando se opera en condiciones severas de
presión y temperatura.
Generalmente son Ni, Co, Mo, Rh y bimetálicos Con soportes y
un sistemas activos que esta constituido por un promotor.
Oxidación preferencial y Water-Gas-Shift
(WGS)
CATALIZADORES : Cu - Rh, Ru ,Pt, Fe-Pd. Soporte Al2SO3
Reformado con vapor (SR)
Oxidación Parcial (POX)
Reformado autotérmico (ATR)
T > 300°C
WGSR
200-300°C
Oxidación Preferencial
de CO (COPROX)
80°C < T < 250°C
O2
Alcohol, hidrocarburo
H2O (O2)
PEM
60-100°C
MEMBRANA INTERCAMBIADORA DE PROTONES
(PMEFC
• El bioingeniero Mercouri G. Kanatzidis de la Universidad de Northwestern, junto con el
investigador asociado postdoctoral Gerasimos S. Armatas
•La utilización de mejores materiales hace posible la selectividad en la separación de hidrógeno
a partir de dióxido de carbono y metano, por polarización.
• materiales de una nueva familia de germanio(germanio, telurio y plomo) -ricos en
chalcogenoides
•T 0º C- T Ambiente
Conclusiones
El desarrollo de estas y otras tecnologías
puede disminuir la dependencia del
mundo de los combustibles
fósiles, donde el hidrogeno puede llegar
a ser el combustible mas disponible.
Actualmente necesitamos muchos mas
desarrollo de sistemas de purificación
del combustible (desulfuración) que son
materia de investigación.