Síntese de Fischer-Tropsch sobre catalisadores convencionais e estruturado para obtenção de combustíveis líquidos

Abstract

Como principal reação da tecnologia Gas-to-Liquids (GTL), a síntese de Fischer-Tropsch (SFT) surge como alternativa expoente para enriquecimento da cadeia do gás natural. Utilizando uma unidade de bancada que possibilita a reação e a análise dos produtos formados, foram realizadas reações a pressão constante de 2,0 MPa e relação molar de gás de síntese H2:CO=2:1. Foi investigado o uso de catalisadores sólidos, não promovido (20%Co/γ-Al2O3) e promovido (0,5%Pt-20%Co/γ-Al2O3) e um sistema estruturado (0,5%Pt-20%Co/γ-Al2O3-micromonólito), observando a influência da temperatura (185 a 230ºC) e velocidade espacial (0,3 a 1,2 mol.gcat-1.h-1). Constatou-se que nas reações da SFT ao se utilizar o catalisador Co/γ-Al2O3, nas condições operacionais de temperatura e velocidade espacial investigadas, foram obtidas variações na conversão de CO (3,4 a 56%), e nas seletividades de CH4 (4,4 a 23,5%); de CO2 (1,1 a 3,0%); de C2-C4 (0,8 a 2,7%) e de C5+ (76,5 a 95,6%), e uma probabilidade de crescimento da cadeia (α) de 0,81 a 0,94. Para o catalisador Co-Pt/γ-Al2O3, em diferentes condições operacionais de temperatura e velocidade espacial, foram obtidas variações na conversão de CO (3,7 a 99,8 %), e nas seletividades de CH4 (3,7 a 23,8%); de CO2 de (0,7 a 11,0 %); de C2-C4 de (1,1 a 4,4%) e de C5+ (71,9 a 95,2%), e uma probabilidade de crescimento da cadeia (α) de 0,79 a 0,93. A adição da platina não alterou a estrutura do catalisador, mas favoreceu na redução dos óxidos de cobalto. Observou-se que para todos os catalisadores investigados neste trabalho, o aumento da temperatura acarretou um aumentou na conversão de CO, entretanto favoreceu a formação de metano. A diminuição da velocidade espacial, de modo geral, acarretou em um aumento na conversão de CO. Quando comparados os catalisadores sólidos, nas mesmas condições operacionais, o catalisador promovido por platina apresentou uma maior atividade catalítica. Quando comparado o catalisador estruturado com o catalisador sólido, não houve grande diferença na atividade catalítica, entretanto o catalisador estruturado apresentou uma maior afinidade para formação e C5+. O sistema estruturado apresentou um excelente controle na dispersão do calor formado na reação.