Estudio del Reformado del Etanol

ESTUDIO DE LA RED
DE REACCIONES
DEL REFORMADO
DEL ETANOL

DAVID GILFILLAN REDONDO
LABORATORIO DE INGENIERIA QUIMICA II – GRUPO 2
UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID
6/2/2012

ÍNDICE

Página

1. Estudio bibliográfico……………………………….…………………1
1.1 Introducción………………………………………………………………1
1.1 Catalizadores ……………………………………………………...……...2
1.2 Condiciones experimentales ……………………………………………...31.3 Componentes que intervienen …………………………………...............3
1.4 Modelos cinéticos …………………………………….………...………...5
1.5 Modelos termodinámicos …………………………………………………7

2. Estudio estequiométrico……………………………………………..8
2.1 Matriz B …………………………………….……………………............8
2.2 Matriz ν ampliada………………………………………………………..10

3. Estudio termodinámico……………………………….……………12
3.1 Propiedades termodinámicas de loscompuestos ………………..…......14
3.2 Propiedades termodinámicas de las reacciones …………......................20

4. Estudio cinético ……………………………………….………………27
4.1 Características experimentales ………………………….………………….28
4.3 Influencia de distintos factores sobre la velocidad de reacción …………...30
4.3 Modelos cinéticos…………………………………………………………..38
Sahoo y Col (2007)………………………………………………………...38
Mas y Col(2008)…………………………………………………………...45
Comparación de los modelos……………………………………………….57

6 Bibliografía………………………………………….…………………...58

I

1) ESTUDIO BIBLIOGRÁFICO
1.1) INTRODUCCIÓN
En los últimos años, el hidrógeno, en combinación con las células de combustible, ha sido
propuesto como una fuente de energía que podría cumplir dos objetivos: la reducción de la
contaminación atmosférica y lasemisiones de gases de efecto invernadero, y la reducción
de la dependencia mundial de los combustibles fósiles.
Hasta que se hayan resuelto todos los problemas técnicos relacionados con el
almacenamiento y transporte de hidrógeno, su generación se puede realizar in situ por
reformado de diversas materias primas gaseosas o líquidas. Una alternativa viable para
este propósito son los materialesderivados de la biomasa o los biocombustibles, ya que
presentan una alta densidad de energía y facilidad de manejo, de manera que pueden ser
aprovechados para la producción de hidrógeno destinado a la automoción y distribución de
la energía generada.
Una ventaja importante de los biocombustibles para la producción de hidrógeno tiene que
ver con el hecho de que su uso presenta nulas o casi nulasemisiones de CO2. Entre los
diferentes biocombustibles líquidos, el etanol es una buena opción en la medida en que se
produce a partir de muchas fuentes renovables de biomasa, tiene un contenido
relativamente alto de hidrógeno, no es tóxico y es fácil de almacenar y transportar.
La producción de hidrógeno a partir de etanol a través de reformado con vapor ha sido
objeto de varios estudiosrecientes. El proceso ha demostrado ser totalmente viable desde
el punto de vista termodinámico, y se han propuesto varios catalizadores que muestran la
actividad y estabilidad suficientes para ser tenidos en cuenta en el proceso.
La reacción principal del reformado del etanol con vapor de agua es la siguiente:

C2H5OH + 3H2O 2CO2 + 6H2 [1.1.1]
Sin embargo, el reformado se trata de un sistema muycomplejo, sobre todo desde el punto
de vista cinético, donde se obtiene una gran cantidad de productos y coexisten reacciones
no deseadas, que pueden afectar a la selectividad de hidrógeno. En esta reacción, la
descomposición de etanol es extremadamente rápida, y por esta razón, puede estar

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influenciada por la transferencia de calor, así como de los poros y la difusión de materiaen
los poros y en la capa límite.

1.2) CATALIZADORES
Los catalizadores descritos en todos los artículos sobre el reformado del etanol con vapor
de agua resultaron ser metales nobles, y se observó que la actividad de esos catalizadores
era función de la cantidad contenida del metal y el tipo de soporte utilizado.
Lo ideal sería buscar un metal que por un lado le confiera una alta actividad...