Catalyst development and kinetic modelling for the steam reforming of dimethyl ether

Abstract

La obtención de H2 mediante reformado con vapor de dimetil éter (DME) se presenta como una alternativa interesante para satisfacer la creciente demanda mundial del mismo (tanto como materia prima en la industria como vector energético).El proceso, para el cual se emplean catalizadores bifuncionales, consiste en dos reacciones en serie: primero tiene lugar la hidrólisis de DME para formar metanol (sobre la función ácida) para a continuación este metanol ser reformado a H2 (sobre la función metálica).Los sólidos ácidos estudiados han sido los siguientes: ¿-Al2O3, boehmita, zeolitas HZSM5 puras y sometidas a tratamiento alcalino para moderar su acidez y un silicoaluminofosfato SAPO18. En cuanto a las funciones metálicas, el estudio se ha centrado en la espinela de cobre-hierro CuFe2O4, cuyo comportamiento se ha comparado al catalizador convencional de Cu-ZnO-Al2O3 (CZA) utilizado en el reformado de metanol y a catalizadores basados en metales nobles como Pt y Rh. Una vez determinadas las funciones ácida y metálica más adecuadas para las etapas individuales, se ha procedido a la optimización del catalizador bifuncional para el proceso global.Los ensayos cinéticos, de hasta 40 h de duración, se han llevado a cabo en un reactor de lecho fluidizado, en el intervalo entre 300-500 ºC, tiempo espacial hasta 1.2 gcatalizadorh(molDME)-1, relación molar vapor/DME entre 3 y 8 y presión parcial de DME entre 0.05 y 0.2 bar. Con el catalizador que ha presentado el mejor compromiso entre actividad, selectividad, estabilidad y regenerabilidad se ha llevado a cabo el modelado cinético del reformado con vapor de DME a tiempo cero (discriminando entre diferentes esquemas cinéticos propuestos), así como de la desactivación por coque, considerando la deposición selectiva de coque sobre los centros metálicos del catalizador