PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE CATALISADORES Mo/Ni/Al₂O₃ PARA REAÇÃO DE REFORMA A VAPOR DE METANO

Silvia Sálua Maluf (PG)¹, José M. Assaf (PQ)², Elisabete M. Assaf (PQ)¹

¹ Departamento de Físico-Química, IQSC, USP, Av. Carlos Botelho,1465, 13560-970 São Carlos, SP. e-mail: eassaf@iqsc.sc.usp.br

² Departamento de Engenharia Química, UFSCar, São Carlos, SP.

Palavras–chave : catalisador Mo/Ni/Al₂O₃, caracterização, promotor

Introdução

A formação de depósitos de carbono em catalisadores de Reforma a Vapor de Hidrocarbonetos é um fenômeno prejudicial ao processo, pois causa desativação do catalisador metálico, levando a diminuição de sua vida útil. Para o controle desse processo, pesquisadores têm estudado a adição de promotores ao sistema níquel-alumina, visando aumentar a resistência à formação de coque^(1,2,3). Apesar do sucesso obtido com relação à vida útil do catalisador, tem-se observado que a atividade específica sofre um considerável decréscimo, quando se trabalha com promotores do grupo dos metais alcalinos e alcalinos terrosos, ou seja, a atividade permanece aproximadamente constante durante o tempo de utilização, mas num nível inferior àquele observado como atividade inicial do catalisador não promovido. Entretanto, estudos sobre a adição de Molibdênio em catalisadores Ni/Al₂O₃ comerciais, obtidos por impregnação do Níquel e do promotor em a-alumina, têm mostrado efeitos positivos com relação a estabilidade e atividade do catalisador^(1,2).

Objetivos

Este trabalho tem como objetivo preparar e caracterizar catalisadores do tipo Ni/Al₂O₃, com razão molar pelo método da precipitação simultânea da fase ativa e do suporte, seguido da adição de diferentes teores de Molibdênio como promotor, para aplicação em processos de reforma a vapor de metano.

Métodos

O precursor do catalisador Ni/Al₂O₃ foi obtido por co-precipitação, seguido de lavagem, secagem, pré-calcinação e impregnação com um sal de molibdênio. Após, foi novamente calcinado e reduzido, obtendo-se, assim, o catalisador. Os sólidos foram caracterizados através de: Espectroscopia de Absorção Atômica, Difração de Raios–X (DRX), Fisissorção de Nitrogênio (Método de B.E.T.) para determinação da área específica, volume e diâmetro dos poros, Redução a Temperatura Programada (TPR) e Quimissorção de H₂ na determinação da área metálica e dispersão metálica.

Resultados e Discussão

Observando-se a Tabela 1, verifica-se que os catalisadores são mesoporosos, com raios de poros na faixa de 50Å, evoluindo para 60Å nas amostras com teores de Mo mais altos.

A área superficial específica sofre um considerável decréscimo com a adição de 0,05% de Mo. A adição de altas concentrações de promotor acentuaram este efeito que pode, em parte, ter sido causado pela obstrução de poros de menor diâmetro, como parece indicar o aumento do valor de raio médio de poros. Esse comportamento, no entanto, não é plenamente confirmado pela variação de volume de poros, que se apresenta oscilante e não com uma diminuição esperada do valor.

Os valores de área metálica e dispersão mostram que a presença de molibdênio tem efeito positivo até uma concentração de 1%, tornando-se prejudicial para concentrações mais altas.

Nos resultados de TPR, (Figura 1), o perfil de redução alto e estreito, com máximo em 756ºC, característico da presença predominante do composto NiAl₂O₄ é substituído por perfis mais alargados, resultantes de uma maior distribuição de compostos com diferentes graus de estabilidade térmica. No TPR do composto com 2%Mo, um pico de menor intensidade em 500ºC é claramente observado, indicando a formação de uma fase de NiO de menor estabilidade térmica e outra de NiAl₂O₄ mais cristalina, que se reduz a temperaturas mais altas (790ºC), devido a uma possível interação de Mo com a alumina. Isto é confirmado pelos resultados de DRX (Figura2), os quais mostram um aumento de intensidade da banda de difração na posição de 2q em 36º e uma melhor definição da banda em 63º, que se separa em duas (63º e 66º) como consequência da melhor definição das duas fases.

Tabela 1: Valores de raio, volume, área superficial, área metálica e dispersão metálica em função do teor de molibdênio no catalisador Mo/Ni/Al₂O₃

Referências Bibliográficas

1- Borowiecki, T.; Golebiowski, A. – Catalysis Letters, v.25, p. 309-313, 1994.

2- Borowiecki, T.; et all – Applied Catalysis A, v.37, p.141-156, 1997.

3- Trimm, D. L. – Catalysis Today, v.49, p. 3-10, 1999. FAPESP