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%

Procesamiento hidrogeno en combustibles

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.