Estudo da tiorresistência de catalisadores cobre-zinco suportados em hidroxiapatita aplicados na reação de deslocamento gás-água

Diante do crescente interesse por tecnologias limpas e fontes de energia renováveis, o gás hidrogênio apresenta-se como um promissor portador de energia. Desse modo, a gaseificação das frações pesadas do petróleo aparece como uma método interessante para obtenção de um gás de síntese de baixo custo, permitindo uma maior produção de H2. O processo de gaseificação leva, também, a formação de monóxido de carbono, de modo que a razão CO/H2 precisa ser ajustada através da reação de deslocamento gás-água. Os catalisadores tradicionalmente empregados nessa reação são muito sensíveis à presença de compostos de enxofre, comumente encontrados no gás de síntese proveniente da gaseificação, deste modo torna-se necessário o estudo e desenvolvimento de novos sistemas catalíticos tiotolerantes a fim de prevenir a desativação. Perante esses fatos foram estudados catalisadores de cobre-zinco com diferentes teores mássicos suportados em hidroxiapatita (HAP), tendo seus resultados comparados ao catalisador Cu-Zn/Al2O3, tipicamente utilizado na reação de deslocamento gás-água. Os catalisadores foram preparados e caracterizados pelas técnicas de Fisissorção de nitrogênio, Difração de Raios-X (DRX), Espectroscopia de fotoelétrons de raio X (XPS), quimissorção de N2O, Espectroscopia de refletância difusa na região do infravermelho com transformada de Fourier (DRIFTS) e Espectroscopia de raios-X por energia dispersiva (EDX), Redução à temperatura programada (TPR) e avaliados em condições próximas as utilizadas industrialmente na ausência de enxofre e com 200ppm de sulfeto de hidrogênio. O catalisador 22CuO44ZnO/HAP apresentou maior valor de atividade inicialmente, porém desativou completamente nas condições contaminadas. O catalisador 44CuO22ZnO/HAP obteve atividade mesmo após adição da carga contaminada. O catalisador Cu-Zn/Al2O3 apresentou atividade e conversão menores que os catalisadores suportados em hidroxiapatita, evidenciando que a substituição do suporte foi favorável para o desempenho dos catalisadores na reação de deslocamento gás-águaCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESIn face of the growing interest in clean technologies and renewable energy sources, hydrogen gas presents itself as a promising energy carrier. In this way, the gasification of heavy oil fractions appears as an interesting method for obtaining a low-cost synthesis gas, allowing for greater production of H2. The gasification process also leads to the formation of carbon monoxide, so that the CO/H2 ratio needs to be adjusted through the gas-water displacement reaction. The catalysts traditionally used in this reaction are very sensitive to the presence of sulfur compounds, commonly found in synthesis gas from gasification, so it is necessary to study and develop new tiotolerant catalytic systems in order to prevent deactivation. In view of these facts, copper-zinc catalysts with different mass contents supported on hydroxyapatite (HAP) were studied, with their results compared to the Cu-Zn/Al2O3 catalyst, typically used in the gas-water displacement reaction. The catalysts were prepared and characterized by the techniques of Nitrogen Physisorption, X-Ray Diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), N2O chemisorption, Diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFTS) and dispersive energy X-ray spectroscopy (EDX), temperature programmed reduction (TPR) and evaluated under conditions similar to those used industrially in the absence of sulfur and with 200 ppm of hydrogen sulfide. The catalyst 22CuO44ZnO / HAP showed a higher activity value initially, but completely deactivated in contaminated conditions. The 44CuO22ZnO / HAP catalyst obtained activity even after adding the contaminated feid. The Cu-Zn/Al2O3 catalyst showed less activity and conversion than the catalysts supported on hydroxyapatite, showing that the replacement of the support was favorable for the performance of the catalysts in the water gas shift reaction112 f