El desarrollo que en los últimos 10 años ha tenido la industria del biodiesel en Colombia y el mundo ha catapultado la sobreproducción de glicerina

El desarrollo que en los últimos 10 años ha tenido la industria del biodiesel en Colombia y el
mundo ha catapultado la sobreproducción de glicerina. Lo anterior genera no solo la caída del
precio de este comodity, si no también hace no factible económicamente los procesos
tradicionales de purificación que requiere la esta glicerina para ser utilizada en sus mercados
actuales, un ejemplo de lo anterior es la destilación por su alto consumo de energía. También la
sobreproducción de glicerina representa un serio problema ambiental por su almacenamiento
y disposición final. Lo anterior hace necesario encontrar rutas alternativas de valorización de
este subproducto.
El reformado catalítico de glicerina en fase acuosa (RFAG) para la producción de gas de síntesis
(con alto contenido de H2) es una alternativa efectiva para aprovechar la alta cantidad de esta
materia prima y transformarlo en un combustible limpio como lo es el H2 fortaleciendo de paso
la economía de la producción del biodiesel. Las reacciones del RFAG se llevan a cabo a 180-270
°C y 15-50 bar, las principales son:
𝐶𝑎𝑡𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜𝑟
𝐶3 𝐻8 𝑂3 + 𝐻2 𝑂 →
𝐶𝑎𝑡𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜𝑟
𝐶𝑂 + 𝐻2 𝑂 →
𝐶𝑎𝑡𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜𝑟
𝐶𝑂 + 3𝐻2 →
4𝐻2 + 3𝐶𝑂 (1)
𝐻2 + 𝐶𝑂2
(2)
𝐶𝐻4 + 𝐻2 𝑂
(3)
Desde el año 2005 cuando el grupo de Dumesic introdujeran este proceso, los catalizadores con
mejor desempeño han sido los catalizadores de platino soportados en alúmina o C activado, sin
embargo estos catalizadores presentan una rápida desactivación por las fuertes condiciones
oxido re ductrices del RFAG.
Se propone la síntesis, caracterización y prueba de catalizadores con fase activa de platino
introducida en la estructura tipo fluorita que pueden formar algunas aleaciones de Ce-Zr-Co. En
esta forma el platino podría ser más resistente a la sinterización debido a que estaría distribuido
de forma homogenea en todo el catalizador. También es posible que se presente un efecto
sinérgico entre Pt y la estructura Ce-Zr-Co ya que esta último presenta gran movilidad de oxigeno
lo que favorecería la reacción (2), restringiendo la (3) mejorando el desempeño global del RFGA.
Un análisis termodinámico (con el simulador ASPEN PLUS) se llevó a cabo con el fin de conocer
el comportamiento de los reactivos y productos en las reacciones del APR bajo determinadas
condiciones de temperatura, presión y concentración de glicerol en el alimento, este análisis
ayudara a elegir las condiciones óptimas de reacción para la prueba catalítica. En la Figura 1.a se
observa el comportamiento de la energía libre de Gibbs vs Temperatura para las reacciones 1,2
y 3, a 50 bar y 10% de glicerol en el alimento.
En la figura 1.b se comparan los análisis de composición del catalizador sintetizado por
mediciones de Energy Dispersive X-rays (EDXS), X-Ray Fluorescence (XRF) y los cálculos teóricos
con los precursores metálicos usados. Se observa un gran ajuste entre los valores obtenidos con
las técnicas usadas y los cálculos aplicados, lo que significa una gran reproducibilidad del método
de síntesis empleado [5]
La inclusión de metales Co y Pt no modífica la estructura tipo fluorita Ce-Zr (figura 1.c) picos 2θ
= 29.1°, 33.7°, 48.5°, 57.5°, 60.4°, 71.5° and 78.5°. Tambien se pueden observar pequeños picos
de difracción en the peaks at 36.8° and 65.2° corresponding to the Co3O4 spinel phase, lo que
podría favorecer ciclos de óxido reducción en la superficie catalítica mejorando el desempeño
en el APR.
Finalmente se incluye en la figura 1.d micrografía tomada por Scanning Electron Microscope,
donde se puede observar la textura del material Ce-Zr-Co-Pt donde es evidente las formaciones
multipartículas con presumible mesoporosidad, corroborada por sortometría de nitrógeno (no
mostrada en este resumen).
En conclusión Ce-Zr-Co-Pt podrían mostrar características deseables de actividad y estabilidad
en las condiciones del APR, lo que mejoraría el conocimiento de los catalizadores utilizados en
esta reacción.
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