Trabalho de conclusão de graduação
Síntese de Fischer-Tropsch: processos industriais e adsorção de CO em aglomerados metálicos
Autor
Santana, Cristiane Nascimento
Institución
Resumen
Agência Nacional do Petróleo – ANP Financiadora de Estudos e Projetos – FINEP A demanda mundial por energia limpa está crescendo. Diversos governos
na Europa, África, Ásia e os Estados Unidos estão impondo legislações de ar
limpo cada vez mais rigorosos. O aumento de reservas de gás não
aproveitáveis com a utilização de tecnologias tradicionais de transporte
(gasodutos e gás natural liquefeito – GLP) e o desenvolvimento de nichos de
mercado para combustíveis sintéticos, em função da legislação ambiental,
impulsionaram a renovação do interesse das empresas pela tecnologia GTL.
O desenvolvimento da conversão do gás de síntese (CO + H2) pelo
processo de Fischer-Tropsch vem sendo promovido pela disponibilidade do gás
natural, principalmente daqueles provenientes de regiões remotas (“stranded
gas”). Plantas de processos GTL acima de 40.000 barris/dia são viáveis,
mesmo em condições econômicas menos favoráveis, apresentando-se como
um investimento de baixo risco.No processo de Fischer-Tropsch o gás natural é convertido em
hidrocarbonetos e água com a utilização de catalisadores. Este processo é
muito exotérmico com o calor de reação de 170 kJ/mol. O processo ocorre em
três etapas: geração do gás de síntese, síntese de Fischer-Tropsch e
hidrotratamento. Os catalisadores clássicos para a hidrogenação de CO são
feitos de metais como Fe, Co, Ni, Ru ou Rh suportados em vários óxidos.
Entretanto, outros metais como cobre, por exemplo, e outros suportes também
são utilizados. Os catalisadores mais utilizados na industria atualmente são os
de ferro e de cobalto.
O processo de Fischer-Tropsch gera produtos como o diesel, nafta, óleos
lubrificantes, querosene e outros, combustíveis estes que são considerados
ultra limpos, devido à redução de enxofre, compostos aromáticos e metais.
Esses produtos apresentam alta qualidade, com alto número de cetano para o
diesel, um alto número de octano para a gasolina, alto poder calorífico, muito
baixa toxicidade, boa biodegradabilidade e imiscibilidade em água.
A partir das projeções de demanda realizadas, nota-se que num futuro
próximo, a demanda nacional de diesel é crescente e já que este é um dos
produtos da síntese de Fischer-Tropsch, pode se tornar um dos produtivos
investimentos que o Brasil poderá a vir fazer.
Percebe-se que a oferta de combustíveis de Fischer-Tropsch está
crescendo e diversas novas plantas estão sendo construídas com capacidades
cada vez maiores, isto devido à economia de escala que para os processos
GTL é um grande fator de diminuição dos custos do produto final.
Os resultados da adsorção de CO nos aglomerados metálicos mostram o
melhor desempenho observado na Síntese de Fischer-Tropsch para o
catalisador de cobalto em comparação com o de ferro, uma vez que este é
menos estável em relação ao outro. Porém em ambos os metais existe uma
boa mobilidade necessária para a reação com o hidrogênio, não deixando o
CO excessivamente “agarrado” a superfície.
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