Crude bio-glycerol aqueous phase reforming and hydrogenolysis over commercial SiO2Al2O3 nickel catalyst

Seretis, Antonios; Tsiakaras, Panagiotis

doi:10.1016/j.renene.2016.05.085

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“…Furthermore, the product distribution can be tuned by using different conditions and catalysts, obtaining in some way a hydrogen-enriched gaseous mixture (low CO, CO 2 , and other light compound content). However, only a few of the studies mentioned in this work used crude glycerol as the starting feed [34,50,85,86]. In a perspective of industrial applications and integration with biorefineries, greater effort in this direction is essential in order to strongly limit the cost of the raw material and make the overall process economically feasible.…”

Section: Apr Catalysts Supported On Mg and Mg/al Oxidesmentioning

confidence: 99%

Hydrogen from Renewables: A Case Study of Glycerol Reforming

Fasolini

Cespi²,

Tabanelli

et al. 2019

Catalysts

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Biomass is an interesting candidate raw material for the production of renewable hydrogen. The conversion of biomass into hydrogen can be achieved by several processes. In particular, this short review focuses on the recent advances in glycerol reforming to hydrogen, highlighting the development of new and active catalysts, the optimization of reaction conditions, and the use of non-innocent supports as advanced materials for supported catalysts. Different processes for hydrogen production from glycerol, especially aqueous phase reforming (APR) and steam reforming (SR), are described in brief. Thermodynamic analyses, which enable comparison with experimental studies, are also considered. In addition, research advances in terms of life cycle perspective applied to support R&D activities in the synthesis of renewable H2 from biomass are presented. Lastly, also featured is an evaluation of the studies published, as evidence of the increased interest of both academic research and the industrial community in biomass conversion to energy sources.

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Section: Apr Catalysts Supported On Mg and Mg/al Oxidesmentioning

confidence: 99%

Hydrogen from Renewables: A Case Study of Glycerol Reforming

Fasolini

Cespi²,

Tabanelli

et al. 2019

Catalysts

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“…Además, el aporte energético necesario para llevar a cabo la reacción es significativamente inferior a la de los demás procesos, ya que la reacción se lleva a cabo en fase líquida, no siendo necesario vaporizar el agua y la glicerina. Pese a las ventajas que presenta, a priori, el reformado en fase acuosa, existe un inconveniente considerable, como es el trabajo a presiones elevadas (40-50 bar), lo que encarece considerablemente el equipamiento tecnológico [179][180][181][182][183].…”

Section: C3h8o3 + 3h2o  7h2 + 3co2unclassified

Desarrollo de catalizadores heterogéneos para la producción sostenible de hidrógeno a partir del reformado de subproductos y residuos derivados de la biomasa.

Valero¹

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“…La mayor parte de los catalizadores soportados de Ni se han preparado empleando Ni(NO3)2 [3,80,168,[201][202][203][204][205][206][207][208][209] como precursor, siendo el método de impregnación la técnica más empleada para la preparación, aunque también se ha utilizado el método de coprecipitación [3] y deposición-precipitación [206,207]. Algunos autores simplemente han empleado catalizadores comerciales de níquel [7,202,203,210].…”

Section: Tabla 15-2 Hidrogenólisis 12-pg En Reactores Batch En Faseunclassified

“…Los soportes más utilizados se han basado en C [7,201,210], óxidos de SiO2 [80,204,205,210], γ-Al2O3 [3,80,168,204], SiO2-Al2O3 [7,202,203,210], CeO2 [206,207] y WO3 [208] y zeolitas del tipo NaX, NaA, NaZSM-5 y NaMOR [204].…”

Section: Tabla 15-2 Hidrogenólisis 12-pg En Reactores Batch En Faseunclassified

“…Sistemas comerciales de Ni/SiO2-Al2O3 resultaron más interesantes desde el punto de vista catalítico [7,202,203,210]. Empleando soluciones acuosas de glicerol al 80 %p/p, este catalizador presentó valores elevados de conversión y similar selectividad a 1,2-PG a la obtenida con catalizadores de Cu-Cr2O3.…”

Section: Tabla 15-2 Hidrogenólisis 12-pg En Reactores Batch En Faseunclassified

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Procesos catalíticos para biorrefinerías: conversión de glicerol para la producción de biopropilenglicol

Gatti¹

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Esta tesis plantea la preparación y caracterización de catalizadores para la conversión de glicerol a biopropilenglicol. En el capítulo 1 se presentan conceptos básicos de biomasa, su transformación y la posibilidad, a partir de ella, de sustituir algunos de los productos químicos derivados del petróleo que la sociedad utiliza actualmente. En este marco, es interesante plantear la utilización del glicerol como recurso proveniente de la biomasa obtenido a partir de la producción de biodiesel. El 1,2-propilenglicol (1,2-PG) es tradicionalmente obtenido por hidratación del óxido de propileno (OP), compuesto que se obtiene vía petroquímica. El proceso de transformación del glicerol para producir 1,2 PG generaría un reemplazo de procesos de síntesis petroquímicos por procesos que valorizan fuentes renovables. El precio del 1,2-PG en el mercado es mucho mayor que el precio del glicerol, lo cual estimula el desarrollo de un nuevo proceso químico que permita la producción de 1,2-PG a partir del glicerol. Además, debido a que actualmente Argentina no produce 1,2-PG, sino que debe importarlo en su totalidad, este nuevo proceso permitiría un mayor desarrollo productivo nacional. En el capítulo 2 se presenta la revisión bibliográfica, que aborda todo lo relativo a la reacción química de hidrogenólisis, los mecanismos de reacción, los catalizadores empleados y sus propiedades; destacando el efecto de las condiciones operativas empleadas, así como también estudios vinculados a la cinética y estabilidad de los catalizadores. En el capítulo 3 se detallan los materiales empleados (reactivos, solventes, gases, indicadores, ácidos y bases) para llevar a cabo el estudio experimental de la presente tesis. Se describen los equipos de reacción empleados y las técnicas experimentales de preparación y caracterización de los catalizadores (AAS, TPR, BET, DRX, TEM, Titulación potenciométrica, XPS, Raman, EXAFS, etc.), y la metodología empleada para la cuantificación de los resultados experimentales. Además se presentan las ecuaciones empleadas en los cálculos realizados. En la revisión bibliográfica, capítulo 2, queda demostrada la importancia de la estabilidad del soporte en las condiciones de reacción en fase líquida a temperaturas entre 150-260 °C, altas presiones entre 20-80 bar y la presencia de agua líquida. En el capítulo 4 se muestran los resultados de la preparación de soportes del tipo silíceos-carbonosos mediante la técnica sol-gel. Esta técnica permite el diseño de estructuras nano y mesoporosas con características texturales controladas, tales como el tamaño y tipo de poros y la superficie específica. Las propiedades ácido-base del soporte fueron evaluadas empleando varias técnicas que se complementan entre sí: la titulación potenciométrica, la reacción de descomposición de isopropanol y la titulación de Boehm. Con el objetivo de evaluar la estabilidad de los soportes en las condiciones hidrotérmicas de la reacción de hidrogenólisis en fase líquida, los materiales SC, C y SiO2 fueron tratados en agua caliente a diferentes temperaturas. Se caracterizaron las muestras de soportes por análisis termogravimétrico (TPO/TGA), análisis térmico diferencial (ATD), adsorción-desorción de N2 (BET), difracción de rayos X (DRX), espectroscopía de fotoelectrones (XPS) y espectroscopía Raman. En el capítulo 5 se presenta el análisis realizado para verificar la ausencia de resistencias externas e internas a la transferencia de materia y energía. En este capítulo también se presentan los resultados de los ensayos de reacción, con catalizadores de Ru, Ni y Cu, para seleccionar la fase metálica de los estudios posteriores. En el capítulo 6 se presenta un estudio de los catalizadores de Ni preparados a partir de tres precursores de Ni; NiCl2.6H2O, Ni(CH3COO)2.4H2O y Ni(NO3)2.6H2O. En primera instancia se estudian los diferentes pretratamientos, considerando que el precursor empleado, las temperaturas, atmósferas y tiempos de los tratamientos afectan al catalizador final. Posteriormente se estudia el efecto del precursor de níquel, para seleccionar el catalizador que conduce a mayor nivel de conversión y selectividad a 1,2-PG. Luego, para el precursor seleccionado, se procede a evaluar el efecto del soporte, considerando para este análisis los soportes C, SiO2, además del SC. Finalmente, con el catalizador de Ni/SC, se estudia el efecto de las principales variables operativas de la reacción de hidrogenólisis y se analizan los cambios estructurales que sufre el catalizador luego de la reacción. En el capítulo 7 se estudia la funcionalización del soporte SC empleando la técnica de oxidación con HNO3, dado que se logran elevados niveles de acidez con bajas pérdidas de masa de carbón. Se caracterizan las propiedades estructurales y ácidas y se correlacionan con las variables operativas de la funcionalización. Finalmente se compara la actividad de los catalizadores preparados con los soportes SC funcionalizados con el catalizador Ni/SC. En el capítulo 8 se presentan los resultados de la modificación de la fase activa de Ni por adición de un promotor metálico. En la primera parte de este capítulo se detalla la preparación del catalizador bimetálico mediante la técnica derivada de la química organometálica de superficies (QOMS/M), una técnica de preparación controlada que se caracteriza por la obtención de fases bimetálicas homogéneas y bien dispersas, sobre todo cuando se adicionan pequeñas cantidades de un promotor metálico. Posteriormente se presentan los resultados de caracterización por adsorción-desorción de N2 (BET), microscopía de transmisión electrónica (TEM), titulación potenciométrica, difracción de rayos X (DRX) y absorción de rayos X extendida a estructura fina (EXAFS). Finalmente se presentan los resultados de actividad catalítica y se correlacionan con los resultados de caracterización de los catalizadores. Por último, se presentan las conclusiones generales y las perspectivas surgidas a partir de este estudio de tesis.

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Crude bio-glycerol aqueous phase reforming and hydrogenolysis over commercial SiO2Al2O3 nickel catalyst

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Hydrogen from Renewables: A Case Study of Glycerol Reforming

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Desarrollo de catalizadores heterogéneos para la producción sostenible de hidrógeno a partir del reformado de subproductos y residuos derivados de la biomasa.

Procesos catalíticos para biorrefinerías: conversión de glicerol para la producción de biopropilenglicol

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