Influência de métodos de síntese na regeneração de catalisadores de Ni/Al2O3 na reforma a seco de metano

dc.contributor.advisorSantiago, Rodrigo César
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6823966481089536pt_BR
dc.contributor.authorBorges, Raony Assunção da Silva
dc.contributor.referees1Maziviero, Fernando Velcic
dc.contributor.referees2Santiago, Rebecca Araújo Barros do Nascimento
dc.contributor.referees3Silva, Yuri Kauã Rodrigues de Oliveira
dc.date.accessioned2023-12-20T13:35:10Z
dc.date.available2023-12-20T13:35:10Z
dc.date.issued2023-12-14
dc.description.abstractHydrogen production via dry methane reforming (DRM) represents a promising advance in the energy transition, offering a route to reducing greenhouse gas emissions through the use of methane and CO2. Although challenging due to the need for high temperatures and coking risks, process efficiency is significantly improved by alumina-supported nickel catalysts (Ni/Al2O3), due to their high activity and economy compared to other catalysts. Alumina directly influences the activity of nickel due to its intrinsic properties. This study focuses on the influence of different alumina synthesis methods on the properties and efficiency of these catalysts in RSM, in addition to examining regeneration after deactivation by coking. Four synthesis methods were explored: sol-gel (SG), Pechini (PC), hydrothermal (HT) and microwave combustion (CM), followed by impregnation via incipient humidity with nickel at 10% by mass. Using characterization techniques such as DRX, FTIR and TG, three catalysts (CSG, CHT and CCM) were selected for RSM tests at 700ºC, at a space velocity (GHSV) equal to 96 L/g.h, for 4 hours, with a subsequent step of regeneration using synthetic air. The CCM catalyst demonstrated superior activity, efficient regeneration and lower deactivation rate, while the CHT showed significant deactivation, and the CSG intermediate performance. Variations in performance are attributed to the properties of alumina, influenced by synthesis methods, such as nickel distribution, surface area, crystallinity and accessibility of active sites. To improve RSM and extend the useful life of catalysts, it is recommended to continue investigating synthesis variables and explore regeneration strategies that maximize coke removal and recovery of catalytic activity. These guidelines are essential for advances in the area of catalysis and the development of more efficient and economically viable hydrogen production processes.pt_BR
dc.description.resumoA produção de hidrogênio via reforma a seco do metano (RSM) representa um avanço promissor na transição energética, oferecendo uma rota para diminuir emissões de gases de efeito estufa através do uso de metano e CO2. Embora desafiadora devido à necessidade de altas temperaturas e riscos de coqueamento, a eficiência do processo é significativamente aprimorada pelos catalisadores de níquel suportados em alumina (Ni/Al2O3), devido à sua alta atividade e economia frente a outros catalisadores. A alumina influencia diretamente a atividade do níquel devido às suas propriedades intrínsecas. Este estudo foca na influência de diversos métodos de síntese da alumina sobre as propriedades e eficiência destes catalisadores na RSM, além de examinar a regeneração após desativação por coqueamento. Foram explorados quatro métodos de síntese: sol-gel (SG), Pechini (PC), hidrotermal (HT) e combustão por micro-ondas (CM), seguidos de impregnação via umidade incipiente com níquel em 10% em massa. Utilizando técnicas de caracterização como DRX, FTIR e TG, três catalisadores (CSG, CHT e CCM) foram selecionados para testes de RSM a 700ºC, em velocidade espacial (GHSV) igual a 96 L/g.h, por 4 horas, com etapa posterior de regeneração utilizando ar sintético. O catalisador CCM demonstrou superioridade em atividade, regeneração eficiente e menor taxa de desativação, enquanto o CHT mostrou desativação significativa, e o CSG desempenho intermediário. As variações no desempenho são atribuídas às propriedades da alumina, influenciadas pelos métodos de síntese, como distribuição de níquel, área superficial, cristalinidade e acessibilidade dos sítios ativos. Para aprimorar a RSM e estender a vida útil dos catalisadores, é recomendável continuar investigando as variáveis de síntese e explorar estratégias de regeneração que maximizem a remoção do coque e a recuperação da atividade catalítica. Essas diretrizes são essenciais para avanços na área de catálise e no desenvolvimento de processos de produção de hidrogênio mais eficientes e economicamente viáveis.pt_BR
dc.identifier.citationBORGES, Raony Assunção da Silva. Influência de métodos de síntese na regeneração de catalisadores de Ni/Al2O3 na reforma a seco de metano. 2023. 77 f. TTrabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Petróleo) - Departamento de Engenharia de Petróleo, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/56405
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Engenharia de Petróleopt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programEngenharia de Petróleopt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectReforma a seco do metanopt_BR
dc.subjectDry reforming methanept_BR
dc.subjectRegeneração catalíticapt_BR
dc.subjectCatalytic regenerationpt_BR
dc.subjectSíntese por método sol-gel, Pechini, hidrotermal e combustão por micro-ondaspt_BR
dc.subjectSynthesis by sol-gel, Pechini, hydrothermal and microwave combustionpt_BR
dc.subjectAluminapt_BR
dc.subjectHidrogêniopt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA::REATORES QUIMICOSpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::CINETICA QUIMICA E CATALISEpt_BR
dc.titleInfluência de métodos de síntese na regeneração de catalisadores de Ni/Al2O3 na reforma a seco de metanopt_BR
dc.title.alternativeInfluence of synthesis methods on the regeneration of Ni/Al2O3 Catalysts in dry reforming of methanept_BR
dc.typebachelorThesispt_BR

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