Produção de álcoois de cadeia curta por hidrogenação de CO utilizando catalisadores Cu/Nb2O5/Al2O3

Abstract

A producao de alcoois pela hidrogenacao do CO na presenca de um catalisador, normalmente Cu/ZnO/Al2O3, em pressoes de 50-100 bar e temperaturas na faixa de 220 a 300 °C, e uma importante rota de producao do metanol. Neste cenario, um novo catalisador foi sintetizado substituindo o ZnO por Nb2O5, que por sua vez, trata-se de uma materia prima nacional com propriedades semicondutoras semelhantes ao oxido de zinco, sendo pouco investigada ate o momento. Deste modo, esta pesquisa tem como objetivo avaliar o desempenho do catalisador Cu/Nb2O5/Al2O3 na reacao hidrogenacao do CO para producao de alcoois de cadeia curta, em especial o metanol. A sintese do catalisador foi feita via impregnacao umida, e seguiu a mesma proporcao (% massica) do catalisador comercial Hifuel R120 Cu/ZnO/Al2O3, sendo sua composicao baseada na seguinte relacao 18,7/50,5/30,8, respectivamente. O catalisador foi peletizado e caracterizado pelas tecnicas de Fissisorcao de N2, Difracao de Raios X, Microscopia Eletronica de Varredura, Microscopia Eletronica de Transmissao, Dessorcao a Temperatura Programada de NH3 e Distribuicao de tamanhos de particulas por DLS. Os ensaios reacionais foram conduzidos a 250 oC e 40 bar, usando uma mistura sintetica de H2:CO (White Martins, 99%) de 2:1 em uma unidade experimental, sendo o produto liquido obtido, analisado por cromatografia gasosa e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). O catalisador apresentou bons resultados na reacao de hidrogenacao do CO, produzindo principalmente alcoois de cadeia curta, o desempenho do catalisador foi comparado ao do Cu-ZnO-Al, sintetizado neste trabalho para comparacao. Alem disso, os resultados indicam que e possivel atuar no preparo do catalisador ou nas condicoes reacionais para tornalo mais seletivo ao metanol e obter uma maior conversao do gas de sintese. Palavras-chave: Hidrogenio. Gas de sintese. Metanol. Niobio.