Dimetil eterra, aplikazio anitzeko erregaia

Irene Sierra, Ainara Ateka eta Javier Ereña

Dimetil eterra (DME) deritzon konposatuarekiko interesa gero eta handiagoa da. Izan ere, aplikazio anitzeko erregaia da, eta petrolioaren ordezko energia-iturrietatik (gas naturala, ikatza eta biomasa) ekoitzi daiteke. DME diesel motorretan erabiltzeko ordezko erregai garbia izan liteke. Badira zenbait arrazoi: haren zetano indize altua (gasolinaren oktano indizearen antzekoa), errekuntzan sortutako NOx-en kantitate txikia, ke ekoizpenik eza, eta motorraren zarata baxuagoa, diesel erregaiarekin alderatuz.
1. irudia:
1. irudia: Hainbat arrazoi direla, diesel motorretan erabiltzeko ordezko erregai garbia izan liteke dimetil eterra.

Dimetil eterra erraz likidotu daitekeen konposatua da, eta petrolioaren gas likidotuen (propanoaren eta butanoaren) teknologia erabiliz biltegiratu eta banatu daiteke. Horrez gain, dimetil eterra lehengai estrategikoa da, metanola ordezka baitezake olefinak (lotura bikoitzeko hidrokarburoak) ekoizteko, eta erregai-zeluletan erabiltzeko H2 ekoizteko balia baitaiteke.

H2 eta CO erabiliz egiten den syngas-to-DME (STD) prozesuan hiru erreakzio nagusi gertatzen dira:

dme

Ikerketaren helburua

Ikerketa gutxi egin dira DME ekoizteko erabiltzen diren katalizatzaileen desaktibazioaren inguruan, eta zenbait alderdi argitu gabe geratzen dira, hala nola: (i) desaktibazioaren jatorria; eta (ii) funtzio metalikoaren eta azidoaren eragina katalizatzailearen desaktibazioan.

Katalizatzailearen aktibitatea murriztu daiteke honako kausa hauek direla medio: kokea deritzon karbonodun materiala funtzio metalikoan eta azidoan ezartzen delako, eta funtzio metalikoaren sinterizatzea (degradazio termikoa) gertatzen delako. Bestalde, erreakzio-ingurunean dagoen urak gune azidoen aktibitatea jaits dezake; izan ere, ura gune horietan adsorbatuta (atxikita) geratzen da, eta erreaktiboekin lehiatzen du.

Artikulu honetan CuO-ZnO-Al2O3/γ-Al2O3 katalizatzailearen desaktibazioaren izaera ikertu da. Horretarako, desaktibatutako katalizatzaileen funtzio metalikoak eta azidoak analizatu dira.

Emaitzak eta ondorioak

Katalizatzailearen desaktibazioa ikertzeko, DMEren sintesi-erreakzioak egin dira, eragiketa-baldintza ezberdinak erabiliz. Partzialki desaktibatutako katalizatzaileak hainbat teknika erabiliz karakterizatu dira: TPO (oxidazioa tenperatura programatuan), nitrogenoaren adsortzioa, TPR (erredukzioa tenperatura programatuan), TPD (desortzioa tenperatura programatuan) eta N2O-ren kimisortzioa.

Emaitzek erakusten dute garrantzitsua dela koke deritzon karbonodun materiala ezartzearen ondorioz gertatzen den katalizatzailearen desaktibazioa. Kokea metanolaren sintesi-erreakzioarekin paraleloan sortzen da, eta funtzio metalikoan ezartzen da. Hala, eragina dauka metanolaren sintesi-erreakzioan. Hidrokarburoak sortzen dituzten erreakzioek, aldiz, ez dute jasaten desaktibazioaren eragina.

2. irudia:
2. irudia: Emaitzek adierazten dutenaren arabera, honako hipotesi hau eman daiteke: CuO-ZnO gainazal metalikoaren gainean ezarritako kokeak metanola eratzeko erreakzio-bidea eragozten du; katalizatzaileak metanoa eta parafinak sortzeko duen ahalmena, aldiz, mantentzen da. Hala, metanola eratzen duen erreakzioa desaktibatzen den heinean, ordezko erreakzio-bideak faboratzen dira eta, ondorioz, parafinen ekoizpena handitzen da.
Artikuluaren fitxa:
  • Aldizkaria: Ekaia
  • Zenbakia: 28
  • Artikuluaren izena: CuO-ZnO-Al2O3/γ-Al2O3 katalizatzailearen desaktibazioa dimetil eterraren sintesian.
  • Laburpena: (H2 + CO) elikatuz eta CuO-ZnO-Al2O3/γ-Al2O3 katalizatzailea erabiliz egindako dimetil eterraren sintesi zuzenean, garrantzitsua da koke deritzon karbonodun materiala ezartzearen ondorioz gertatzen den desaktibazioa. TPO analisien emaitzek eta erreakzio-produktuen denborarekiko bilakaerak erakusten dute kokeak CuO-ZnO funtzio metalikoa desaktibatzen duela. Koke hori metanolaren sintesi-erreakzioarekin paraleloan eratzen da, eta eragina dauka metanolaren sintesi-erreakzioan. Hidrokarburoak sortzen dituzten erreakzioek, aldiz, ez dute jasaten desaktibazioaren eragina.
  • Egileak: Irene Sierra, Ainara Ateka, Javier Ereña.
  • Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua.
  • ISSN: 0214-9001
  • Orrialdeak: 83-94
  • DOI: 10.1387/ekaia.13684

—————————————————–
Egileez: Irene Sierra, Ainara Ateka eta Javier Ereña UPV/EHUko Ingeniaritza Kimikoa Saileko ikertzaileak dira.
—————————————————–
Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

ekaia 28

Eman iritzia

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>