Catalizadores estructurados para la Síntesis de Fischer-Tropsch: efectos difusionales y térmicos

Abstract

La Síntesis de Fischer-Tropsch (SFT) es un proceso conocido para la transformación del gas de síntesis en hidrocarburos líquidos de alta calidad. Sin embargo, a escala industrial presenta tres desventajas. La primera de ellas es que debe competir con el refinado del crudo de petróleo, actualmente un proceso más económico que la SFT. La segunda desventaja es que la distribución de productos obtenida depende en gran medida de las condiciones de operación. Los reactores de lecho fijo convencionales necesitan operar con tamaños de partícula de catalizador demasiado grandes (~1 mm), lo que da lugar a la aparición de limitaciones difusionales de reactivos y productos, favoreciendo la formación de productos indeseables (metano). Por otro lado, la tercera desventaja de este proceso es su elevada exotermicidad, lo que hace necesario la correcta eliminación del calor generado para evitar, de nuevo, favorecer la formación de productos como el metano. Por otra parte, la reciente aparición de fuentes de gas natural no convencional ha dirigido la atención hacia el desarrollo de sistemas compactos para la SFT. En esta tesis se estudian los efectos difusionales y térmicos de la SFT en sistemas estructurados (monolitos metálicos), analizando el efecto de la porosidad de la capa catalítica y de la conductividad térmica del monolito sobre los resultados catalíticos. El análisis está dirigido a la futura intensificación de la SFT sobre catalizadores estructurados.