Licuefacción catalítica directa de carbones. Efecto de la temperatura

Direct catalytic liquefaction of coals. Effect of the temperature

0Un carbón bituminoso alto volátil del departamento de Cundinamarca (Colombia), se licuó en presencia de un catalizador polimetálico en un reactor discontinuo de 500 mL a 370, 410 y 450 °C, en atmósfera de hidrógeno, usando tetralina como solvente dador de hidrógeno y tiempo de residencia de 1 h. El uso del catalizador incrementó la conversión del carbón y el rendimiento hacia la fracción de aceites a medida que aumentó la temperatura. El máximo rendimiento a aceites obtenido fue del 67% a 450 °C

INTRODUCCIÓN

El carbón es una fuente alternativa de combustibles líquidos para lo cual debe licuarse adicionándole hidrógeno, directa o indirectamente (1-3). La licuefacción directa de carbón (LDC) es un proceso que se realiza en atmósfera de hidrógeno a temperaturas entre 370 y 470 °C y a presiones altas (superiores a 6,5 MPa) en presencia de un solvente dador de hidrógeno y, en algunos casos, un catalizador (4-5). En estas condiciones, las reacciones que experimenta el carbón son diversas y complejas, incluyendo una primera etapa de remoción de materia extraíble del sólido por efecto del solvente y una segunda etapa de ruptura de las moléculas más grandes y de estabilización de los radicales libres formados, por la acción del hidrógeno (6). El tipo de carbón, el catalizador, el solvente, el hidrógeno, la presión y la temperatura del proceso son los factores que determinan los rendimientos y las características de las diferentes fracciones obtenidas en el proceso (5, 7-10). El proceso de licuefacción del carbón a partir de carbones colombianos con diferentes catalizadores y a diferentes condiciones de operación se ha investigado desde hace varios años (5, 11-14). En el presente trabajo se evalúa el desempeño de un carbón colombiano tipo bituminoso alto volátil en el proceso LDC en presencia de un mineral de hierro, variando la temperatura de reacción.

MATERIALES Y MÉTODOS

Materiales

Un carbón del departamento de Cundinamarca (Colombia), proveniente del manto denominado La Ancha No. 2, se empleó para realizar los ensayos de licuefacción. Este combustible se caracterizó por análisis próximo y elemental (15-17). Como catalizador se empleó un mineral de hierro colombiano, poco cristalino, sometido a reducción y clasificación por tamaño (malla 60). La composición química del material se determinó por fluorescencia de rayos X (FRX), en un equipo Siemens SR3000, y el área superficial mediante adsorción de nitrógeno a 77 K en un equipo Micromeritics Gemini 2375 V5.01 por el método BET (18). El solvente empleado fue tetralina, Merck para síntesis.