Catalizadores eficientes en forma de fibra para la reacción de Fischer-Tropsch con gas de síntesis de biomasa residual.

Abstract

El presente trabajo de tesis doctoral se centra en el estudio de la síntesis de Fischer-Tropsch. Este proceso consiste en hacer reaccionar una mezcla de gases, conocida como gas de síntesis -que consiste esencialmente en hidrógeno y monóxido de carbono- sobre un lecho catalítico a alta presión y temperatura. Se utiliza para producir, fundamentalmente, hidrocarburos lineales de diferente longitud de cadena, desde metano y gases ligeros como etano, propano y butano, pasando por gasolinas, diésel y hasta ceras de alto peso molecular. Así mismo también se incluye un capítulo donde se estudia el proceso de dimetil éter a olefinas en el que se producen hidrocarburos similares al proceso Fischer-Tropsch, aunque también se obtienen una gran cantidad de compuestos aromáticos. El hilo conductor de esta tesis doctoral son las fibras preparadas con la técnica del electrohilado, o electrospinning en inglés, que presentan diámetros de partícula de entre cientos de nanómetros a algunas micras. Sin embargo, la porosidad de los lechos que se generan es muy elevada, hasta del 95 %, por lo que la pérdida de carga es realmente baja teniendo en cuenta el pequeño tamaño de partícula obtenido. La ventaja de esta técnica es que permite dispersar las fases activas muy bien ya que son materiales que presentan una elevada superficie externa. Adicionalmente, no presentan problemas de difusión intraparticulares por el bajo diámetro de las fibras. Por otro lado, ambas reacciones, tanto la de Fischer-Tropsch como la de dimetil éter a olefinas, suelen presentar problemas de evacuación de calor y de generación de puntos calientes. Otra virtud de los materiales preparados con la técnica del electrospinning es que son materiales continuos, a diferencia de los lechos catalíticos tradiciones de polvo o pellets. Esto permite que la evacuación del calor sea mejor y se presenten menos problemas de difusión térmica.