Este documento describe varias tecnologías para la producción de hidrógeno, incluido el procesamiento de combustibles, reformado con vapor, oxidación parcial, reformado autotérmico y pirolisis. También discute los catalizadores comúnmente utilizados como níquel, rutenio y platino. Finalmente, concluye que el desarrollo de estas tecnologías puede reducir la dependencia de los combustibles fósiles y que se necesita más investigación en sistemas de purificación de combustible como la desulfuración.

1. TECNOLOGIAS PARA PRODUCCION DE
HIDROGENO
J.D Holloday, J. Hu, D.L. King, Y. Wang
Presentado por : Misael Córdoba

2. CONTENIDO
1. Producción de Hidrogeno.
2. Procesamiento hidrogeno en combustibles.
• Desulfuración
• Reformado con vapor
• Oxidación parcial (POX)
• Reforma autotermica (ATR)
• Pirolisis
• Reformado de fase acuosa
• Reformado de amoniaco

3.  Demanda energética mundial, ~10.000 millones de toneladas de
petróleo.
 El Hidrogeno puede producirse a partir de todas la materias
primas.
 Producción de Hidrogeno
- Procesamiento de combustible
- Recursos alternativos
Refinerías
Industria alimenticia
Síntesis de amoníaco
Obtención de peróxido de hidrógeno
Industrias:
 farmacéutica
 de la química fina
 electrónica

4.  Los catalizadores mas utilizados para estos procesos
son:
 Ni , Rh, Pt, Pb, Co
 El mayor desafío es el envenenamiento y la
desulfuración.
H2 S C
S
C
H2 S H2
S
H2
H2 CO C
C
CO H2
C H2 H2
C
S
CO H2 C
H2 C H2 H2
H2 C H2
C C
H2 H2 H2
C H2 H2
S C
C
H2
H2 H2
S H2 C
S S HH HH C HH
C C H2
Ni

6. Síntesis de Fischer Tropsch:
Producción de parafinas
producción de olefinas
Síntesis de metanol/DME:
Catalizadores ZnO/CuO/Al
Industrias Químicas y Petroquímica
Metanol, isocianatos, ácido acético, acetatos
Utilidades del singas Industria Siderúrgica
Industria del vidrio

7. Desulfuración
 Tiene el mayor desafío en la reforma
Las corrientes de petróleo tienen principalmente:
tiol, tiofeno, benzotiofeno, dibenzotiofeno y napftodibenzotiofeno.
 SO2 y SO3
Tipos
 Tratamiento químico
1. HDS Hidrodesulfuracion:
H 2 + RSH → RH + H 2 S
 Requiere de presión y temperaturas altas
 Se utilizan gran variedad de catalizadores
H 2 S + ZnO → ZnS + H 2 O
H 2 S + MeOX → MeSX + XH 2 O
H 2 S + MgCO3 → MgS + H 2 O + CO2

8. Desulfuración
2. Tratamiento físico
• Adsorción
o zeolitas modificadas
o Carbón activado
o P y ºT normales
o Adsorción en la superficie del metal
Ni → NiS
o P y ºT Altas
 Tratamiento limitado
 Debido a la gran demanda de utilizan nuevos catalizadores de
NiMo/Al2O3 CoMo/Al2O3 NiW/Al2O3

9. Reformado con Vapor
 En el proceso se produce una relación 3:1 (H2 /CO)
Temperaturas >180ºC > 500ºC
 Catalizadores -Ni -Rh -Pt
-Co –promotores , Mg, K, Alcalinos.
Reactores de microcanal

10. Oxidación parcial (POX)
Presencia de O2 Temperaturas: 1300-1500 ºC
(CPOX) - Catalizadores de Ni y Rh
% 60-75 de hidrogeno para el metano.

11. Reforma Autotermica (ATR)
• combinación de (POX) Y Reformado con vapor
• menor costo , metales nobles como catalizadores
•Inicia Y Termina rápidamente
•Metano 60/75%

12. Procesamiento hidrogeno en combustibles

13. Pirolisis
Descomposición por acción de calor.
-No se produce CO, CO2
•Alta temperatura CH4 → H2 + C2H4 + C2H2 ~1300K
•Media temperatura .
-PRODUCCION DE HIDROCARBUROS
-CRACKING CATALITICO: Pt-Sn en un soporte de alúmina
- elaboración de gasolina reformada de más de 100 octanos

14. Reformado de amoniaco
Temperatura (850-950ºC) generalmente Ni
Aplicación:
tratamientos térmicos
Hidrogenación de aceites

15. CATALIZADORES
 Debe promover la producción de hidrogeno.
 Debe promover la desintegración de moléculas grandes para dar
lugar a la aparición de moléculas de bajo peso molecular.
 Debe promover la desulfuración.
 Resistir a los venenos cuando se opera en condiciones severas de
presión y temperatura.
 Generalmente son Ni, Co, Mo, Rh y bimetálicos Con soportes y
un sistemas activos que esta constituido por un promotor.

16. Oxidación preferencial y Water-Gas-Shift
(WGS)
CATALIZADORES : Cu - Rh, Ru ,Pt, Fe-Pd. Soporte Al2SO3
Alcohol, hidrocarburo
H2O (O2)
Oxidación Preferencial
WGSR de CO (COPROX) PEM
Reformado con vapor (SR)
Oxidación Parcial (POX) 200-300°C 80°C < T < 250°C 60-100°C
Reformado autotérmico (ATR)
O2
T > 300°C

17. MEMBRANA INTERCAMBIADORA DE PROTONES
(PMEFC
• El bioingeniero Mercouri G. Kanatzidis de la Universidad de Northwestern, junto con el
investigador asociado postdoctoral Gerasimos S. Armatas
•La utilización de mejores materiales hace posible la selectividad en la separación de hidrógeno
a partir de dióxido de carbono y metano, por polarización.
• materiales de una nueva familia de germanio(germanio, telurio y plomo) -ricos en
chalcogenoides
•T 0º C- T Ambiente

18. Conclusiones
 El desarrollo de estas y otras tecnologías
puede disminuir la dependencia del
mundo de los combustibles
fósiles, donde el hidrogeno puede llegar
a ser el combustible mas disponible.
 Actualmente necesitamos muchos mas
desarrollo de sistemas de purificación
del combustible (desulfuración) que son
materia de investigación.