Wiesław Próchniak

Wiesław Próchniak
e-mail: [email protected]
Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie, Wydział Chemii
„Modyfikowane katalizatory miedziowe dla procesu parowego reformingu metanolu”
Wodór jest jednym z podstawowych surowców wykorzystywanych w wielu gałęziach
przemysłu: w wytwórniach amoniaku i metanolu, w procesach petrochemicznych:
do hydroodsiarczania i hydroodazotowania paliw, uwodornienia olefin i związków
aromatycznych czy hydrokrakingu. Znajduje także zastosowanie w przemyśle spożywczym,
energetycznym i wielu innych. Będzie także rosnąć jego rola jako nośnika energii, głównie
do napędzania pojazdów.
Optymalny dobór surowca oraz sposobu otrzymywania wodoru zależy od relacji cen
różnych nośników energii oraz od skali produkcji. Elektroliza jest opłacalna jedynie przy
bardzo małym zapotrzebowaniu. W bardzo dużej skali bezkonkurencyjny jest obecnie
przerób gazu ziemnego na drodze parowego reformingu. Natomiast dla małych
rozproszonych wytwórni wodoru i ogniw paliwowych interesującym sposobem jego
otrzymania jest parowy reforming metanolu wg reakcji:
CH3OH + H2O
3H2 + CO2
ΔH°=49kJ/mol
Proces otrzymywania wodoru w parowym reformingu metanolu jest już realizowany
w skali przemysłowej na katalizatorach Cu/ZnO/Al2O3. Liczne doniesienia literaturowe
wskazują na możliwość polepszenia aktywności i stabilności katalizatorów miedziowych
głównie poprzez modyfikację ich składu chemicznego.
Przedmiotem proponowanej pracy doktorskiej jest zbadanie możliwości polepszenia
standardowych katalizatorów Cu/ZnO/Al2O3 (stosowanych w przemysłowych procesach
parowego reformingu metanolu) na drodze modyfikacji składu chemicznego poprzez
domieszkowanie tlenkami cyrkonu, ceru, manganu, galu i magnezu. Zostaną określone
związki pomiędzy formułą katalizatora, a jego podstawowymi właściwościami
fizykochemicznymi i katalitycznymi oraz ustalenie optymalnej formuły i receptury
katalizatora. Praca poza swym charakterem poznawczym zawierać będzie także elementy
aplikacyjne, gdyż wyniki badań będą podstawą do opracowania podstaw technologii
otrzymywania katalizatora parowego reformingu metanolu.
Główne celami pracy doktorskiej są:
opracowanie podstaw technologii otrzymywania modyfikowanych katalizatorów
miedziowych o dobrych walorach użytkowych,
zbadanie kinetyki procesu na tych katalizatorach w aspekcie projektowania reaktorów
przemysłowych,
poszerzenie wiedzy o wpływie modyfikatorów na właściwości fizykochemiczne,
aktywność, termostabilność i selektywność katalizatorów Cu/ZnO/Al2O3 w warunkach
parowego reformingu metanolu.
Opracowane katalizatory mogą być wykorzystane w małych i średnich wytwórniach
wodoru dla przemysłu zarówno chemicznego jak również spożywczego, energetycznego
a w przyszłości także dla branży motoryzacyjnej. Dobry katalizator warunkuje bowiem
skuteczność technologii generowania wodoru z metanolu. Umożliwia bowiem uzyskanie
dużej wydajności produkcji wodoru przy zachowaniu wysokiej selektywności.
Część doświadczalna pracy doktorskiej jest realizowana w Instytucie Nawozów
Sztucznych w Puławach.