Conversão catalítica do etanol sobre catalisadores suportados em ZSM-5

Abstract

ResumoO petróleo, fonte de energia não renovável, é a principal matéria-prima usada na produção de derivados como combustíveis, lubrificantes e petroquímicos básicos. Neste contexto o etanol, uma matéria-prima renovável, torna-se fonte para a obtenção de hidrocarbonetos de maior valor agregado, tais como, benzeno, tolueno, etc. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de diferentes metais suportados em zeólita HZSM-5 para a conversão do etanol em produtos com maior valor agregado. Duas séries de catalisadores foram preparadas com diferentes metais e diferentes teores de Ni em HZSM-5 comercial. As amostras foram caracterizadas por área específica S BET , DRX, TPD-NH 3 e TPO. Os ensaios de atividade foram realizados em um reator tubular de leito fixo na faixa de temperatura entre 300 e 400 °C, usando etanol como reagente. Os resultados sugerem que o tipo e a quantidade de metal usado na modificação da zeólita HZSM-5 comercial influencia a seletividade para formação dos hidrocarbonetos superiores, bem como a temperatura de reação. A utilização de menores vazões favoreceu a formação de produtos pesados. A formação dos hidrocarbonetos superiores diminuiu ao longo da reação devido à deposição de carbono sobre a superfície do catalisador. Palavras-chave: catálise heterogênea, conversão do etanol, zeólita HZSM-5, catalisadores suportados, hidrocarbonetos superiores. Abstract The oil, a non-renewable energy source, is the main raw material used to produce derivatives such as fuels INTRODUÇÃOO petróleo tem sido responsável pelo fornecimento de um terço da energia primária consumida no planeta. Sua composição química, baseada em hidrocarbonetos de grande heterogeneidade molecular, abre caminhos para usos industriais mais especializados e sofisticados. Por isso, o petróleo é a principal matéria-prima empregada para produzir os derivados utilizados, tais como: combustíveis, lubrificantes e produtos petroquímicos [1]. Os compostos aromáticos são obtidos no processo de pirólise da nafta ou através da reforma catalítica (um dos processos envolvidos no refino de petróleo); sendo assim, a obtenção de hidrocarbonetos (em especial olefinas C 3 -C 4 e aromáticos) através da conversão do etanol é uma importante alternativa e tem atraído considerável interesse já há algum tempo [2,3].A condição de seletividade e a acidez da zeólita ZSM-5 são adequadas para a transformação do etanol em eteno, olefinas C 3 -C 4 ou em hidrocarbonetos [2,[4][5][6][7]. Também, observou-se, através de experimentos realizados para a reação de conversão de etanol, com diferentes metais impregnados sobre a zeólita ZSM-5, que o rendimento final de produtos BTX (benzeno, tolueno e xileno) é maior que no caso do uso da zeólita pura e, em alguns casos, a reação pode ser realizada a temperaturas relativamente baixas [8][9][10][11][12]. Van der Borght et al. [13] estudaram a conversão do etanol para a obtenção de hidrocarbonetos superiores utilizando HZSM-5 modificada com os metais Fe, Ni e Ga, onde os resultados foram comparados aos obtidos para a zeólit...

From Disposal to Reuse: Production of Sustainable Fatty Acid Alkyl Esters Derived from Residual Oil Using a Biphasic Magnetic Catalyst

“…It is possible to see two NH 3 desorption peaks in the TPD-NH 3 analysis, where the first peak (~218 • C, corresponding to weak and moderate acidic sites) and the second peak (~525 • C) are attributed to acidic sites of a strong nature. These results are in agreement with the literature [56,57]. The acidity of the ZnO-Ni0.5Zn0.5Fe2O4 catalyst, heat-treated at 800 °C, was calculated by integrating the deconvolution area from the TPD-NH3 curve.…”