Natureza do coque formado sobre a mordenita durante a transalquilação de benzeno

Abstract

Recebido em 14/3/02; aceito em 26/8/02 NATURE OF THE COKE FORMED ON MORDENITE DURING BENZENE TRANSALKYLATION. Zeolite catalysts have been extensively used in petroleum refining and the chemical industry although they are deactivated by coke deposition. In order to find the best condition to avoid deactivation, the coke formation on H-mordenite was studied in this work. The coke was produced during benzene transalkylation with C 9 + aromatics, under several reaction conditions. It was found that hydrogenated coke was produced in all samples without affecting the selectivity of toluene and xylene formation. This is explained in terms of the mordenite structure and the presence of hydrogen.Keywords: mordenite; benzene transalkylation; coke. INTRODUÇÃOO interesse pelo estudo e pelo emprego de zeólitas como catalisadores tem aumentado de modo significativo, nas últimas dé-cadas, devido à elevada acidez desses materiais e à sua peculiar estrutura de canais e cavidades. Entre os diversos aspectos estudados, os mais abordados são a seletividade dos catalisadores, sua resistên-cia à desativação e seu envelhecimento 1 . A desativação é um dos problemas mais importantes, constituindo o principal obstáculo a muitas aplicações das zeólitas. Por essa razão, o tema tem sido amplamente estudado [1][2][3] . O coque é, em geral, a principal causa de desativação das zeólitas, podendo envenenar os sítios ativos ou bloquear seu acesso 4 . Por outro lado, a remoção do coque pode degradar permanentemente os catalisadores, por desaluminização ou sinterização 1,3 . Dessa forma, procura-se desenvolver catalisadores que sejam resistentes ao coque ou estabelecer condições de reação que minimizem a sua formação.É conhecido 5 que a velocidade de formação do coque, sua composição e seu efeito desativante dependem da estrutura de poros das zeólitas, da acidez e das condições de operação, tais como temperatura, pressão e natureza dos reagentes. É de se esperar, por exemplo, que a mordenita seja rapidamente desativada devido à sua estrutura monodimensional 6,7 . A presença de uma molécula de coque num canal torna inacessíveis os sítios ativos a partir do local onde a molécula está localizada 6,7 . Apesar de ser susceptível ao depósito de coque, a mordenita é amplamente utilizada em processos comerciais, sobretudo aqueles envolvendo hidrocarbonetos de alto peso molecular 6-8 . Nas reações de transalquilação de tolueno com cargas C 9 (hidrocarbonetos com nove átomos de carbono), essas zeólitas também têm se apresentado como promissoras 9 . Entretanto, não existem trabalhos na literatura abordando a transalquilação do benzeno com cargas C 9 , bem como estudos da natureza do coque formado sobre a mordenita.Considerando esses aspectos, neste trabalho estudou-se a natureza do coque formado sobre a mordenita durante a transalquilação de benzeno, com correntes ricas em compostos C 9 + (hidrocarbonetos com nove ou mais átomos de carbono), usando cargas de diferentes composições. Essas correntes são geradas como sub-produtos na reforma de nafta e no craqu...

Zeólitas hierarquicamente estruturadas

“…Cabe ressaltar que a maioria das zeólitas só pode ser obtida em uma faixa de razão Si/Al limitada, que depende da estrutura. De acordo com a regra de Lowenstein, a razão Si/Al não pode ser inferior a 1, uma vez que a existência de tetraedros AlO 4 -adjacentes não é favorável, devido à repulsão entre as cargas negativas. 26 Devido a suas características estruturais, as zeólitas possuem algumas propriedades únicas que as tornam úteis em diversas aplicações industriais, especialmente em catálise, tais como:…”

“…4 Com a expectativa de superar as limitações difusionais, no fim da década de 80 se deu início à busca por materiais contendo mesoporos, que resultou na síntese de materiais mesoporosos ordenados no início dos anos 90.…”

“…3 Em processos envolvendo hidrocarbonetos, a limitação difusional contribui para a formação do coque, que provoca a desativação da zeólita por obstrução dos canais ou envenenamentos dos sítios ativos. 4 Com a expectativa de superar as limitações difusionais, no fim da década de 80 se deu início à busca por materiais contendo mesoporos, que resultou na síntese de materiais mesoporosos ordenados no início dos anos 90. [5][6][7][8] Diversas peneiras moleculares mesoporosas com tamanho de poros ajustável têm sido desenvolvidas, apresentando emprego potencial em reações catalíticas.…”

Effect of lanthanum addition on the properties of potassium-free catalysts for ethylbenzene dehydrogenation

“…An impressive amount of work has been published, in the last decades, aiming to state the nature of the active phase of the catalyst [10], the role of promoters [4] and also aiming to find alternative catalyst in order to solve the problem of catalyst deactivation [4][5][6][7][8][14][15][16][17][18][19][20][21]. Nevertheless, many industrial problems are still unsolved, which have motivated the search for new potassium-free catalysts, which can work without deactivation.…”