Caracterización de catalizadores CoMo soportados en alúminas con diferentes diámetros de poros y evaluación de su reactividad en reacciones de desulfuración selectiva de gasolina

Abstract

En este trabajo fueron evaluados catalizadores de HDS selectivos de nafta con distribuciones de tamaños de poros variadas entre un rango de 60-150 Å, cuyo desempeños fueron comparados con un catalizador de referencia. Inicialmente, se llevaron a cabo las modificaciones de textura de la alúmina obteniendo tres soportes denominados C-60, C-100 y C-150, donde el número corresponde con el tamaño de poro promedio centrado en 60, 100 y 150 Å, respectivamente. Posterior a la etapa de síntesis del soporte, fue incorporado simultáneamente Co y Mo por el método impregnación por humedad incipiente. Los catalizadores fueron caracterizados por las técnicas: adsorción de nitrógeno, reducción a temperatura programada (TPR), sulfuración a temperatura programada (TPS), reducción de sulfurados a temperatura programada (TPRS), espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS), microscopía electrónica de transmisión (MET), y la acidez de los catalizadores fue determinada por la distribución de grupos OH superficiales y la quimisoción de piridina seguida por FTIR. La evaluación de la actividad catalítica se realizó en fase gas utilizado un reactor de lecho fijo, donde la concentración de azufre total fue monitoreada por la técnica de fluorecencia de rayos X (FRX); y la hidrogenación de olefinas (HYO) fue seguida un cromatógrafo de gases conectado en línea. Los resultados muestran que el tamaño de poro no tiene un efecto significativo sobre la selectividad de los catalizadores. No obstante, en térmicos de actividad se determinó que el catalizador C-60 es tan activo como C-100, seguido por C- 150 y el catalizador menos activos de todos los probados fue el catalizador de referencia. Las diferencias en actividad tanto para HDS y HYO pueden ser explicadas por la dispersión metálicas de los catalizadores, así C-60 y C-100 presentan mayores dispersiones que C-150, cuya baja área superficial lo provee de una baja capacidad de dispersión. Entre tanto, los resultados de caracterización (TPR, TPRS, XPS, MET) indicaron que el catalizador de referencia presenta una baja dispersión, lo que explica su baja actividad tanto en HDS como en HYO. En cuanto a las correlaciones de los datos de caracterización con la reactividad se observó: asociación entre el consumo de hidrógeno a temperatura bajas del perfil de reducción de sulfurados (TPRS) con la reactividad. También, la dispersión determinada por MET esta en línea con los resultados de actividad. Por el contrario, los resultados de TPR y TPS no muestran una correlación clara. Mientras que, los datos de acidez evidenciaron que el contenido de sitios ácido Lewis podrían tener influencia sobre las reacciones de hidrogenación de olefinas, y que la concentración de grupos OH ácidos esta en concordancia con la idea que los grupos Brönsted promueven las reacciones de isomerización de olefinas. Los resultados evidencian que la promoción de la reacción de desulfuración condujo a un aumento del grado de hidrogenación, y en consecuencia se observó una menor selectividad. Asimismo, la inhibición de la reacción de desulfuración, condujo a una disminución de la hidrogenación. Lo que parece indicar que los sitios activos de las reacciones de desulfuración e hidrogenación están asociados.