Actividad de Catalizadores Bimetálicos y Trimetálicos depositados sobre Soportes Modificados hacia Reacciones de HDS de Gasóleos de Vacío

Abstract

En este trabajo se diseñaron catalizadores bimetálicos y trimetálicos en base a sulfuros de CoMo, NiMo, CoNiMo, CoFeMo y NiFeMo, empleando un método de síntesis que involucró la modificación de los soportes alúmina y gel de sílice con un compuesto organometálico. Los catalizadores fueron caracterizados mediante las técnicas de XPS e IR-TF adsorbiendo como moléculas sondas CO y trans-buteno. Los análisis de caracterización revelaron la presencia de sulfuros mixtos y puros en los catalizadores sintetizados. Asimismo, las energías de adsorción de CO indicaron la existencia de diferentes geometrías de coordinación de los sitios activos de Mo, Co y Ni en los catalizadores trimetálicos, con respecto a los catalizadores bimetálicos. La actividad de los catalizadores se evaluó en el proceso de hidrotratamiento de gasóleos de vacíos (HVGO y VGO). Se determinó que la adición de un segundo metal promotor aumenta significativamente la conversión de azufre de la cargas hidrotratadas. Igualmente se estudió la reactividad de las diferentes familias de los compuestos organosulfurados presentes en los gasóleos y la reactividad de los compuestos de azufre más refractarios, observándose una disminución mayor al 50% de estos compuestos en las cargas hidrotratadas. El aumento de la actividad de los catalizadores trimetálicos se puede deber a la presencia de sitios activos que favorecen a las reacciones de hidrogenación (Ni), desulfuración (Co) e hidrogenólisis (Fe) de los compuestos organosulfurados consecutivamente The synthesis of catalysts through the formation of metal complexes and ionic exchange on modified supports with γ-aminopropyltriethoxysilane, is a preferred option to design HDT catalysts for crude oils, specifically for vacuum residues. This synthetic method produces particles with a higher dispersion on the support, and sizes of nanometers range, with high catalytic activity in the hydrodesulfurization (HDS) reactions. While commercial catalysts contain 12% and 15% of metals, our method allows the preparation of catalysts with a lower metal content (4%). The present work deals with the addition of a second promoter (Fe, Co, Ni) to the more common CoMo and NiMo hydrotreating catalysts. The catalysts were characterized by XPS and FT-IR with CO adsorption and trans-butene adsorption. The analysis realized to the bi and tri-metallic catalysts have established that sulfides of the metals promoters are in pure and mix phases. The catalysts were characterized by a test catalytic hydrotreating (HDT) reaction of vacuum gas oil. The addition of a second metal to the catalysts doubles the HDS conversion, in comparison with the bi-metallic catalysts. The catalysts tri-metallic decreases the sulfur concentration of the more refractory compounds. The increase in the conversion of Fe promoted catalysts is due to the added ability to crack hydrocarbons, so that more complex organo-sulfur molecules are first cracked and then desulfurized by the sulfides of Co or Ni