Preparación de catalizadores basados en vanadillos de Fe, másicos y soportados sobre y - Al2O3 para la deshidrogenación oxidativa del etano a etileno

• Autor: Baldeón Ortiz, Iván Wimple
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2017
• Institución: Universidad Nacional de Ingeniería
• Repositorio: UNI-Tesis
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:cybertesis.uni.edu.pe:20.500.14076/5650
• Enlace del recurso: http://hdl.handle.net/20.500.14076/5650
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Vanadilos de Fe; Deshidrogenación oxidativa del etano a etileno

En este trabajo se investiga un grupo de catalizadores basados en vanadilos de fosfato 4 (VOP) para la deshidrogenación oxidativa de etano a etileno. Los catalizadores de hierro vanadil fosfato fueron obtenidos producto de la sustitución de grupos 3+ con iones 3+ y tienen la fórmula []1−4 donde = 0.14 (FeVOP (1)) y = 0.21 (FeVOP (2)) determinada por espectroscopía de energía dispersiva de rayos X (EDS), además se investigó el comportamiento catalítico de catalizadores soportados sobre − 23. Inicialmente, los catalizadores másicos VOP, y la serie de FeVOP fueron sintetizados por el método de propuesto por Ladwig; el catalizador másico FeVOP(1) fue soportado en distintas proporciones sobre − 23. Luego estos catalizadores fueron calcinados en una mufla con rampa de calentamiento de 2°C por minuto hasta una temperatura de 550 °C. Los catalizadores preparados, el soporte − 23 y los compuestos de partida 25 y 23 fueron caracterizados por sorción de 2 (Método BET), desorción a temperatura programada de 3 ( − 3), reducción a temperatura programada con 2 ( − 2), difracción de rayos X (XRD), espectroscopía laser Raman (LRS) y Microscopía Electrónica de Barrido (SEM). A partir de los resultados de XRD, el 25 presentó la fase ortorrómbica shcherbinaite; los catalizadores másicos VOP, FeVOP(1) y FeVOP(2) presentaron fases cristalinas con una morfología en forma de láminas aglomeradas cuyos tamaños de cristalita disminuyen con contenido de Fe. Por el contrario, los XRD de los catalizadores soportados muestran difractogramas de sólidos no cristalinos correspondientes al soporte − 23. Los catalizadores observados por micrografías SEM mostraron aglomeraciones no uniformes. La evaluación catalítica se realizó en un reactor de lecho fijo donde se estudió la conversión de etano a etileno en un rango de temperatura entre 350 y 550°C, con una relación de W/F de 0.60 ; se obtuvo la selectividad en función de la conversión variando la relación W/F entre 0.24 hasta 1.0 a 500°C; los resultados mostraron que los catalizadores másicos generaron conversiones siendo la conversión el porcentaje de etano consumido, pero los catalizadores soportados mejoraron los rendimientos en conversión y selectividad a etileno (hasta 47 % de conversión y 32 % de selectividad a etileno). El catalizador 10% (1)/90%23 (FeVOP-Al (1:10)) presentó mejores resultados en conversión y selectividad a etileno a 500 °C y un W/F de 0.60 . / (conversión de 46.82 %, selectividad: a etileno de 27.32 %) y sus propiedades catalíticas fueron atribuidas a la gran dispersión de la fase activa en el soporte, su elevada superficie específica (140m2/g) y a la formación de los sitios ácidos activos intermedios (presentes en el rango de 250 a 400 °C) promovidos por la interacción catalizador soporte.