Hidroisomerization of N-hexaduane on mesoporous Pt/Al-SBA-15 molecular sieve

Autor: Zanatta, Elciane Regina
Přispěvatelé: Arroyo, Pedro Augusto, Moisés, Murilo Pereira, Radovanovic, Eduardo, Rinaldi, Andrelson Wellington, Scaliante, Mara Heloisa Neves Olsen
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
Popis: O objetivo desta pesquisa foi estudar a reação de hidroisomerização do n-hexadecano sobre catalisador bifuncional de platina suportada em uma peneira molecular mesoporosa e avaliar a conversão e seletividade a produtos mono-ramificados. A peneira molecular mesoporosa Al-SBA-15 foi sintetizada por três procedimentos diferentes chamdos de A, B e C. Foi usado como fonte de sílicio o tetraetilortossilicato, como fonte de alumínio o isopropóxido de alumínio, como agente direcionador de estrutura o copolímero tribloco Pluronic P123 e uma solução de ácido clorídrico. O suporte mesoporoso obtido foi caracterizado por espectrometria de absorção atômica (EAA), difratometria de Raios X (DRX), medidas de adsorção/dessorção de N2, dessorção de amônia a temperatura programada (DTP/NH3), microscopia eletrônica de varredura (MEV), ressonância magnética nuclear (RMN), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (IVTF) e espectroscopia de reflectância difusa no UV-Visível. Foram incorporados 0,5% m/m de platina a partir de uma solução de cloreto de tetraminplatina II (Pt(NH3)4)Cll2), utilizando o procedimento de impregnação incipiente a seco. As amostras de Pt/Al-SBA-15 foram, então, caracterizadas por difratometria de Raios X (DRX), adsorção e dessorção de N2, dessorção de amônia a temperatura programada (DTP/NH3), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (IVTF), microscopia eletrônica de transmissão (MET), redução a temperatura programada (RTP/H2), quimissorção de H2 e perda ao rubro (LOI). A amostra de Pt/Al-SBA-15 foi então ativada em uma unidade multipropósito e caracterizada novamente por microscopia eletrônica de transmissão (MET). Assim, a Pt/Al-SBA-15 foi avaliada frente a reação de isomerização de nhexadecano usando um reator batelada, avaliando os parâmetros tempo e temperatura de reação. Os produtos da reação obtidos foram caracterizados por cromatografia em fase gasosa e foram determinados os parâmetros conversão do n-hexadecano e seletividade a produtos monoramificados. Os resultados alcançados permitem concluir que a síntese direta do suporte mesoporoso Al-SBA-15 é possível com a incorporação de uma quantidade significativa de alumínio, mantendo as características estruturais. O método de impregnação utilizado para o metal platina não alterou a simetria da estrutura dos poros dos catalisadores. Os resultados para conversão mostram que o tempo de reação de 30 horas é suficiente para atingir a conversão máxima de n-C16, nas condições de reação utilizadas. A seletividade a metil-pentadecanos apresentou um máximo no período compreendido entre 2 e 3 horas de reação, com uma seletividade relativa de 43%, permanecendo praticamente constante com o tempo de reação. Para a temperatura de 290 °C e 5 horas de reação o catalisador A apresentou conversão de 70%, e uma seletividade a mono-ramificados de 48%, o catalisador B apresentou conversão de 31%, e uma seletividade a mono-ramificados de 90%, o catalisador C apresentou conversão de 32%, e uma seletividade a mono-ramificados de 75%, sendo, portanto, o catalisador B o mais seletivo a produtos mono-ramificados, seguido pelo catalisador C e o menos seletivo é o catalisador A. O mecanismo bifuncional clássico explica os perfis de seletividade para produtos craqueados, mono-ramificados e multi-ramificados. The objective of this research was to study the reaction of hydroisomerization nhexadecane on bifunctional platinum catalyst supported on a mesoporosa molecular sieve and check its conversion and selectivity to mono branched products. The mesoporous molecular sieve Al-SBA-15 was synthesized by three different procedures called A, B and C. Tetraethylorthosilicate was used as silica source, aluminum isopropoxide as aluminum source, as directing agent structure of the tri-block copolymer Pluronic P123 as hydrochloric acid solution and directing structure agent. The mesoporous support obtained was characterized by atomic absorption spectrometry (EAA), X-ray diffraction (XRD), N2 adsorption/desorption measurements, temperatureprogrammed desorption of ammonia (NH3-TPD), scanning electron microscopy (SEM), nuclear magnetic resonance (NMR), Fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR), diffuse reflectance UV-Visible spectroscopy. 0.5% m/m of platinum were incorporated using a solution of Tetraammineplatinum (II) chloride (Pt(NH3)4)Cll2), using the incipient wetness impregnation dry procedure. Samples of the Pt/Al-SBA-15 were then characterized by X-ray diffraction (XRD), N2 adsorption/desorption measurements, temperature-programmed desorption of ammonia (NH3-TPD), Fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR), transmission electron microscopy (TEM), temperature programmed reduction (TPR-H2 ) and chemisorption and Loss on Ignition (LOI) of the catalyst. The sample catalyst Pt/Al-SBA-15 was then activated in a multipurpose unit and characterized again by transmission electron microscopy (TEM). Therefore, Pt/AlSBA-15 were evaluated by the isomerization reaction of n-hexadecane in batch reaction, observing parameters such as reaction time and temperature. The products obtained of the reaction were characterized by gas chromatography and the conversion parameters of n-hexadecane and the selectivity to products mono-branched were determined. The results obtained allow concluding that the direct synthesis of Al-SBA-15 mesoporous support is possible with the incorporation of a significant amount of aluminum, maintaining the structural characteristics. The impregnation method used for platinum metal did not alter the symmetry of the pore structure of the catalysts. The results to conversion show that reaction time of 30 hours is sufficient to achieve maximum conversion of n-C16 in the conditions used. The selectivity to methyl-pentadecanos reached a maximum during the period between 2 and 3 hours of reaction with a relative selectivity of 43%, and remained almost constant with reaction time. For temperature of 290 ° C and 5 hours of reaction the catalyst A has a 70% conversion and a selectivity to mono-branched 48%, the catalyst B shows a 31% conversion and a selectivity to monobranched 90%, the catalyst C has a 32% conversion and a selectivity to mono-branched 75%, therefore the catalyst B as selective mono-branched product, followed by the catalyst C and less selective is the catalyst A. The bifunctional classic mechanism explains the selectivity profiles for cracked products, monobranched and multibranched.
Databáze: OpenAIRE
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