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Cálculo de las Constantes de Tasa de las Reacciones de Hidrogenación de Residuo de Vacío en Presencia de un Nanocatalizador de Crisotilo/NiTi

Autores: Balpanova, Nazerke; Baikenov, Murzabek; Ainabayev, Assanali; Kyzkenova, Aikorkem; Baikenova, Gulzhan; Tusipkhan, Almas

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Cálculo de las Constantes de Tasa de las Reacciones de Hidrogenación de Residuo de Vacío en Presencia de un Nanocatalizador de Crisotilo/NiTi


Categoría

Energía

Subcategoría

Tecnología de combustibles

Palabras clave

Cinética
Hidrogenación catalítica
Nanocatalizador
Temperatura
Aceites
Alquitranes

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 32

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El documento presenta los resultados de una investigación sobre la cinética de la hidrogenación catalítica del residuo de vacío a temperaturas de 380, 400 y 420 grados C y diferentes duraciones, que oscilan entre 30 y 70 min, utilizando un nanocatalizador que contiene los metales activos níquel y titanio soportados en crisotilo. Se encontró que el rendimiento de aceites del 30 al 50 % en peso y de alquitranes del 12 al 18 % en peso aumentó con el incremento de las temperaturas y los tiempos de reacción. Un ligero aumento en la proporción de sólidos en el rango del 2.0 al 6.0 % en peso se explica por la actividad del nanocatalizador utilizado. En el estudio de la cinética de la hidrogenación del residuo de vacío, utilizando el nanocatalizador desarrollado por los autores, se logró obtener un bajo rendimiento de sólidos con un corto tiempo de contacto, así como un alto rendimiento de compuestos de bajo peso molecular como aceites y alquitranes. Para determinar los parámetros cinéticos (constantes de velocidad y energías de activación), se utilizaron el método integral de Simpson y un método de optimización de motores de búsqueda aleatorios. Altos valores de constantes de velocidad son característicos de las reacciones en la formación de aceites k, alquitranes k y asfaltenos k en el rango de temperatura de 380-420 grados C. Los altos valores de las constantes de velocidad k, k y k en la hidrogenación catalítica del residuo de vacío indican la alta velocidad de reacción y actividad del nanocatalizador utilizado. Con un aumento de la temperatura de 380 a 420 grados C, la constante de velocidad de formación de productos gaseosos a partir del residuo de vacío y la conversión de asfaltenos en aceites aumentan significativamente, lo que indica la acumulación de compuestos de bajo peso molecular en los aceites. La energía de activación para las reacciones que conducen a la formación de aceites, alquitranes, asfaltenos, gas y productos sólidos fue de 75.7, 124.8, 40.7, 205.4 y 57.2 kJ/mol, respectivamente. Estos datos indican que los procesos de hidrogenación del residuo de vacío con la formación de aceites y asfaltenos requieren las menores entradas de energía. Se recomienda reducir la temperatura del proceso para aumentar la selectividad del proceso de hidrogenación del residuo de vacío al utilizar el nanocatalizador preparado. La formación de aceites en la etapa inicial juega un papel clave en la tecnología del proceso de hidrogenación de la materia prima hidrocarbónica pesada (HHF). Quizás los aceites resultantes puedan servir como un disolvente adicional para productos de alto peso molecular como los asfaltenos, como lo evidencia la baja energía de activación del proceso.

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