La deshidratación de glicerol a acroleína catalizada por ácido silicotúngstico: efecto del soporte mesoporoso
Autores: Liu, Lu; Yu, Fei; Wang, Siqun; Ye, Xiaofei Philip
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
La deshidratación de glicerol a acroleína catalizada por ácido silicotúngstico: efecto del soporte mesoporoso
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería General
Palabras clave
Renovable
Glicerol
Acroleína
Catalizadores
Mesoporosos
Rendimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Para facilitar la producción química de valor añadido a partir de glicerol renovable, se llevó a cabo la deshidratación de glicerol en fase gaseosa a acroleína utilizando ácido silicotúngstico soportado como catalizadores ácidos sólidos, centrándose en los efectos de los soportes de catalizador mesoporosos en el rendimiento catalítico. Un soporte de alúmina (Al) con un tamaño de mesoporos promedio de 30 nm y dos soportes de sílice (Si1254 y Si1252) con tamaños de mesoporos de 6 nm y 11 nm, respectivamente, fueron evaluados de manera comparativa en este estudio. Se encontró que el soporte de sílice Si1254 con el tamaño de poro más pequeño (6 nm) se desactivó más rápidamente, disminuyendo tanto la conversión de glicerol como la selectividad a acroleína a lo largo del tiempo de operación. El otro soporte de sílice Si1252 con un tamaño de poro de 11 nm proporcionó un rendimiento de acroleína comparable al soporte de Al durante las 7.5 horas de operación probadas (73.9 mol% para Si1252 vs. 74.1 mol% para Al). Sin embargo, los mecanismos para lograr el rendimiento comparable son diferentes. Si1252 mostró una mayor selectividad a acroleína que Al, pero también se desactivó más rápido que Al debido a su mayor formación de coque. Por otro lado, Al mostró un rendimiento más estable en términos de tasa de conversión de glicerol y menos formación de coque, pero tuvo una menor selectividad a acroleína y una mayor selectividad a subproductos, especialmente los subproductos no deseados de acetaldehído y propionaldehído, lo que planteaba dificultades en la separación aguas abajo.
Descripción
Para facilitar la producción química de valor añadido a partir de glicerol renovable, se llevó a cabo la deshidratación de glicerol en fase gaseosa a acroleína utilizando ácido silicotúngstico soportado como catalizadores ácidos sólidos, centrándose en los efectos de los soportes de catalizador mesoporosos en el rendimiento catalítico. Un soporte de alúmina (Al) con un tamaño de mesoporos promedio de 30 nm y dos soportes de sílice (Si1254 y Si1252) con tamaños de mesoporos de 6 nm y 11 nm, respectivamente, fueron evaluados de manera comparativa en este estudio. Se encontró que el soporte de sílice Si1254 con el tamaño de poro más pequeño (6 nm) se desactivó más rápidamente, disminuyendo tanto la conversión de glicerol como la selectividad a acroleína a lo largo del tiempo de operación. El otro soporte de sílice Si1252 con un tamaño de poro de 11 nm proporcionó un rendimiento de acroleína comparable al soporte de Al durante las 7.5 horas de operación probadas (73.9 mol% para Si1252 vs. 74.1 mol% para Al). Sin embargo, los mecanismos para lograr el rendimiento comparable son diferentes. Si1252 mostró una mayor selectividad a acroleína que Al, pero también se desactivó más rápido que Al debido a su mayor formación de coque. Por otro lado, Al mostró un rendimiento más estable en términos de tasa de conversión de glicerol y menos formación de coque, pero tuvo una menor selectividad a acroleína y una mayor selectividad a subproductos, especialmente los subproductos no deseados de acetaldehído y propionaldehído, lo que planteaba dificultades en la separación aguas abajo.