Estudio Experimental y Cinético del Comportamiento Catalítico de Catalizadores de Óxido de Zirconio Bifuncionales Nanostructurados Tratados con Sulfato en Reacciones de Hidroisomerización de -Heptano
Autores: Khalil, Mohammed; Al-Zaidi, Bashir Y.; Shakor, Zaidoon M.; Hussein, Sattar J.; Al-Shathr, Ali
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estudio Experimental y Cinético del Comportamiento Catalítico de Catalizadores de Óxido de Zirconio Bifuncionales Nanostructurados Tratados con Sulfato en Reacciones de Hidroisomerización de -Heptano
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Nanomaterial
Metales de platino
Actividad catalítica
Selectividad
Reacciones de hidroisomerización
Catalizadores
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
En este estudio, un nanomaterial de ZrO mono-funcional fue tratado con azufre y cargado con dos porcentajes diferentes de metales de platino (es decir, 0.5 y 1% en peso) para generar un nanocatalizador bi-funcional ácido Pt/SZrO con el propósito de aumentar la actividad y selectividad catalítica al mismo tiempo. Este trabajo tiene como objetivo determinar la menor cantidad del costoso metal de platino que se puede añadir al catalizador para lograr el equilibrio adecuado entre los sitios ácidos y metálicos. Tanto la rápida desactivación del nanocatalizador superácido como la rápida ruptura de la cadena de cero-octano - heptano pueden, en consecuencia, ser prevenidas a lo largo de la reacción. Esto se puede lograr acelerando las reacciones de hidroisomerización a una presión de 5 bar para alcanzar la mayor selectividad hacia la producción del compuesto multi-ramificado deseado en combustible. Se han utilizado varias técnicas de caracterización, incluyendo XRD, SEM, EDX, BET y FTIR, para evaluar las propiedades físicas de los catalizadores. El mejor producto de reacción se obtuvo a 230 grados C en comparación con las otras temperaturas probadas. La conversión, selectividad y rendimiento de los productos de reacción sobre las superficies de los catalizadores preparados siguieron este orden: 0.5% en peso Pt/SZrO > 1% en peso Pt/SZrO > 0.5% en peso Pt/ZrO > 1% en peso Pt/ZrO > SZrO > ZrO. Los valores más altos de conversión, selectividad y rendimiento se obtuvieron en la superficie del catalizador 0.5% en peso Pt/SZrO, que son 69.64, 81.4 y 56.68% en peso, respectivamente, mientras que los valores más bajos se obtuvieron en la superficie del catalizador ZrO original, que son 43.9, 61.1 y 26.82, respectivamente. El modelo cinético y las energías de activación aparentes también se implementaron para cada una de las reacciones de hidroisomerización, hidrogenación/deshidrogenación y hidrocracking, que siguen el siguiente orden: hidroisomerización < hidrogenación/deshidrogenación < hidrocracking. El valor más bajo de energía de activación aparente de 123.39 kJ/mol se encontró en la superficie del nanocatalizador 0.5% Pt/SZrO, que es el más activo y selectivo.
Descripción
En este estudio, un nanomaterial de ZrO mono-funcional fue tratado con azufre y cargado con dos porcentajes diferentes de metales de platino (es decir, 0.5 y 1% en peso) para generar un nanocatalizador bi-funcional ácido Pt/SZrO con el propósito de aumentar la actividad y selectividad catalítica al mismo tiempo. Este trabajo tiene como objetivo determinar la menor cantidad del costoso metal de platino que se puede añadir al catalizador para lograr el equilibrio adecuado entre los sitios ácidos y metálicos. Tanto la rápida desactivación del nanocatalizador superácido como la rápida ruptura de la cadena de cero-octano - heptano pueden, en consecuencia, ser prevenidas a lo largo de la reacción. Esto se puede lograr acelerando las reacciones de hidroisomerización a una presión de 5 bar para alcanzar la mayor selectividad hacia la producción del compuesto multi-ramificado deseado en combustible. Se han utilizado varias técnicas de caracterización, incluyendo XRD, SEM, EDX, BET y FTIR, para evaluar las propiedades físicas de los catalizadores. El mejor producto de reacción se obtuvo a 230 grados C en comparación con las otras temperaturas probadas. La conversión, selectividad y rendimiento de los productos de reacción sobre las superficies de los catalizadores preparados siguieron este orden: 0.5% en peso Pt/SZrO > 1% en peso Pt/SZrO > 0.5% en peso Pt/ZrO > 1% en peso Pt/ZrO > SZrO > ZrO. Los valores más altos de conversión, selectividad y rendimiento se obtuvieron en la superficie del catalizador 0.5% en peso Pt/SZrO, que son 69.64, 81.4 y 56.68% en peso, respectivamente, mientras que los valores más bajos se obtuvieron en la superficie del catalizador ZrO original, que son 43.9, 61.1 y 26.82, respectivamente. El modelo cinético y las energías de activación aparentes también se implementaron para cada una de las reacciones de hidroisomerización, hidrogenación/deshidrogenación y hidrocracking, que siguen el siguiente orden: hidroisomerización < hidrogenación/deshidrogenación < hidrocracking. El valor más bajo de energía de activación aparente de 123.39 kJ/mol se encontró en la superficie del nanocatalizador 0.5% Pt/SZrO, que es el más activo y selectivo.