OBJETIVOS Y ALCANCE DE LA PRESENTE INVESTIGACIÓN

Todo lo expuesto a lo largo de los apartados anteriores ha dejado patente el interés que

despierta el desarrollo de sistemas catalíticos capaces de llevar a cabo la isomerización de alcanos lineales, hacia compuestos ramificados con mayor índice de octano.

En el apartado 1.4 del presente capítulo se han descrito los sistemas catalíticos actuales empleados en la isomerización de alcanos; sin embargo, los catalizadores basados en zeolitas aglomeradas y el efecto del aglomerante sobre la actividad catalítica han sido poco estudiados.

Por otro lado, nuestro grupo de investigación posee una amplia experiencia de más de quince años en la síntesis de zeolitas y su aplicación en catálisis, siendo además ésta una de las principales líneas de investigación que actualmente se está desarrollando en el Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Castilla-La Mancha.

Con anterioridad a esta investigación se desarrolló otra tesis en la que se estudiaba la isomerización de n-butano con un catalizador bifuncional basado en las zeolitas ZSM-5, mordenita y beta, como función ácida, paladio como función hidrogenante-deshidrogenante, y montmorillonita o bentonita como aglomerante. El objetivo básico de esta tesis fue el estudio de las etapas de preparación de los catalizadores (tipo de aglomerante e incorporación del metal) sobre los parámetros de la reacción de isomerización de n-butano (conversión y selectividad hacia la formación de iso-butano).

Así pues, se consideró de interés estudiar la isomerización de n-octano mediante catalizadores bifuncionales basados en zeolitas (mordenita, beta y ZSM-5) aglomerados con bentonita. Como función hidrogenante-deshidrogenante se emplearon paladio y platino.

CAPÍTULO 1

Tabla 1.3. Investigaciones realizadas sobre la isomerización de alcanos con catalizadores zeolíticos

bifuncionales.

Referencia

bibliográfica Alimento Catalizador

Cantidad de metal (% peso) Condiciones de reacción Cañizares y col. (1997) C4 Montmorillonita Pt/HZSM-5 0,25-1,00 W/Fn-C4=1g/(g/h)) H2/n-C4=10 (mol/mol) T=350-375 ºC Cañizares y col. (1998) C4 Montmorillonita Pd/HZSM-5 0,28-1,23 W/Fn-C4=1g/(g/h)) H2/n-C4=10 (mol/mol) T=375 ºC Kinger y col.

(2001) C9 HMFI, HMOR, HBEA Ni, Pt 1-10

P=20bar WHSV=2-20 h-1 T=508 K Pn-C9=69 mbar Dorado y col. (2002) C4 Pd/HZSM-5, Pd/Hβ 0,8 W/Fn-C4=1g/(g/h)) H2/n-C4=8,3 (mol/mol) T=350-390 ºC Akhmedov y col.

(2003) C5-C8 Zr/ZSM-5, Zr-Re/ZSM-5, Zr-Ni/ZSM-5 0,25-1,5 Q=0,02-0,1cmW=0,2 g 3_/min

Eswaramoorthi y col. (2003b) C7 Ni-Pt/Beta, Ni-Pt/MOR 0,1Pt- (0,0-0,5)Ni T=225-375 ºC Gopal y col. (2003) Benceno C5-C7 Pt/H-ZSM-12 0,5 WHSV=7 h-1 H2/HC=16 (mol/mol) T=270-360 ºC Jiménez y col.

(2003) C6, C7, cC6 Pt-BETA, MOR, USY, ZSM-5, FER 0,5

WHSV=3,7 h-1 H2/HC=4 (mol/mol) T=225-325 ºC Dorado y col. (2004) C4 Pd/HZSM-5/bentonita 0,5-1,0 W/Fn-C4=1g/(g/h)) H2/n-C4=8,3 (mol/mol) T=350-390 ºC Gopal y col. (2004b) isómeros C8 e Pt/H-USY, Pt/H-ZSM-12 0,5 WHSV=7 h-1 H2/HC=16 (mol/mol) T=220 ºC Roldán y col. (2005) C6, cC6,C7, C6= Pt

BETA, MOR, USY, FER,

ZSM-5 0,5

WHSV=1,9-3,7 h-1 H2/HC=4-8 (mol/mol)

T=225-300 ºC

A tal fin, se planteó el siguiente programa de investigación:

¾ Puesta a punto de una instalación experimental con la que obtener datos reproducibles y precisos.

¾ Desarrollo y puesta a punto de las técnicas analíticas necesarias para la caracterización e identificación cualitativa y cuantitativa de los productos de reacción.

¾ Preparación de catalizadores bifuncionales basados en zeolitas (mordenita, beta y ZSM-5), aglomerados con bentonita y con paladio y platino como función hidrogenante-deshidrogenante.

¾ Estudio de la influencia de la presencia del aglomerante en los catalizadores zeolíticos bifuncionales empleando paladio como función hidrogenante-deshidrogenante, evaluando el efecto que produce en el catalizador y cómo afecta a la actividad catalítica del mismo en la reacción de hidroisomerización de n-octano.

¾ Estudio de la influencia de la presencia del aglomerante en los catalizadores zeolíticos bifuncionales, empleando platino como función hidrogenante-deshidrogenante. Este estudio permitirá comparar el comportamiento de los catalizadores de paladio y platino en la reacción de hidroisomerización de n-octano.

¾ Estudio de la influencia de la relación Si/Al de la zeolita beta en la hidroisomerización de

n-octano utilizando catalizadores con y sin

aglomerante, impregnados con paladio o platino como función hidrogenante-deshidrogenante.

¾ Estudio de la influencia del contenido metálico (paladio y platino) en la reacción de hidroisomerización, así como del efecto que la

combinación de ambos metales en un mismo catalizador tiene sobre el comportamiento catalítico de éstos en la hidroisomerización de

n-octano.

¾ Estudio de la influencia de las condiciones de reacción en la hidroisomerización de n-octano empleando un catalizador basado en la zeolita beta aglomerada con platino como función hidrogenante-deshidrogenante. A partir de los resultados obtenidos, se planteó desarrollar un modelo cinético para la hidroisomerización de

n-octano.

¾ Estudio de la hidroisomerización de una fracción procedente del destilado de una nafta de refinería empleando los catalizadores zeolíticos bifuncionales utilizados en la presente investigación (basados en las zeolitas mordenita, beta y ZSM-5) aglomerados con paladio o platino como función hidrogenante-deshidrogenante.

CAPÍTULO 1

Bibliografía

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