Síntesis y caracterización de óxidos mixtos Zn-Al como soporte en la formulación de catalizadores en hidrotratamiento

Abstract

Uno de los problemas ambientales más importantes es la contaminación atmosférica, la cual es originada por ciertos agentes tales como: CO, CO2, SO2, NOX, hidrocarburos y partículas suspendidas que provienen de fuentes naturales, domésticas o industriales. Estos contaminantes son causantes de la lluvia ácida, efecto invernadero, cambios climáticos y algunas enfermedades cardiovasculares y respiratorias. Debido a sus nocivos efectos, se han establecido leyes y decretos ambientales que regulan sus emisiones a la atmósfera, tanto a nivel nacional como internacional. Una de las principales fuentes responsable de tales emisiones es la industria petrolera; y para ello, las refinerías utilizan algunos procesos, como el hidrotratamiento, que mitigan la contaminación ambiental, especialmente en la remoción de S, N, metales y aromáticos. En este proceso, se utilizan catalizadores a base de Mo soportados en alúmina. Sin embargo, las exigencias ambientales, con el pasar de los años, han sido más altas, trayendo como consecuencia un compromiso en la síntesis y caracterización de nuevos catalizadores más efectivos, que logren sustituir o mejorar los actuales en el mercado petrolero. Es por ello, que este trabajo se centra en proponer nuevos catalizadores utilizando un soporte a base de óxidos de Zn-Al, provenientes de materiales tipo hidrotalcita. El objetivo de esta investigación es sintetizar y caracterizar estos óxidos mixtos Zn-Al, y emplearlos como soporte en la formulación de catalizadores de hidrotratamiento, usando el método de coprecipitación. Estos sólidos, fueron obtenidos por medio de dos metodologías, basadas en el tratamiento térmico del soporte, las cuales fueron denotadas como: una calcinación del soporte (después de la impregnación con los metales Mo como fase activa, y Co, Ni, Fe, como promotores respectivamente, SA1,SB1,SC1) y la segunda una doble calcinación del soporte (antes y después de impregnar con los metales Mo como fase activa, y Co, Ni, Fe, como promotores, respectivamente, SA2,SB2,SC2). En cada etapa de calcinación los sólidos fueron sometidos a una temperatura de 450°C. Posteriormente, estos precursores catalíticos, se caracterizaron por diferentes técnicas fisicoquímicas, tales como: FT-IR, DRX, AEBET, TPR, DRS, EDX y MEB, a fin de determinar sus propiedades estructurales. Para finalizar, los precursores catalíticos sintetizados por cada serie, fueron probados en la reacción de hidrodesulfuración (HDS) de tiofeno, evaluando la respuesta en la remoción de azufre. Dentro de los resultados obtenidos se evidenció una mejor conversión para los catalizadores de la serie SA2 de CoMo/0,25 óxidos mixtos Zn-Al (70%), intervalo de obtención de los materiales provenientes de estructuras tipo hidrotalcita, no obstante se pudo apreciar una estabilidad catalítica de conversión alrededor de 11%, para las series SB1-SB2 de los catalizadores NiMo/óxidos mixtos Zn-Al; a diferencia de los precursores catalíticos FeMo/óxidos mixtos Zn-Al, de la serie SC1-SC2, donde la conversión estuvo oscilando entre el intervalo de 4 a 6%.