Deshidrogenación oxidativa de hidrocarburos livianos sobre catalizadores de apatitas sustituidos con vanadio y magnesio / Andrea C. Ruiz A. , Nuria S. F. Sanuy B ; tutor Joaquín L. Brito. , José Papa. , Francisco Yánez

Incluye anexos

Tesis de Grado (Ing. Químico) Universidad Central de Venezuela, Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Química, 2008

Referencias bibliográficas

La demanda de olefinas se ha incrementado a nivel mundial debido al crecimiento de la industria química y petroquímica, por lo que la DHOX de alcanos livianos (C2-C4), para la producción de alquenos, es una alternativa de producción interesante. En el Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas (IVIC) se han sintetizado apatitas de calcio sustituidas, estructuras de gran interés para la reacción de DHOX de hidrocarburos livianos. El objetivo principal de este trabajo de investigación es evaluar las propiedades catalíticas de las apatitas sustituidas: hidroxiapatita de calcio (CaHAp), hidroxiapatita de calcio sustituida totalmente con vanadio (CaHAp_V), hidroxiapatita de calcio sustituida parcialmente con vanadio (CaHAp_V/P) y apatita de calcio sustituida parcialmente con magnesio (whitlockita). El estudio de actividad y selectividad de los catalizadores se realizo para la DHOX de n-butano. Todos los catalizadores fueron caracterizados mediante DRX, XPS y FT IR, antes y después de la reacción. Para las pruebas experimentales se utilizó un reactor tubular de cuarzo al que los reactantes se alimentaron con una relación de C4H10/O2/N2 = 6:6:88, la temperatura de reacción se varió en un rango de 450°C a 550°C, con un tiempo de contacto de 20 g de catalizador.h/ moles totales. Los resultados obtenidos establecen que la actividad de los sólidos usados decrece en el siguiente orden: Whitlockita >> CaHAp > CaHAp_V > CaHAp_V/P. La comparación de selectividades hacia hidrocarburos no saturados sigue el siguiente ordenamiento: Whitlockita > CaHAp-V > CaHAp >> CaHAp_V/P. Las conversiones de n-butano obtenidas por la whitlockita se encuentran alrededor del 51,2% con selectividades de un 78% hacia olefinas. Por otra parte, todos los catalizadores presentaron cierta capacidad de activar la isomerización de cadena, para producir isobutileno con curvas de evolución con la conversión casi coincidentes. Se encontró que los catalizadores son estables con el tiempo en operación. Sin embargo, ninguno de los catalizadores ensayados resultó apropiado para la DHOX de n-butano, pero entre ellos, el que presenta mejor posibilidades de desarrollo por su actividad y selectividad es la whitlockita con incorporación de magnesio. Este comportamiento parece estar relacionada en gran medida con la acidez superficial, por ello, el hecho que la sustitución de parte de los átomos de calcio por magnesio, que es más alcalino, conduce a un catalizador más activo, pero principalmente más selectivo.