Hidrotratamiento de un residuo de refinería, empleando catalizadores en base a mo, Ni-Mo y Co-Mo soportados y activados con compuestos orgánicos de azufre

Abstract

Debido a restricciones cada vez mayores en el campo ambiental, existe un interés especial a nivel global en el desarrollo de catalizadores más selectivos para el proceso de hidrotratamiento (HDT) de combustibles fósiles. El mejoramiento de los catalizadores para HDT considera el entendimiento de sus propiedades físicas y químicas las cuales se ven afectadas por el uso de distintos materiales como soportes y la interacción de los mismos con las fases metálicas que constituyen los centros activos. En este aspecto los métodos de preparación de los precursores catalíticos, incluyendo los procesos de modificación, juegan un papel fundamental en favorecer la actividad para la remoción de compuestos sulfurados y nitrogenados. El siguiente trabajo de grado se enfocó en un método de síntesis que implica la modificación de la superficie del soporte con γ-aminopropiltrietoxisilano (GAPS) con el objetivo de sintetizar nanocatalizadores de sulfuros de CoMo, NiMo y Mo. La modificación consiste en el anclaje de grupos organometálicos en la superficie de la sepiolita que luego es expuesta a la adsorción de los iones Co2+, seguidos de la formación de clorhidratos que permite el intercambio iónico de los iones cloruros con la especie de Mo6+ de la sal empleada. La modificación del soporte permitió que hasta 4% de carga metálica fuera depositada en el soporte, siendo este valor menor que la carga metálica de los catalizadores comerciales utilizados actualmente en la industria y utilizados como referencia en este trabajo. El carbono formado in-situ, actuó como soporte, mejorando la dispersión de la fase metálica y evitando la interacción directa con la sepiolita. Los precursores catalíticos fueron activados con disulfuro de carbono (CS2) como agente sulfurante con una composición definida de H2/CS2 a baja temperatura (-18;-20°C), proveyendo la composición necesaria para la activación del precursor catalítico. Los métodos empleados para la caracterización del soporte, los precursores catalíticos, los catalizadores sintetizados y el gasóleo proveniente de la destilación al vacío (VGO) una vez hidrotratado, fueron establecidos por las siguientes técnicas: Área Específica, Espectroscopía de Infrarrojo (IR-TF) y Análisis Termogravimétrico. Con este último, se determinó la cantidad total de carbono depositado sobre la superficie del catalizador, donde se pudo observar que en el catalizador NiMo se formó menos capa carbonácea, posiblemente por la tendencia hacia un mecanismo de reacción que involucra la presencia de H proveniente de un proceso de spill-over, facilitado por NiS altamente disperso. La actividad de los catalizadores fue medida por un proceso de hidrotratamiento empleando un reactor por carga, bajo las mismas condiciones en la reacción de HDS de un residuo de refinería. Los catalizadores bimétalicos diseñados mostraron una mayor actividad con relación al comercial, a pesar que este último posee una carga metálica 3 veces superior. Esto pone en relieve el valor del método de preparación con GAPS para obtener catalizadores más activos y contribuir al desarrollo de la industria de la refinación petrolera venezolana, en uno de los principales de procesos como lo es el hidrotratamiento catalítico.