Estudio de la oligomerización de 1-penteno sobre óxidos de galio y óxidos de aluminio impregnados en el soporte mesoporoso con estructura tipo MM-1

Abstract

En el presente trabajo se estudió la reacción del 1-penteno sobre aluminiosilicatos, galosilicatos y aluminio-galosilicatos mesoporosos MM-1 desarrollados en PDVSA-Intevep, con la finalidad de evaluar la potencialidad de estos materiales hacia la oligomerización de olefinas C5=. Se impregnó el soporte MM-1 con diferentes cantidades de sal de aluminio y sal galio para obtener catalizadores con relaciones molares Si/Al, Si/Ga y Si/(Al+Ga) de 10, 15 y 20. Los catalizadores obtenidos se caracterizaron por las técnicas de análisis químico, adsorción de nitrógeno, difracción de rayos X. Se estudio la actividad catalítica (conversión, selectividad y rendimiento) de estos catalizadores en las reacciones de isomerización y oligomerización del 1-penteno. Las pruebas se realizaron en un reactor de vidrio de 10 mL, 1 atm, temperaturas entre 210 °C y 250 °C y velocidad espacial (VEHP) de 16 h-1 a 32 h-1, con la finalidad de evaluar el efecto de estos parámetros en la actividad catalítica de los catalizadores en estudio. Los productos obtenidos para los catalizadores estudiados en todas las reacciones fueron similares, formándose principalmente isomeros del C5 (esqueletales y de doble enlace), seguido por la formación de dímeros y en menor cantidad C4 y C6, productos del craqueo de los C10. En todas las reacciones se obtuvieron valores de conversión cercanos al 50% y rendimientos a isomeros C5= en el orden del 40 %, por lo que se pudo concluir que se formaron principalmente sitios ácidos Brönsted débiles en los poros del catalizador. La reacción del 1-penteno sobre el catalizador Al-MM-1(15) se realizó con previa activación del soporte a temperaturas de 300 °C, 400 °C y 500 °C; obteniendo similares valores de conversión, rendimiento y selectividad, hecho que indica que la variación de temperatura de activación en este intervalo de temperatura no influye en la superficie del catalizador, y por ende en la reacción del 1-penteno catalizada por el Al-MM-1(15). Por ultimo se comparó la actividad catalítica del Al-MM-1(15) con la actividad del Al/SBA-15(19) en la reacción del 1-penteno. Con esta prueba se determinó que los soportes mesoporosos con orden de poro definido, son mas favorables que los alumino-silicatos mesoporosos amorfos para la formación de sitios ácidos Brönsted, necesarios para la isomerización y oligomerización del 1-penteno, esto por el hecho de obtenerse una conversión aproximada del 80 % para los primeros 10 minutos de la reacción sobre el SBA-15 (19). Se recomienda realizar pruebas a tiempos de reacción mayores de 2 horas, impregnar el catalizador mediante otro método, de forma de aumentar la formación de sitios Brönsted fuertes, y evaluar la actividad catalítica de los soportes a temperaturas de reacción comprendidas entre 260°C y 350°C.