Evaluación y caracterización de catalizadores bifuncionales mono y bimetálicos del tipo Pt Y Pt-Cu soportados sobre H-Zeolita β para la reacción de hidroisomerización del n-pentano.

Abstract

En el presente Trabajo Especial de Grado se estudió la reacción de hidroisomerización de n-pentano sobre catalizadores bifuncionales mono y bimetálicos del tipo Pt y Pt-Cu, con fracciones atómicas de cobre de 0, 0.28, 0.46, 0.66 y 1. Se empleó zeolita Beta como soporte, con una relación Si/Al estimada por EDX en 14.0 ± 0,2. Mediante el método de intercambio-(co)impregnación por competición se introdujo 0,5 % p/p de cobre en el catalizador Cu/H-Beta, y 0,4 % p/p de platino en el catalizador Pt/H-Beta, mientras en los catalizadores bimetálicos, la cantidad de cobre se incrementó según la fracción atómica deseada. Las cantidades de Pt y Cu introducidas fueron determinadas para los catalizadores bimetálicos por AES-ICP. Además de determinar su área superficial, los catalizadores preparados se caracterizaron por DRX, y se estimó la acidez del soporte H-Beta, y de los catalizadores Pt/H-Beta y Pt Cu H-Beta por TPD NH3, observándose una reducción en la cantidad de sitios ácidos a mayor carga metálica. Empleando TEM, se estimó una mayor dispersión y menor tamaño de las partículas metálicas en el catalizador Pt-Cu 0,2/H-Beta, con respecto al catalizador Pt/H-Beta. Esto concuerda con lo obtenido en la reacción modelo de hidrogenación de tolueno, en donde los catalizadores bimetálicos Pt-Cu 0,2/H-Beta y Pt-Cu 0,4/H-Beta presentaron la mayor actividad hidrogenante, seguidos del catalizador Pt/H-Beta, y por tanto parecen tener mayor disponibilidad de átomos de platino. En la reacción de hidroisomerización de n-pentano a 280 °C, VEHP=3,74 h-1 y PH2/Pn-C5=3,82, se encontró mayor actividad, estabilidad y selectividad hacia el isopentano en los catalizadores bimetálicos Pt-Cu 0,2/H-Beta y Pt-Cu 0,4/H-Beta, indicio de un buen balance entre las funciones ácida y metálica. Estudiando los catalizadores con mejor desempeño y el Pt/H-Beta a isoconversión, se observó que el catalizador Pt-Cu 0,2/H-Beta es el más selectivo hacia la producción de isopentano, y al disminuir la temperatura de reacción a 260 °C, el mismo catalizador demostró mantener su alta conversión y selectividad