Hidrogenación de tolueno a escala piloto

Abstract

La catálisis juega un papel vital en la producción y/o transformación de combustibles y químicos. Recientemente la Hidrogenación de Aromáticos ha recibido mayor atención debido a las regulaciones medioambientales que requieren las refinerías. Se han empleado distintos tipos de catalizadores para la Hidrogenación de este tipo de compuestos; específicamente para el Tolueno, se han utilizado los del tipo metal soporte. Éstos catalizadores han sido caracterizados, así como se ha determinado su actividad catalítica para la reacción de Hidrogenación de Tolueno. El trabajo desarrollado consistió en la puesta en marcha de una planta piloto de la Geomecanique que se encontraba en desuso para la determinación de las condiciones óptimas de operación al utilizar catalizadores de Pt, Ni-Mo y Co-Mo soportados para la Hidrogenación de Tolueno. Para realizar las pruebas de arranque del equipo y estudiar la actividad catalítica en esta reacción de Hidrogenación, fueron utilizados los catalizadores de Pt/HZSM-5 y Pt/Al2O3, preparados por Artola y colaboradores. Los catalizadores de Pt/Al2O3 (Reformación de Naftas), Ni-Mo/Al2O3 (Comercial) y Co-Mo/Al2O3 (Comercial) se emplearon para la determinación de las condiciones óptimas de operación, así como para la evaluación de las variables operacionales que influyen en el proceso de Hidrogenación del Aromático. Las condiciones de operación a las cuales se realizaron las experiencias fueron: un rango de temperatura entre 120 y 280 ºC, presiones de 1, 5 y 10 atm y velocidades espaciales entre 7,2 y 47,4 h-1. A partir de las pruebas realizadas se pudo determinar que, de los catalizadores utilizados, el catalizador 3 es el más activo para la Hidrogenación de Tolueno (a velocidad espacial óptima, s= 7,2 h-1), con una conversión máxima del 27,25% a 200ºC y 1 atm, seguido de los catalizadores de Ni-Mo/Al2O3 y Co-Mo/Al2O3 con 16,35 y 0,06% de conversión, respectivamente, a 240ºC y 5 atm. Al emplear los catalizadores de hidrotratamiento sin realizar la presulfuración, se obtienen conversiones menores que al emplear catalizadores de Pt soportados, lo que muestra la influencia del pretratamiento en la conversión de la reacción. Adicionalmente, se observó que la conversión de la reacción exhibe un máximo como una función de la temperatura, lo cual es usual en las reacciones reversibles exotérmicas como el caso de hidrogenación de aromáticos. Finalmente, sería interesante realizar un estudio sobre la desactivación de los catalizadores de Ni-Mo y Co-Mo/Al2O3 sin sulfurar y comparar los resultados con los obtenidos al emplear los mismos catalizadores tratados con azufre. Así como llevar a cabo el estudio cinético de esta reacción, lo cual podría ser un tema de estudio interesante.