Catalizadores metálicos soportados para la deshidrogenación selectiva de parafinas livianas y pesadas

Abstract

En esta tesis se desarrollaron catalizadores de Pt para la deshidrogenación de parafinas livianas n-butano a butenos y pesadas n-decano a 1-deceno con sus capacidades hidrogenolizantes e hidrocraqueantes pasivadas. Se contemplaron dos líneas de estudio: I) Catalizadores soportados sobre espinelas de Zn preparadas por los métodos: cerámico, síntesis mecanoquímica y coprecipitación. Se estudió la influencia del Pt y el agregado de un segundo metal: Sn y Ge en el desempeño de las reacciones de deshidrogenación. Los catalizadores se caracterizaron por RTP; OTP; DRX, XPS, reacciones sondas, TEM, etc. En la deshidrogenación de n-butano y de n-decano, los catalizadores de PtSn tuvieron mejor desempeño que los de PtGe aunque PtSn/ZnAl2O4 SMH mostró mejor rendimiento a butenos y mayor estabilidad. II) Catalizadores preparados por coating, donde se desarrollo una capa de gamma-Al2O3 sobre esferas de alfa-Al2O3 o un material cerámico de baja porosidad. Se estudió la influencia del Pt y de Sn, Ge y Pb en el desempeño de las reacciones de deshidrogenación. Además se estudio el agregado de Li a los catalizadores obtenidos. Luego, se caracterizaron por: RTP; OTP; DRX, XPS, reacciones sondas, etc. El agregado de Sn potenció el desempeño catalítico en la reacción de deshidrogenación de n-butano y resultaron más activos que los dopados con Li. En la deshidrogenación de n-decano, los catalizadores bimetálicos PtSn tuvieron mejor rendimiento a 1-deceno.

In this thesis, Pt catalysts were developed for the dehydrogenation of light (n-butane to butenes) and large (n-decane to 1-decene) paraffins with their passived hydrogenolized and hydrocraked capacities. There were two lines of study: I) Catalysts supported on Zn spinels prepared by ceramic method, mechanochemical synthesis and coprecipitation. The influence of Pt and the addition of different charges of a second metal: Sn and Ge were studied on catalytic performance of the dehydrogenation reactions. The catalysts were characterized by TPR, TPO, DRX, XPS, TEM and SEM. In the dehydrogenation of n-butane and n-decane, PtSn catalysts were better than those of PtGe although PtSn/ZnAl2O4 SMH showed better performance and higher stability. II) Catalysts prepared by coating, which is developed a gamma-Al2O3 layer on alpha-Al2O3 nuclei or a ceramic material with low porosity. Besides, the effect of the Sn and Ge addition to Pt on the activity and selectivy was analyzed on dehydrogenation reactions. In addition, the study of Li added to the catalysts obtained. Then, the catalysts were characterized by: TPR; TPO, DRX, XPS, probes reaction , etc.. The addition of Sn promoted the catalytic performance in the dehydrogenation reaction of n-butane and there catalysts were more active than those doped with Li. In the dehydrogenation of n-decane, PtSn catalysts had better performance at 1-decene than PtGe catalysts.