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Síntesis de Zeolita ZSM-5 utilizando Diatomita como precursor; su aplicación en el proceso de Metanol a hidrocarburos (MTH)
(Rev. Bol. Quim, 2019) Lara Prado, Ronald M; Capcha Vargas, Dayana M.; Acho Sarzuri, Yamil; Cárdenas, Edgar; García, Gustavo; Cabrera M, Saúl; López N, Luis
La zeolita H-ZSM-5 es ampliamente aplicada en la industria petroquímica como por ejemplo en el proceso sintético de metanol hasta hidrocarburos (methanol to hydrocarbons MTH). La zeolita ZSM-5 es obtenida a través de reactivos y procesos costosos, existiendo pocas rutas alternativas que sean más económicas. En la presente investigación, zeolita H-ZSM-5 fue obtenida a partir de diatomita natural, seguidamente caracterizada, y finalmente probada en la proceso sintético MTH. La diatomita natural fue tratada con ácido sulfúrico para la realización de la síntesis hidrotermal con hidróxido de tetrapropil amonio (TPA-OH). Como resultado, la zeolita H-ZSM-5 obtenida tuvo una relación molar Si/Al de 23, presentó estabilidad térmica alta y sitios ácidos Lowry-Brönsted y Lewis. La aplicación de esta zeolita en la reacción MTH, presentó una conversión de metanol del 88 %. Los productos fueron: dimetil éter (DME) en un 40 %, olefinas (mayoritariamente etileno y propileno) en un 40% y otros en un 20 %. Las condiciones de reacción fueron de: 300°C, 1,2Lmetanol/g cat h a presión atmosférica (0.65 bar). La selectividad de los productos puede ser modificada de tal forma que pueda obtenerse DME de manera preferencial, hasta > 93 %, mediante el cambio de las condiciones de operación (temperatura y velocidad espacial). El uso de diatomita natural como material de partida para la preparación de la zeolita H-ZSM-5 representa una ruta atractiva y merece mayor investigación para su aplicación y desarrollo
Síntesis directa de eter dimetílico de syngas. Parte I: preparación de los catalizadores bifuncionales de CuO-ZnO / HZSM-5 por síntesis sucesiva y mezcla física
(Rev. Bol. Quim, 2019) Capcha Vargas, Dayana M.; Lara Prado, Ronald M.; Acho Sarzuri, Yamil; Cabrera, Saul; López, Luis
La síntesis directa de dimetiléter a partir de gas de síntesis (CO + H2) requiere de catalizadores bifuncionales tipo CuO-ZnO/HZSM-5, donde el CuO-ZnO realiza la síntesis de metanol dada su función de hidrogenación y la zeolita HZSM-5 realiza la deshidratación de metanol dada su función ácida. En este trabajo se comparan dos métodos de preparación del catalizador bifuncional; por síntesis sucesiva (catalizador con el nombre CuO-ZnO/S-HZSM-5) y por mezcla física (catalizador con el nombre CuO-ZnO/HZSM-5). Para ello, primero se preparó y se caracterizó CuO-ZnO, HZSM-5 y silicalita. En la preparación del catalizador bifuncional CuO-ZnO/S-HZSM-5 se incorporó silicalita (S) para favorecer el crecimiento de cristales con estructura tipo MFI ((Zeolite Socony Mobil - FIVE). Todos los catalizadores fueron caracterizados mediante las técnicas de difracción de rayos X, reducción a temperatura programada y desorción de NH3 a temperatura programada. La cristalinidad de CuO en los catalizadores CuO-ZnO, CuO-ZnO/S-HZSM-5 y CuO-ZnO-HZSM-5 fue de 67%, 49% y 64%, respectivamente. La temperatura máxima de reducción encontrada para el CuO-ZnO/S-HZSM-5 fue de 306°C, que difiere del catalizador bifuncional por mezcla física CuO-ZnO-HZSM-5 que fue de 282°C, este cambio tiene relación con la cristalinidad de CuO, a menor cristalinidad de CuO; mayor su temperatura de reducción. El catalizador CuO-ZnO/S-HZSM-5 presenta una acidez de Brönsted igual a 0,37mol NH3/kg comparable con la acidez de zeolita pura HZSM-5 (0,41mol NH3/kg), mientras el catalizador CuO-ZnO-HZSM-5 tiene una acidez de Brönsted menor, igual a 0,25mol NH3/kg.