Modificación con lantano del catalizador bifuncional CuO-ZnO-Al2O3/HZSM-5 en la obtención de dimetil éter a partir de gas de síntesis.

Abstract

El objetivo es preparar catalizadores bifuncionales CuO-ZnO-Al2O3/HZSM-5 con y sin Lantano (1,5%) por el método de impregnación de humedad incipiente para sintetizar dimetil éter (DME) a partir de gas de síntesis. Los catalizadores se caracterizaron con las siguientes técnicas: difracción de rayos X (DRX), reducción a temperatura programada con H2 (TPR-H2), desorción a temperatura programada con NH3 (TPD-NH3). Dichos catalizadores fueron probados para la síntesis de DME a partir de gas de síntesis (hidrogenación de CO) en un micro-reactor de lecho fijo a escala laboratorio. El micro-reactor se acondicionó según las condiciones al equilibrio termodinámico (presión y temperatura) de las reacciones químicas involucradas, a condiciones de operación de 20 bar y 240°C. El acondicionamiento contó con la calibración de los controladores de flujo másico, sistema de contrapresión del reactor y del cromatógrafo de gases en su sistema de válvulas, tiempo de retención y factores de respuesta para la cuantificación de los productos. Se descartaron limitaciones por transferencia de masa externa (según el criterio de Mears) e interna (según el criterio de Weisz-Prater), proponiendo un diámetro de partícula de 125 μm y velocidad espacial de 5000 mL/g•h para una caída de presión <0,05 bar insignificante comparado a los 20 bar utilizados en la evaluación catalítica. Acerca de los resultados de caracterización con la adición de Lantano, el tamaño de cristalito de Cu0 no presentó cambios.