Efecto de la adición de cobalto en la selectividad de la reacción de metanol a hidrocarburos en catalizadores bifuncionales tipo Co/H-ZSM-5

Abstract

Se realizó el estudio del efecto de variar la concentración de cobalto, en la selectividad de la reacción de metanol a hidrocarburos, para esto se obtuvieron catalizadores bifuncionales tipo Co/H-ZSM-5, los cuales fueron caracterizados y puestos a prueba para analizar su desempeño catalítico (Conversión y Selectividad). Durante las pruebas de obtención de zeolita H-ZSM-5 se descartó el uso de Etilendiamina como surfactante, debido a que por sus propiedades químicas este no puede actuar como agente direccionante hacia estructura de dicha zeolita. Dado que las pruebas con Etilendiamina salieron negativas, se sintetizó zeolita H-ZSM-5 por el método tradicional con TPA-OH como surfactante. Los resultados de desempeño catalítico obtenidos muestran conversiones de metanol entre 83,2% y 88,4% a 10 horas de evaluación, También se obtuvo un cambio en la distribución de productos (selectividad), favoreciendo la producción de olefinas de cadena corta (Etileno y Propileno), y dimetil éter, el cual es un compuesto nuevo en la distribución de productos respecto al catalizador sin adición de cobalto. Para identificar cual es el efecto que aporta el cobalto a la zeolita, se consideró el tamaño de partícula metálica, grado de reducibilidad y cuantificación de coke depositado en tiempo total de reacción; y se correlacionaron estos datos con la distribución de productos. Sin embargo, es necesaria más investigación a través de técnicas de caracterización post-reacción para tener un entendimiento a mayor profundidad. A partir del análisis de los resultados se cree que la mayor selectividad hacia etileno y propileno además de la formación de DME están dadas por reacciones secundarias que ocurren durante la reacción: primero los sitios activos de cobalto son oxidados por la presencia de agua, (comúnmente en la reacción MTH). Y en segundo se cree que los óxidos de cobalto presentes en el catalizador poseen un efecto de desactivación gradual de la zeolita H-ZSM-5 eliminando sitios ácidos por dealuminación. Metanol a hidrocarburos, catalizadores bifuncionales, Co/H-ZSM-5, selectividad a olefinas, formación de Dimetil éter.