Síntesis y caracterización del catalizadores NiMo-S/Al2O3 y evaluación de su desempeño en el hidrotratamiento de aceites vegetales

Abstract

El hidrotratamiento catalítico de aceites vegetales a alta temperatura y presión de H2 es una de las tecnologías alternativas para la obtención de biocombustibles con mayores perspectivas de desarrollo. Evidentemente en este tipo de proceso la naturaleza y características del catalizador resultan determinantes sobre su eficiencia y las características del producto. En este trabajo se sintetizó un catalizador NiMo soportado sobre alúmina mediante el método de impregnación por humedad incipiente, utilizando una solución acuosa de Ni(NO3)2.6H2O y (NH4)6Mo7O24.4H2O de manera de alcanzar una proporción de Ni y Mo sobre el soporte de 5 y 10 %, respectivamente. Posteriormente, el catalizador fue activado mediante sulfuración, para lo que se lo trató a alta temperatura en un reactor tubular bajo flujo de H2 y dosificación de sulfuro de dimetilo (DMDS) como agente sulfurante. Todas las reacciones se realizaron en batch utilizando aceite de girasol como sustrato y un reactor Parr 4570 HP/HT de 250 mL, a 350 °C y 100 bar de H2. Las reacciones se extendieron por un período de cuatro horas durante el cual regularmente se realizaron purgas de gas desde el cabezal del reactor. El desempeño del catalizador NiMo/Al2O3 sintetizado se comparó con el de uno comercial de la misma naturaleza en idénticas condiciones. Los catalizadores fueron caracterizados mediante difracción de rayos X (DRX) y adsorción-desorción de N2 a 77K. Cuando el catalizador NiMo/Al2O3 se utilizó al 1.45% (en base a la masa de aceite) fue posible alcanzar un producto sin residuo de los triglicéridos de partida, conteniendo un 86 % de hidrocarburos y un mínimo porcentaje de ácidos grasos libres (3 %), niveles similares a los obtenidos con el NiMo/Al2O3 comercial (89 y 1 %, respectivamente). Los principales hidrocarburos en los productos obtenidos con ambos catalizadores fueron el octadecano y el heptadecano, lo que sugiere que el mecanismo de conversión involucró tanto hidrodeoxigenación (HDO) como hidrodecarbonilación (HDCn) y/o hidrodecarboxilación (HDCx). Asimismo, la presencia de hidrocarburos de cadena más corta en ambos productos (de C8 a C14) evidenció la ocurrencia de cracking. Los resultados obtenidos demostraron que el catalizador NiMo preparado resultó tan eficiente como el catalizador NiMo comercial.