Efecto del agregado de Ce a un catalizador comercial de NiMo/Al2O3 sobre su actividad

Abstract

El hidrotratamiento catalítico de aceites vegetales a alta temperatura y presión de H2 ha demostrado ser una metodología de creciente interés para el diseño de biocombustibles líquidos de alta calidad, entre ellos el llamado “biogasoil”, constituido por hidrocarburos de composición y propiedades muy similares a las del diésel derivado del petróleo. Se ha reportado que el cerio puede actuar como promotor de la actividad del catalizador NiMo/Al2O3, uno de los catalizadores más difundidos en este tipo de procesos, lo que se ha atribuido a una mejora en la dispersión metálica, el aumento de la estabilidad térmica y la reducción de la deposición de carbón. En este trabajo se estudió el desempeño de un catalizador comercial de NiMo soportado sobre alúmina en su estado nativo (oxidado), reducido o con el agregado de Ce en un 5 %, en el hidrotratamiento de aceite de girasol de alto oleico. El agregado de Ce se realizó mediante impregnación por humedad incipiente, dosificando una solución de nitrato de cerio hexahidratado hasta alcanzar un porcentaje másico de Ce del 5 %. Los catalizadores reducidos se obtuvieron mediante su exposición a flujo de H2 7,7 ml H2.min-1.gcat-1 a 35 bar y 400°C durante 2 horas y media en un reactor tubular. Los catalizadores fueron caracterizados mediante análisis por difracción de rayos X (DRX) y adsorción-desorción de N2 a 77K, para determinar el área superficial mediante la metodología BET y se determinó el volumen total de poros (Vp) se calculó a partir de la cantidad de nitrógeno adsorbido a presiones relativas de 0,99. Se realizaron ensayos en dos modalidades: en un reactor batch continuo agitado y en un reactor tubular continuo. En el primer caso se utilizó un reactor Parr 4570 HP/HT de 250 mL cargado con 100 g de aceite, a 350 °C, 100 bar de H2 y 1% de catalizador, durante 4 horas de reacción. Cuando la reacción en batch se catalizó con NiMo/Al2O3 se alcanzó una conversión a hidrocarburos (HC) de sólo 5,4 %, mientras que cuando se lo utilizó reducido ésta se incrementó a 40,2 %. En las mismas condiciones de reacción con el catalizador NiMoCe/Al2O3 se alcanzó una conversión a HC del 24,4 %, la cual se incrementó a 28,4 % cuando se lo utilizó reducido. Ambos catalizadores en su estado reducido se ensayaron en modalidad continua en un reactor tubular Parr 5402, de 24 ml, a 350°C, flujo de H2 7,7ml H2.min-1.gcat-1, 50 bar y flujo de aceite 14mg aceite.min-1.gcat-1 . Las conversiones a HC obtenidas en este caso fueron de 59,3 y 84,2 % con el NiMoCe/Al2O3 y el NiMo/Al2O3, respectivamente. Estos resultados sugieren que el agregado de Ce al catalizador NiMo/Al2O3 potenció la actividad del mismo respecto al catalizador en su estado oxidado. Sin embargo, en las dos modalidades de reacción ensayadas, el catalizador reducido fue más efectivo sin la adición de cerio que en presencia del mismo.