Catalizadores NiMoW soportados sobre materiales mesoporosos evaluados en la HDS del DBT: influencia del método de síntesis

Abstract

The present research project describes the synthesis of trimetallic catalysts based on NiMoW sulfides and supported on Al-Ti-Mg mesoporous mixed oxides synthesized by sol-gel method and hydrothermal synthesis. The catalysts were synthesized in order to study the support-preparation method effect as well as the influence of the method of addition of the metals. After the synthesis, the supports were subjected to thermal treatment in order to remove the solvents employed, and to provide thermal stability and mechanical strength. The active species Mo-W and the promoter Ni were incorporated into the support by simultaneous impregnation method and during gelation (in-situ gelation). Subsequently, the catalysts were activated under a flow of H2S/H2. Morphological and structural properties of trimetallic supported catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), Transmission Electron Microscopy (TEM), nitrogen physisorption, Raman spectroscopy and Infrared spectroscopy (IR). Catalytic activity measurement was carried out in a high-pressure batch reactor during the hydrodesulfurization (HDS) of dibenzothiophene (DBT). The results showed that higher activity catalyst during HDS of DBT were those subjected to hydrothermal treatment at 180 °C and 8 h for both synthesis methods. The selectivity show that generally all the catalysts favored the direct desulfurization pathway (DDS), furthermore the materials showed desirable textural properties as well as pore size distribution and high specific surface area. The catalysts synthetized by in-situ gelation showed higher metal dispersion.

En el presente proyecto de investigación se reporta la síntesis de catalizadores trimetálicos a base de sulfuros de NiMoW soportados en una mezcla de óxidos mesoporosos de Al-Ti-Mg sintetizados por el método sol-gel y síntesis hidrotérmica. Los catalizadores fueron sintetizados para estudiar el efecto del método de preparación del soporte, así como la forma de incorporar los metales a éste. Posterior a la síntesis, los soportes fueron sometidos a un tratamiento térmico con el objetivo de eliminar los solventes utilizados, proporcionarles estabilidad térmica y resistencia mecánica. Las especies activas Mo-W y el promotor Ni fueron incorporadas al soporte mediante los métodos de impregnación simultánea y durante la gelación (gelificación in-situ). Una vez realizado lo anterior, los catalizadores fueron activados bajo flujo H2S/H2. Una vez obtenidos los catalizadores trimetálicos soportados, se procedió a su caracterización de propiedades morfológicas y estructurales por medio de las técnicas de Difracción de Rayos X (DRX), Microscopía Electrónica de Transmisión (MET), fisisorción de nitrógeno, así como espectroscopías Raman e Infrarroja (IR). La evaluación de la actividad catalítica se llevó a cabo en un reactor batch de alta presión en la reacción de hidrodesulfuración (HDS) del dibenzotiofeno (DBT). Los resultados obtenidos mostraron que los catalizadores con mayor actividad en la reacción de HDS del DBT fueron aquellos sometidos a tratamiento hidrotérmico a condiciones de 180 °C y 8 h para ambos métodos de síntesis y la selectividad hacia la ruta de reacción de desulfuración directa (DSD), además los materiales presentaron propiedades texturales deseables tales como distribución de tamaño de poro y elevada área superficial específica. Los catalizadores sintetizados mediante gelificación in-situ presentaron mayor dispersión de metales.