Estudio de la incorporación de quelantes y relación de w en catalizadores de NiMo y NiMoW soportados en Ti-HMS y su aplicación en hidrodesulfuración

Abstract

Based on the information obtained in previous studies for the preparation of better HDS catalysts (hydrodesulfurization), in the present research project the study of the incorporation of chelators in bimetallic and trimetallic catalysts based on NiMo and NiMoW sulphides supported in Ti-HMS developing a detailed study of the effect of four different chelators incorporated to NiMo bimetallic catalysts and the variation in different amounts of tungsten (W) in trimetallic catalysts NiMoW-Q (Q, chelator); in the physicochemical properties of the material. The studies also focused on studying the behavior of the catalyst during its evaluation in HDS reactions of DBT and 4,6-DMDBT. The incorporation of tungsten to the NiMo bimetallic catalyst with CyDTA as added chelator decreases the catalytic activity in the HDS of DBT, however at moderate amounts of tungsten the catalyst performs a good catalytic behavior. The patterns observed by X-rays present in the first instance a good dispersion of the phases or that the possible crystals formed are of a size smaller than 4 nm which do not reach to be detected by the equipment. The TEM analysis links a close relationship between the catalysts according to the size and length of the crystals and the catalytic activity, this effect is similar for both series of materials. The bimetallic materials with EDTA show the lowest catalytic activity, this may be due to the low dissociation and stability power that the molecule presents compared to its similar CyDTA compound. The catalysts with CyDTA and with moderate-low amounts of tungsten present the best kinetic results both in the HDS reaction of DBT and with 4,6-DMDBT when they are rated as the most catalytically active and give attractive results of reaction rate, conversion and selectivity.

En base a la información obtenida en estudios previos para la preparación de mejores catalizadores de HDS (hidrodesulfuración), en el presente proyecto de investigación se realizó el estudio de la incorporación de quelantes en catalizadores bimetálicos y trimetálicos basados en sulfuros de NiMo y NiMoW soportados en Ti-HMS desarrollando un estudio detallado del efecto de cuatro diferentes quelantes incorporados a catalizadores bimetálicos NiMo y la variación en distintas cantidades de wolframio (W) en catalizadores trimetálicos NiMoW-Q (Q, quelante); en las propiedades fisicoquímicas del material. Los estudios se enfocaron también en estudiar el comportamiento del catalizador durante su evaluación en reacciones de HDS de DBT y 4,6-DMDBT. La incorporación de wolframio al catalizador bimetálico NiMo con CyDTA como quelante adicionado disminuye la actividad catalítica en la HDS de DBT, sin embargo, a cantidades moderadas de wolframio el catalizador desempeña un buen comportamiento catalítico. Los patrones observados por rayos X presentan en primera instancia una buena dispersión de las fases o que los posibles cristales formados son de un tamaño menor a 4 nm los cuales no alcanzan a ser detectados por el equipo. El análisis por TEM vincula una estrecha relación entre los catalizadores de acuerdo al tamaño y longitud de los cristales y la actividad catalítica, este efecto es similar para ambas series de materiales. Los materiales bimetálicos con EDTA muestran la más baja actividad catalítica esto puede deberse al bajo poder de disociación y estabilidad que presenta la molécula en comparación de su similar compuesto CyDTA. Los catalizadores con CyDTA y con cantidades moderadas-bajas de wolframio presentan los mejores resultados cinéticos tanto en la reacción de HDS de DBT como con 4,6-DMDBT al ser valorados como los más activos catalíticamente y arrojar resultados atractivos de velocidad de reacción, conversión y selectividad.