Estudio de la hidroconversión de una mezcla modelo de gasolina sobre catalizadores Mo/alúmina + zeolita para incrementar su número de octano

Abstract

On activity, selectivity and increased octane number in the selective hydroconversion a model hydrotreated FCC gasoline mixture: In this work the effect of the zeolite catalysts Mo / alumina + zeolite (HBeta or HZSM5 zeolite) was analyzed. The mixture of n-heptane-metilciclohexanotolueno was selected to represent the major hydrocarbon gasoline cut. catalysts were prepared using two zeolites of different structure and pore size: Mo / alumina + HBeta and Mo / alumina + HZSM5. The study hydroconversion was conducted in a tubular reactor at industrial operating conditions: Temperature: 315 ° C Pressure: 400 psig, molar ratio H2 / Hydrocarbon: 2 LHSV: 1.10 h-1. The physicochemical properties of the catalysts were analyzed by physical adsorption of N2, XRD, and 27 Al NMR pyridine adsorption analyzed by FT-IR. From the results of this study it can be concluded that by using bifunctional catalysts Mo / alumina + zeolite with well crystallized zeolites (XRD), whose acid function is mainly constituted by acidity Bronsted (FT-IR of pyridine, NMR 27Al) may promote isomerization and disintegration of n-heptane and methylcyclohexane and toluene alkylation to raise the octane number of the gasoline model mix. This allows obtaining compounds of high added value such as alkylated aromatics and isoparaffins, that increase the octane number and hence the quality of gasoline. Therefore, to obtain a high yield of compounds with high added value, the use of catalysts based on zeolite is desirable with large pore diameter as HBeta, which reduces steric constraints and / or diffusional of hydrocarbons, compared to the catalyst based on zeolite HZSM5.

En este trabajo se analizó el efecto del tipo de zeolita en catalizadores Mo/alúmina+zeolita (zeolita: HBETA o HZSM5) sobre la actividad, selectividad y el incremento del número de octano en la hidroconversión selectiva de una mezcla modelo de gasolina FCC hidrotratada. La mezcla de n-heptano-metilciclohexanotolueno se seleccionó para representar a los principales hidrocarburos de este corte de gasolina. Se prepararon catalizadores utilizando dos zeolitas de diferente estructura y tamaño de poro: Mo/alúmina+HBETA y Mo/alúmina+HZSM5. El estudio de hidroconversión se realizó en un reactor tubular a condiciones de operación industriales: Temperatura: 315º C, Presión: 400 psig, Relación molar H2/Hidrocarburo: 2 y LHSV: 1-10 h-1. Las propiedades fisicoquímicas de los catalizadores fueron analizadas por adsorción física de N2, DRX, RMN de 27Al y adsorción de piridina analizada por FT-IR. A partir de los resultados del presente estudio se puede concluir que mediante el uso de catalizadores bifuncionales Mo/alúmina+zeolita, con zeolitas bien cristalizadas (DRX), cuya función ácida está constituida principalmente por acidez de Brönsted (FT-IR de piridina, RMN de 27Al), es posible promover la isomerización y desintegración del n-heptano y del metilciclohexano y la alquilación del tolueno, para elevar el número de octano de la mezcla modelo de gasolina. Esto permite obtener compuestos de alto valor agregado como isoparafinas y aromáticos alquilados, que aumentan el número de octano y por lo tanto la calidad de la gasolina. Por lo tanto, para obtener un alto rendimiento de compuestos de alto valor agregado, es deseable el empleo de catalizadores a base de zeolita con un diámetro de poro grande como la HBETA, lo cual disminuye las restricciones estéricas y/o difusionales de los hidrocarburos, en comparación con el catalizador a base de zeolita HZSM5.