Síntesis hidrotermal de catalizadores de sulfuros de NiW y su evaluación catalítica en la HDS de DBT

Abstract

During the performance of this work, NiW mass catalysts were synthesized, which were evaluated in the hydrodesulfurization reaction (HDS) of dibenzothiophene (DBT). Tungsten oxide precursors (WO3) were first prepared by the hydrothermal method modifying only one synthesis parameter (reaction time). The materials were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (MET). NiW bimetallic catalysts were prepared from the WO3 nanostructures by the impregnation method. The materials were characterized in their oxide state by SEM and in their sulfide state by MET. By means of this technique a series of modifications are made in the size of the structures. On the other hand, the samples present sulphides on the surface, this due to the strong interaction between the atoms of tungsten (W6 +) and oxygen (O2-) that do not allow the breaking of their bonds. Subsequently, the catalysts were activated at 500 ° C for 4 hours with a flow of H2S / H2, then they were passed to the reactor to carry out the HDS reaction of DBT at 100 psi, 400 rpm and a temperature of 350 ° C. When carrying out the analysis of the products obtained from the reaction, the catalysts are directed towards the direct desulfurization route (selectivity), because the product obtained in a higher percentage is biphenyl, in addition to obtaining other products such as cyclohexylbenzene and bicyclohexyl in a lower percentage.

Durante la realización de este trabajo se sintetizaron catalizadores másicos de NiW, los cuales fueron evaluados en la reacción de hidrodesulfuración (HDS) de dibenzotiofeno (DBT). Se prepararon primeramente los precursores de óxido de tungsteno (WO3), por el método hidrotérmico modificando solo un parámetro de síntesis (tiempo de reacción). Los materiales se caracterizaron por microscopía electrónica de barrido (MEB) y microscopía electrónica de transmisión (MET). A partir de las nanoestructuras de WO3 se prepararon catalizadores bimetálicos de NiW mediante el método de impregnación. Los materiales fueron caracterizados en su estado óxido mediante MEB y en estado de sulfuros por MET. Mediante esta técnica se observó una serie de modificaciones en el tamaño de las estructuras. Por otro lado, las muestras presentan parcialmente sulfuros en la superficie, esto debido a la fuerte interacción entre los átomos de tungsteno (W6+) y oxígeno (O2-) que no permiten la ruptura de sus enlaces. Posteriormente los catalizadores se activaron a 500 ºC durante 4 horas con un flujo de H2S/H2, después se pasaron al reactor para llevar a cabo la reacción de HDS de DBT a 100 psi, 400 rpm y temperatura de 350 ºC. Al realizar el análisis de los productos obtenidos de la reacción, los catalizadores se dirigen hacia la ruta de desulfuración directa (selectividad), debido a que el producto obtenido en un mayor porcentaje es el bifenilo, además de obtener otros productos tales como el ciclohexilbenceno y biciclohexilo en un menor porcentaje.