Síntesis, caracterización y evaluación catalítica en la HDS de 4,6-DMDBT de catalizadores trimetálicos de sulfuros de Ni, Mo Y W soportados en sílice hexagonal mesoporosa (SBA-16) modificada con Ti

Abstract

Due to environmental problems that have occurred in recent years, environmental regulations are increasingly stringent and require the development of more active catalysts, which allow working with more fire-resistant for contaminant removal sulfides in hydrotreating (HDT) molecules. Currently, a new system of mesoporous silica (SBA-16) has attracted the attention of researchers because of its interesting 3D structure consisting of mesoporous spherical ordered and interconnected, easily accessible for guest molecules, which facilitates the transport of reagents and products without clogging the pores. In addition to their interesting textural properties, the study in hydrodesulphurization (HDS) catalysts for transition metal sulfides supported on SBA-16 is low. In this research, two trimetalics catalysts (NiMoW) supported on hexagonal mesoporous silica (SBA-16) and modified Titanium (40Ti-SBA-16) were prepared. The catalytic precursors in the oxide form, were prepared by incipient impregnation method using ammonium heptamolybdate, ammonium metatungstato nickel nitrate (Ni/Mo+W = 0.5) according to previous research. Activation of precursor oxides NiMoW/SBA-16 and NiMoW/40Ti-SBA-16 was performed by sulfidation using H2S/H2 (10% H2S) to generate the catalysts S-NiMoW/SBA-16 and S-NiMoW/40Ti-SBA-16, in order to increase the catalytic activity in the reaction of 4,6-Dimetildibenzotiofeno HDS (4,6-DMDBT). The catalytic activity was evaluated in a batch reactor at 320°C and 800 psi pressure. The 4,6-DMDBT was selected as model molecule, because it contains sulfur and is a typical compound present in the petroleum fraction of high boiling point.

Debido a los problemas ambientales que han acontecido en los últimos años, las normativas ambientales son cada vez más estrictas y obligan al desarrollo de catalizadores más activos, que permitan trabajar con moléculas más refractarias para la extracción de sulfuros contaminantes en el hidrotratamiento (HDT). Actualmente, un nuevo sistema de sílice mesoporosa (SBA-16) ha atraído la atención de los investigadores debido a su interesante estructura 3D que consiste en mesoporos esféricos ordenados e interconectados, de fácil acceso para las moléculas huésped, lo que facilita el transporte de reactivos y productos sin la obstrucción de los poros. Además de sus interesantes propiedades texturales, el estudio en hidrodesulfuración (HDS) para los catalizadores de sulfuros de metales de transición soportados en SBA-16 es escaso. En el presente trabajo de investigación, se elaboraron dos catalizadores trimetálicos (NiMoW) soportados en sílice hexagonal mesoporosa (SBA-16) y modificada con Titanio (40Ti-SBA-16). Los precursores catalíticos en forma de óxido, se prepararon mediante el método de impregnación incipiente utilizando heptamolibdato de amonio, metatungstato de amonio y nitrato de níquel (relación Ni/Mo+W = 0.5) de acuerdo a investigaciones previas. La activación de los óxidos precursores NiMoW/SBA-16 y NiMoW/40Ti-SBA-16 se realizó mediante la sulfuración utilizando H2S/H2 (10% de H2S) para generar los catalizadores S-NiMoW/SBA-16 y S-NiMoW/40Ti-SBA-16, con el fin de incrementar la actividad catalítica en la reacción de HDS del 4,6-Dimetildibenzotiofeno (4,6-DMDBT). La actividad catalítica se evaluó en un reactor por lotes a 320°C y 800 psi de presión. El 4,6-DMDBT fue seleccionado como molécula modelo, ya que esta contiene azufre y es un compuesto típico presente en la fracción de petróleo de alto punto de ebullición.