Modificación y caracterización de zeolitas y por tratamiento hidrotérmico

Abstract

Colombia and other parts of the world are experiencing problems due to the depletion of oil and its difficult extraction and refining. The use of catalytic materials such as zeolites improves the performance in the processes of crude oil refining, so they have implemented new techniques that favor the catalytic properties of these materials. In this work, the effect of the variation of steaming temperature and the concentration of ADMP on the generation of mesoporos of zeolite-type faujasita was evaluated. It was proposed to modify the zeolite CBV100 (Zeolyst International), varying the concentration of a chemical substance (ADMP) and the temperature of the hydrothermal treatment with water vapor (steam), to expand the pore size to improve the transport of large molecules inside the zeolitic structure. To know the textural properties of the modified materials, characterization techniques such as X-ray diffraction (DRX), nitrogen adsorption at 77 K, desorption of ammonia at programmed temperature (TPD-NH3), among others, were used. The zeolites obtained were evaluated as catalysts in the catalytic cracking reactions of 1,3,5-triisopropylbenzene, showing those with the highest yield. Thanks to the results of the catalytic test and the compilation of the results obtained by the other techniques, a concentration range of ADMP and vapor temperature will be established with zeolites with high catalytic cracking yields.

Colombia y otras partes del mundo viven una problemática por el agotamiento del petróleo y su difícil extracción y refinación. El uso de materiales catalíticos como las zeolitas mejoran el rendimiento en los procesos de refinación del crudo por ello se han implementado nuevas técnicas que favorecen las propiedades catalíticas de estos materiales. En este trabajo se evaluó el efecto que tiene la variación de la temperatura de steaming y la concentración del Agente Divalente Modificador de Poro (ADMP) en la generación de mesoporos de zeolitas tipo faujasita. Se propuso modificar la zeolita CBV100 (Zeolyst International), variando la concentración de una sustancia química (ADMP) y la temperatura del tratamiento hidrotérmico con vapor de agua (steaming), con la intención de ampliar el tamaño de los poros para mejorar el transporte de moléculas grandes al interior de la estructura zeolítica. Para conocer las propiedades texturales de los materiales modificados se utilizaron técnicas de caracterización como la difracción de rayos-X (DRX), la adsorción de nitrógeno a 77 K, desorción de amoniaco a temperatura programada (TPD-NH3), entre otras. Las zeolitas obtenidas se evaluaron como catalizadores en las reacciones de cracking catalítico de 1,3,5- triisopropilbenceno evidenciando las que presentaron mayor rendimiento. Gracias a los resultados del test catalítico y al compilado de los resultados obtenidos por las demás técnicas se logró establecer concentraciones de ADMP y temperaturas de steaming con los cuales se pueden obtener zeolitas con rendimientos de craqueo catalítico altos.