Determinación del efecto de la preparación y distribución de paladio soportado en Gamma Alúmina en una reacción de oxidación parcial de un alcohol

Determination of the effect of the preparation and distribution of palladium supported in Gamma Alumina in a partial oxidation reaction of an alcohol

Se analizó el efecto del tiempo de impregnación y estado previo del soporte en la distribución del Pd/gamma-Al₂O₃ preparado mediante la técnica de impregnación considerando dos tiempos (1 y 5 horas) y variando el estado previo (húmedo y seco). Se caracterizó el soporte y los catalizadores antes y después de usarlos en un reactor de lecho empacado (PBR) para la oxidación parcial del Isopropanol a una temperatura de 180°C y dos factores de tiempo W/F_AO(15 y 8 gcat/mol/h). Las técnicas de caracterización usadas fueron Difracción de Rayos X (XRD), área superficial por el método BET, y Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), entre otras. Los productos de la reacción fueron cuantificados mediante Cromatografía De Gases. Se Obtuvieron distribuciones uniforme y cáscara de huevo, se usaron catalizadores uniformes activados por reducción y calcinación.

INTRODUCCIÓN

La mayoría de los procesos en la industria química se llevan a cabo con la intervención de catalizadores, los cuales permiten el desarrollo de las reacciones químicas de una manera más eficiente en cuanto a rapidez, calidad, productividad y obtención de rendimiento. Debido a esto, surge el interés en el desarrollo de nuevos catalizadores y en la optimización de las rutas de síntesis.

El paladio como especie activa en catalizadores tiene aplicación en reacciones de oxidación parcial de alcoholes para producir productos de valor agregado como aldehídos y cetonas. Un ejemplo es la producción de acetona a nivel industrial la cual puede ser realizada por medio de la oxidación parcial del isopropanol.

Los catalizadores de paladio se usan también en reacciones de hidrogenación. En la actualidad la importancia de éstos se ha incrementado, debido a su uso en los convertidores catalíticos, donde presenta una alta eficiencia en la oxidación de monóxido de carbono e hidrocarburos producto de la combustión.

Existen diversos métodos de  preparación de catalizadores, los más comunes son: impregnación, coprecipitación y deposición o precipitación. En este trabajo, se realizará la preparación de catalizadores por el método de impregnación. Este consiste en establecer un contacto entre el soporte con una forma geométrica definida y una solución del precursor de la especie activa.

El proceso de impregnación está constituido por tres etapas: la primera consiste en establecer un contacto entre el soporte y la solución de impregnación, la segunda es la etapa de secado donde la mayor parte del precursor permanece en la superficie del soporte, y la etapa final es la activación del catalizador por calcinación o reducción.

La efectividad de un catalizador soportado depende en gran medida de los perfiles de distribución de la fase activa en el soporte. El estudio de la distribución es de gran importancia debido a que ésta afecta de manera sustancial la selectividad, actividad y envenenamiento del catalizador. Existen cuatro principales formas de distribución: uniforme, cáscara, clara y yema de huevo. (Figura 1).

Con este trabajo se busca realizar una investigación de tipo exploratoria acerca de la distribución del paladio soportado en gama alúmina, analizando los efectos de distintos factores que intervienen en dicho proceso, como son la concentración inicial de cloruro de paladio, el tiempo de impregnación y el estado previo del soporte.