Naftaleno como molécula modelo para explicar el mecanismo de hidrodesulfuración sobre catalizadores Pd-Pt/y-Al2 O3

Naphthalene as a model molecule to explain the mechanism of hydrodesulfurization over Pd-Pt/y-Al2 O3 catalysts

El desarrollo de la hidrodesulfuración (HDS) de moléculas tipo dibenzotiofeno (DBT) por la ruta de hidrogenación (HID) sobre catalizadores Pd-Pt/γ-Al₂O₃ fue estudiado por medio del análisis de la reactividad del naftaleno (NFT) sobre estos materiales. Para ello, una serie de catalizadores Pd-Pt/γ-Al₂O₃ con diferentes proporciones molares Pd/(Pd+Pt) fueron preparados por el método de coimpregnacion, caracterizados por absorción atómica y adsorción-desorción de nitrógeno y evaluados a temperaturas entre 503 y 543K y 5MPa. Los resultados muestran que, para éste sistema catalítico, existe un efecto de sinergia en la selectividad hacia la trans-decalina. Se pudo concluir que el mecanismo de reacción del NFT sobre el catalizador bimetálico Pd-Pt/γ-Al₂O₃ comprende el roll-over ∆1,9-octalina sobre la superfcie catalítica, existiendo de este modo una similitud con el mecanismo de reacción del DBT por la ruta de HID en la HDS.

Introducción

Los compuestos contenidos en el diésel, específicamente los de la familia de los alquildibenzotiofenos, especialmente el 4,6 dimetildibenzotiofeno, son altamente refractarios al hidrotratamiento (HDT) y prácticamente el azufre no se elimina durante el HDT convencional. La reacción de hidrodesulfuración (HDS) durante el HDT catalítico de estos compuestos ocurre a través de dos rutas paralelas: la ruta de desulfuración directa (DDS) y la ruta de desulfuración a través de una hidrogenación (HID) previa, esta última se lleva a cabo en mayor medida que la DDS debido a las limitaciones estéricas que presentan estos compuestos durante la adsorción catalítica para la eliminación directa del azufre. Se utiliza el dibenzotiofeno (DBT) como molécula representante de esta familia de compuestos azufrados ya que no presenta impedimentos que condicionen la selectividad y de esta manera entender el comportamiento de los catalizadores hacia el desarrollo de las dos diferentes rutas de reacción. Baldovino et al. estudiaron la ruta de HID del DBT sobre catalizadores Pd/γ-Al₂O₃y propusieron que el mecanismo de reacción comprende un paso de roll-over en el cual la molécula adsorbida gira sobre sí en la superficie del catalizador y que tal paso ocurre después de la hidrogenación por HID previa de uno de sus anillos aromáticos para que la molécula pueda adsorberse de nuevo sobre la superficie del catalizador y llevar a cabo la hidrogenólisis o remoción del átomo de azufre.

Sobre catalizadores de Pd, el roll-over ha sido sugerido también para explicar la HID del naftaleno (NFT) hacia la trans-decalina (t-DCL), en donde la alta selectividad hacia este isómero implica una fuerte interacción entre la fase activa del Pd y la estructura aromática.