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Consultar: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química

Título [PT]: Influência da razão SiO2/Al2O3 e da acidez em zeólitas tipo ZSM-5 no craqueamento de óleo de soja bruto
Título [EN]: Influence of the SiO2/Al2O3 ratio and the acidity on ZSM-5 type zeolites on crude soybean oil cracking
Autor(es): Carlos Andres Ortiz Bravo
Palavras-chave [PT]:

Zeólitas. Fundamentos e aplicação. Catalisador. Acidez. Engenharia química. Brasil.

Nádia Regina Camargo Fernandes-Machado [Orientador] - UEM Sibele Berenice Castella Pergher Mara Heloisa Neves Olsen Scaliante

Resumo: Zeólita tipo Na-ZSM5 foi sintetizada em três razões SiO2/Al2O3 (30, 60 e 90) e submetidas a três tipos de tratamentos pós-síntese: 1) Lavagem salina (Na-ZSM5L); 2) Troca iônica para a obtenção da sua forma ácida (H-ZSM5) e 3) Impregnação úmida com pentóxido de nióbio (Nb2O5/Na-ZSM5). As variações na razão SiO2/Al2O3 provocaram variações nas propriedades texturais. Além disso, diferenças na razão molar SiO2/Al2O3 foram observadas entre o gel de síntese e a zeólita obtida. Encontrou-se uma tendência geral de diminuição na acidez total do catalisador com o aumento na razão SiO2/Al2O3. Contudo, a relação entre os tipos de acidez (baixa, média ou alta) variou em função do tipo de tratamento pós-síntese realizado, quer dizer, se estava na sua forma sódica, ácida, ou impregnada com nióbio. Por exemplo, para as zeólitas sódicas e impregnadas com nióbio foram identificadas dois tipos de acidez, baixa e média, aumentando para os dois casos os sítios ácidos médios em relação com os sítios ácidos baixos com o aumento na razão SiO2/Al2O3. No caso das zeólitas na forma ácida, foi identificado um pico de dessorção de amônia à temperatura elevada, típico da zeólita H-ZSM5. Esse resultado foi muito interessante, já que demonstra a possibilidade de manipular o tipo de acidez em função do tipo de tratamento pós-síntese realizado em zeólitas tipo Na-ZSM5. O produto líquido de reação esteve principalmente composto por hidrocarbonetos na faixa da gasolina e por aromáticos. O efeito da razão SiO2/Al2O3 sob a distribuição dos produtos de reação variou em função do tipo de zeólita utilizada. De fato, para as zeólitas sódicas e as impregnadas com nióbio, o aumento na razão SiO2/Al2O3 provocou uma diminuição nos rendimentos de hidrocarbonetos na faixa da gasolina. Ao contrário, para as zeólitas tipo H-ZSM5, os maiores valores de rendimentos em gasolina foram observados para a zeólita H-ZSM5(90). O efeito do uso do H2 como gás de arraste foi especialmente observado na diminuição da produção de hidrocarbonetos aromáticos e no aumento na produção de água. Esse último resultado poderia guardar relação com a quantidade de coque formado. Adicionalmente, o aumento na razão SiO2/Al2O3 diminuiu a quantidade de coque formado em todos as zeólitas utilizadas. Igualmente, os tratamentos de troca iônica e impregnação de nióbio causaram uma diminuição na quantidade do coque formado. Abstract: Na-ZSM5-type zeolites with three different SiO2/Al2O3 molar ratio (30, 60 and 90) were synthesized and submitted to three types of post synthesis treatments: 1) saline wash (Na-ZSM5L); 2) Ionic exchange in order to obtain its acid form (H-ZSM5) and 3) Wet impregnation with niobium pentoxide (Nb2O5/Na-ZSM5). Variations of SiO2/Al2O3 molar ratio caused variations in texture properties. Moreover, differences in the SiO2/Al2O3 molar ratio were observed between the synthesis gel and the zeolite obtained. There was a general trend of decrease in the total acidity of the catalyst with the SiO2/Al2O3 ratio increase. However, the relationship between the types of acidity (low, medium or high) varied depending on the zeolite type, that is, whether it was in its sodium, acidic form or impregnated with niobium. For example, for the sodium and niobium impregnated zeolites, were identified low and medium acidity, increasing for the two cases the average acid sites in relation to the low acid sites with the increase in the SiO2/Al2O3 ratio. In relation to H-ZSM5 zeolites, ammonia desorption peak at high temperature, typical of H-ZSM5 zeolite, was identified. This result was very interesting, because it shows the possibility to manipulate the type of acidity according to the type of post synthesis treatment. Organic liquid product was mainly composed by hydrocarbons in the gasoline range and by aromatics. The effect of the SiO2/Al2O3 ratio on the reaction product distribution varied according to the type of zeolite used. In fact, for the sodium-type zeolites and those impregnated with niobium, the increase in the SiO2/Al2O3 ratio caused a decrease in the gasoline yield. In contrast, for H-ZSM5 type zeolites, the highest values of gasoline yield were observed for zeolite H-ZSM5 (90). The H2 effect was especially observed in the decrease in the production of aromatic hydrocarbons and in the increase in water production. This latter result could be related to the amount of coke formed. The increase in SiO2/Al2O3 ratio decreased the amount of coke formed in all the zeolites used. In addition, ion exchange and niobium impregnation treatments caused a decrease for coke formed.

Idioma: Português Data de Publicação: 2017 Local de Publicação: Maringá, PR Orientador: Prof.ª Dr.ª Nádia Regina Camargo Fernandes-Machado Co-Orientador: Prof.ª Dr.ª Mara Heloisa Neves Olsen Scaliante Instituição: Universidade Estadual de Maringá . Centro de Tecnologia . Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química Nível: Dissertação (mestrado em Engenharia Química) UEM: Departamento de Engenharia Química

Responsavel: edson
Categoria: Aplicação
Formato: Documento PDF
Arquivo: Disertação_Carlos_Ortiz_Final_UEM.pdf
Tamanho: 5024 Kb (5145038 bytes)
Criado: 17-07-2017 19:12
Atualizado: 17-07-2017 19:43
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