Zeolitas optimizadas como catalizadores en procesos de interés industrial

Abstract

[ES] Actualmente la gran mayoría de los procesos químicos que se llevan a cabo de manera industrial lo hacen en presencia de un catalizador, siendo tendencia el empleo de catalizadores heterogéneos para dichas funciones; dentro de este grupo, cabe destacar que más del 40% de los catalizadores empleados son zeolitas Las zeolitas son silicoaluminatos cristalinos microporosos que presentan una distribución regular de poros o cavidades de dimensiones moleculares; este tipo de estructuras se suelen emplear en procesos de catálisis ácida en la industria del refino y petroquímica en reacciones como la oligomerización de olefinas ligeras o la isomerización de alquenos, debido a sus excelentes propiedades físico-químicas, así como su elevada área superficial, acidez y alta estabilidad hidrotérmica. En estas reacciones, la principal problemática que se ha observado es el bloqueo de losmicroporos de las zeolitas a consecuencia de la formación de diferentes productos de reacción no deseados que favorecen la formación de coque dando como resultado una disminución en la actividad catalítica de los mismos. Para solventar dicha problemática, la estrategia que se ha empleado en la presente investigación ha sido aumentar la accesibilidad a dichos poros, mediante tratamientos post-síntesis de desilicación en diferentes condiciones lo que dará lugar a la formación de mesoporosidad. La zeolita elegida para aplicar esta mejora es la zeolita Tetha-1, con estructura TON, formada por canales de poro medio monodireccionales. De esta manera se ha evaluado la eficacia de tratamientos de desilicación en zeolitas tipo Theta-1. Los nuevos materiales se han caracterizado para determinar sus propiedades físico-químicas y se ha estudiado sucomportamiento catalíticoen dos reacciones de gran interés en la industria petroquímica y del refino como son la isomerización de n-butenos para producir isobuteno, de gran demanda en el mercado actual debido a sus múltiples aplicaciones, entre las que destaca la formación de MTBE y el caucho de butilo, y la hidroisomerización de n-alcanos de cadena larga a isoparafinas mono-ramificadas que se emplean en la fabricación de diesel y de lubricantes. Estos tratamientos tienen el objetivo de intentar mejorar la sostenibilidad del proceso, aumentando tanto la actividad, así como la selectividad y el tiempo de vida medio del catalizador. El aumento de la actividad conllevaría una reducción en las temperaturas de trabajo, lo que supondría un ahorro en el consumo energético, el de la selectividad conllevaría la obtención de productos más puros, lo que reduciría los costes en procesos de separación y purificación de los mismos, mientras que un aumento del tiempo de vida del catalizador supondría un ahorro en los costes de compra y sustitución del catalizador debido a su desactivación.