Produção de diesel por via catalítica

Abstract

A produção de diesel é deficitária face a procura mundial, facto que tem fomentado a investigação de alternativas processuais para colmatar este diferencial negativo. Neste trabalho estudou-se a produção de diesel por via catalítica, processo com interesse real para as refinarias atuais. Numa primeira fase, o trabalho centrou-se na pesquisa e análise comparativa de resultados da literatura acerca da conversão de olefinas na presença de catalisadores mesoporosos. Com base nesta pesquisa, estudou-se a produção de diesel através da oligomerização do but-1-eno na presença de um catalisador ácido, nomeadamente, um aluminossilicato mesoporoso (ASM) sintetizado na Universidade de Aveiro. Comparou-se o desempenho catalítico do ASM com o de um zeólito comercial bem conhecido: o ZSM-5. O material ASM foi caraterizado por difração de raios-X de pós, espectroscopia de ressonância magnética nuclear de estado sólido e foram medidas isotérmicas de equilíbrio de adsorção/dessorção de N2 a 77 K. As reações catalíticas foram realizadas num reator de leito fixo, a 473 K. As misturas reacionais foram analisadas por cromatografia gasosa. Investigou-se a influência das condições reacionais (pressão, massa de catalisador, caudal de olefina) na reação catalítica. Em todos os casos obtiveram-se produtos na gama do diesel, estando as conversões medidas entre 31 e 84%. Os catalisadores foram caracterizados antes e depois das reação catalítica e não foram observadas alterações estruturais significativas.

Today's diesel production is deficient regarding worldwide necessities, and this reality has encouraged the investigation of procedural alternatives in order to contradict this fact. This work focused on the investigation of diesel production by a catalytic process, which may be a highly relevant process for today's refineries. In a first stage, this study focused primarily on the search and comparison of results from the literature regarding olefins conversion in the presence of mesoporous catalysts. Based on this search, it was studied the diesel production by the oligomerization of but-1-ene in the presence of an acid catalyst, a mesoporous aluminosilicate (ASM), synthesized at the University of Aveiro. The catalytic performance of ASM was compared with that of a commercial material, the well-known ZSM-5 zeolite. The characterization of the ASM and ZSM-5 materials was accomplished by powder X-ray diffraction, solid state nuclear magnetic resonance spectroscopy, and measurement of equilibrium adsorption/desorption isotherms of N2 a 77 K. The catalytic reactions were performed using a fixed bed reactor at 473 K. The amount of products formed was determined by gas chromatography. The influence of the reactional conditions (pressure, mass of catalyst, flow rate of olefin) on the catalytic reaction of the olefin was studied. In all cases, diesel-range products were obtained, and the measured conversions lied between 31 and 84%. The applied catalysts were characterized before and after the catalytic assays, and no significant structural changes were observed.