Estudo de catalisadores de Zn-V-Nb obtidos a partir de precursores lamelares para a reação de desidrogenação oxidativa do propano

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Rocha, Marise Machado
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química; Brasil; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
• Palavras-chave em Português: Desidrogenação oxidativa do propano; Vanádio; Estrutura Φz; Nióbio; Oxidative dehydrogenation of propane; Vanadium; Desidrogenação; Propano; Catalisadores; Φz type materials; Niobium; ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16359

O propeno é a segunda matéria-prima de maior importância na indústria petroquímica, cujas aplicações são a produção de polipropileno, acrilonitrila, oxi-álcoois, cumeno e ácido acrílico. É obtido como subproduto nos processos de pirólise de hidrocarbonetos e de craqueamento catalítico fluidizado de gasóleos. Devido à elevada demanda, alguns processos para a obtenção direta são estudados, dentre eles a desidrogenação oxidativa do propano (DHOP), produzindo, idealmente, propeno e água. Dentre os catalisadores mais estudados para essa reação, a maioria apresenta como componente principal o vanádio. Nesse trabalho foi estudada a influência da adição de Nb em precursores de Zn-V com estrutura lamelar do tipo Φz e seu efeito na reação de desidrogenação oxidativa do propano. Os precursores foram preparados pelo método de coprecipitação e foram calcinados a 550ºC por 3 h, para formar os catalisadores. Os testes catalíticos da reação de DHOP foram realizados na faixa de temperatura de 350 ºC a 500 ºC e em pressão atmosférica. O desempenho dos catalisadores foi estabelecido com base nos indicadores de parâmetros de conversão (X) e de Seletividade (S). A caracterização por difração de raios X confirmou a formação da estrutura do tipo Φz para o V100 (sem a adição de nióbio) e V95 (com adição de 5% de nióbio). Com dados de difração de raios X obtidos com fonte de luz Sincrotron, a célula unitária dos precursores foi indexada com êxito. As estruturas foram refinadas pelo método de Rietveld, apresentando bom ajuste para o V100 e V95. A identificação das fases mostrou a formação de óxidos multimetálicos para todos os catalisadores, exceto o V0C (adição de 100% de Nb e sem V). A composição das fases foi obtida pelo método de Rietveld. Nos testes catalíticos, foi observado que o catalisador sem V apresentou maiores valores de conversão, porém menores valores de seletividade para o propeno. Para os catalisadores com vanádio, a inserção de Nb causou um aumento nos valores de seletividade. O catalisador obtido pela calcinação a 750 ºC apresentou valores mais elevados de conversão e seletividade na reação ocorrendo acima de 400 ºC.