Influência das condições operacionais na conversão de eteno em propeno e aromáticos catalisada por HZSM-5 - Fernandes, Débora da Silva (2016)
A busca por matérias-primas provenientes de fontes renováveis com o objetivo de diminuir a dependência do petróleo e responder a questões relacionadas à preservação do meio ambiente tem sido incentivada. Dentro deste contexto, o etanol é uma alternativa promissora para a obtenção de produtos petroquímicos, principalmente propeno e aromáticos como benzeno, tolueno e xilenos, através da conversão catalítica do etanol. O eteno é o principal produto primário desta reação e o intermediário para a formação de outras olefinas e aromáticos. Para a compreensão das rotas de transformação do etanol em hidrocarbonetos, torna-se essencial um estudo aprofundado da formação de olefinas e aromáticos a partir do eteno. Neste trabalho, foi estudada a influência das condições operacionais na conversão catalítica do eteno para obtenção de propeno e aromáticos. Para isso foi utilizada uma zeólita comercial HZSM-5 com razão molar SiO2/Al2O3 igual a 30. As reações foram conduzidas a pressão atmosférica, durante 4,5 h, variando-se a pressão parcial de eteno (0,12; 0,20 e 0,35 atm), a temperatura de reação (300, 400, 450 e 500 °C) e o tempo espacial (0,15; 0,20; 0,40 e 0,67 h) buscando identificar seus efeitos sobre a conversão de eteno e o rendimento aos produtos. O mecanismo proposto de formação das olefinas se baseia na formação de espécies carbeno a partir do eteno para a formação de propeno e a dimerização do eteno para a formação de butenos. Já sugere-se que na formação dos aromáticos a reação de desidrociclização seja favorecida frente a reação via transferência de hidrogênio. A maior formação de propeno foi obtida a altas temperaturas de reação, empregando-se valores baixos de tempo espacial () e de pressão parcial do eteno (p = 0,12 atm, = 0,15 h e T = 500 °C). Por outro lado, as condições ótimas para a formação de aromáticos foram p = 0,35 atm, = 0,20 h e T = 400 °C. A comparação do desempenho de zeólitas HZMS-5 com diferentes razões molares SiO2/Al2O3 (30, 80, 280) nas condições ótimas de formação de propeno e aromáticos mostrou que a HZSM-5 (280) não apresentou atividade para essa reação enquanto as demais amostras apresentaram conversões e rendimentos aos produtos diferentes como resultado da influência da acidez do material. As reações de longa duração foram realizadas durante 20 h para verificar a estabilidade do catalisador, bem como a variação no rendimento aos produtos. Observou-se uma queda no rendimento aos aromáticos, acompanhada de um aumento na quantidade de propeno formada fruto da desativação do catalisador. Para verificar a influência do vapor d água na desativação das zeólitas, a conversão de eteno e o rendimento aos produtos foram comparados ao alimentar água ao reator juntamente com eteno nas proporções de 36 e 18 %. O processo de desativação ocorre de forma mais intensa na presença de água, mas poucas alterações foram percebidas ao aumentar o teor de água no meio reacional