Oligomerização de eteno catalisada por zeólitas com diferentes topologias

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Fernandes, Débora da Silva
• Tipo de documento: Tese
• 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: Ethylene; Oligomerization; Zeolite; Nanocrystalline zeolite; Oligomerização de eteno; Zeólitas; Zeólitas nanocristalinas; ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/22966

A busca por matérias-primas provenientes de fontes renováveis tem sido incentivada com o objetivo de diminuir a dependência do petróleo e responder a questões relacionadas à preservação do meio ambiente. Neste contexto, o etanol é uma alternativa promissora para a obtenção de produtos petroquímicos, sendo o eteno o principal produto primário e o intermediário para a formação de outras olefinas e de combustíveis como gasolina, diesel e querosene de aviação livres de compostos aromáticos e sulfurados. As zeólitas são catalisadores promissores para essa reação devido às suas propriedades como acidez, seletividade de forma e estabilidade hidrotérmica. A topologia das zeólitas tem sido considerada importante porque dependendo tamanho dos poros e do sistema de canais, é possível restringir ou promover determinadas reações influenciando diretamente nos produtos formados. Como etapa inicial do estudo da oligomerização de eteno foram selecionadas zeólitas de diferentes topologias como as comerciais ZSM-5 (SAR = 30, 80, 280), BEA (SAR = 25, 40), FER (SAR = 20, 55) e as sintetizadas ZSM-22 (SAR = 100) e ZSM-12 (SAR = 200). O desempenho destes materiais foi avaliado com base na atividade, estabilidade e rendimento aos produtos em reações que ocorreram em condições de isoconversão (pressão parcial de eteno = 0,12 atm, temperatura de reação = 500 °C) e em condições propostas pela literatura denominadas Condição 1(pressão parcial de eteno = 0,12 atm, temperatura de reação = 500 °C, tempo de contato = 0,15 h); Condição 2 (pressão parcial de eteno = 0,35 atm, temperatura de reação = 400 °C, tempo de contato = 0,20 h) e Condição 3 (pressão parcial de eteno = 0,78 atm, temperatura de reação = 300 °C, tempo de contato = 0,082 h). Nessas condições verificou-se que a atividade, desativação e rendimento aos produtos são influenciados pelas diversas características dos materiais como topologia, acidez e propriedades texturais. A literatura aponta que modificações em parâmetros como tamanho dos cristais, acidez (razão SiO2/Al2O3) e propriedades texturais possibilitam a otimização da atividade catalítica, diminuindo limitações difusivas e problemas relacionados a desativação. A segunda parte deste estudo contempla a síntese da zeólita ferrierita em sua forma nanocristalina, utilizando o agente direcionador de estrutura (piridina), juntamente com um surfactante (brometo de hexadecilmetil piperidina) que foi utilizado para favorecer o processo de nucleação e limitar o crescimento dos cristais. O desempenho desse catalisador foi avaliado nas mesmas condições utilizadas na primeira parte desse trabalho. A diferença no tamanho dos cristais, que influencia diretamente nas propriedades texturais como área externa, foi considerada um fator determinante para o rendimento aos produtos, permitindo a formação de compostos de maior peso molecular.