Estudo cinético da decomposição térmica de coque sobre zeólita beta modificada com Zn e La - Silva, Diego Santana da (2022)
As regulamentações ambientais têm intensificado as medidas para reduzir o teor de enxofre da gasolina, uma vez que este combustível gera óxidos de enxofre após queima, agravando os problemas ambientais e a saúde humana. A redução desse contaminante da gasolina pode ser feita diretamente no FCC, empregando aditivos que realizam a dessulfurização in situ. O processo FCC é severamente impactado pela desativação dos catalisadores e aditivos, devido a formação de coque. Este problema é contornado com a regeneração cíclica dos materiais, através da combustão do coque, que necessita de dados cinéticos da sua decomposição térmica para determinar os parâmetros de temperatura e tempo de residência no regenerador. Diante do exposto, neste trabalho avaliou-se a energia de ativação necessária para a termoxidação do coque, depositado sobre zeólita Beta modificada com Zn e La, que são materiais promissores para a redução de enxofre na faixa da gasolina, e realizou-se comparativo dos dados com dois aditivos comerciais. As amostras foram desativadas, de forma acelerada, com deposição do coque através do craqueamento catalítico de ciclohexano contendo 2% de enxofre, na temperatura de 500 °C e velocidade espacial de 0,02 s-1 . As modificações da zeólita Beta foram realizadas através da incorporação de 2% de zinco e 2% de lantânio via impregnação úmida. Os materiais sintetizados foram caracterizados com as técnicas de FRX, DRX fisissorção de N2 e FTIR, as quais indicaram não haver alterações estruturais significativas na zeólita Beta após as modificações. As amostras desativadas pelo coque foram analisadas por termogravimetria, a qual mostrou que a zeólita Beta de referência e a modificada com lantânio obtiveram o maior e menor teor de coque depositado, respectivamente. Já a zeólita Beta modificada com zinco apresentou teor de coque intermediário. O método Ozawa-Flynn-Wall foi aplicado para o estudo cinético, o qual utiliza os dados das análises termogravimétricas. Verificou-se que a menor energia de ativação para a termoxidação do coque foi encontrada na zeólita modificada com lantânio, enquanto a zeólita modificada com zinco obteve energia de ativação intermediária e a zeólita Beta sem modificações apresentou o valor mais elevado. As análises de espectroscopia Raman mostraram uma relação direta do grau de grafitização com a energia de ativação de combustão do coque, e a zeólita modificada com lantânio apresentou a menor energia de ativação para combustão, indicando que o coque é mais facilmente consumido durante a regeneração do catalisador no FCC.