Síntese de zeólita ZSM-5 a partir do caulim e preparação de catalisadores (Co/ZSM-5 e Co/Ru/ZSM-5) visando aplicação na reação de Fischer-Tropsch. - SILVA, Valmir José da. (2012)
Este trabalho teve como objetivos preparar a zeólita ZSM-5 utilizando caulim calcinado como fonte de Si e Al e reduzir o teor de direcionador de estrutura (TPABr). Alem disso, impregnar Co e o promotor Ru na zeólita ZSM-5 com teor de 25% de TPABr e avaliar na síntese de Fischer-Tropsch (FT). As amostras foram caracterizadas por DRX, EDX, MEV, Adsorção Física de N2 , RTP e FTIR. A síntese de FT foi conduzida a 220 °C, pressão de 20 bar utilizando uma razão molar H2/CO = 2 em reator de leito fixo durante um tempo de reação de 135 horas. A analise de DRX revelou que a síntese hidrotérmica a 170 °C por 48 horas com caulim calcinado foi suficiente para se obter uma zeólita ZSM-5CC de elevada cristalinidade considerando os teores de 100, 75, 50 e 25% de TPABr. Na amostra sem TPABr foi observado apenas espectro característico de material amorfo. Apos os processos de impregnação e calcinação do Co no suporte zeólitico com teores de 15 e 20% foi possível observar a especie oxido de cobalto (Co304 ) na estrutura do suporte, porem a presença do oxido de rutênio nos catalisadores 20%Co/0,5%Ru/ZSM-5 e 20%Co/0,5%Ru/ZSM-5CC não foi observada, fato este atribuído ao pequeno percentual impregnado deste metal. A adsorção física de N2 revelou para os catalisadores 20%Co/ZSM-5 e 20%Co/0,5%Ru/ZSM-5 uma diminuição nas áreas superficiais especificas quando comparadas com a zeólita ZSM-5. Para o catalisador 20%Co/ZSM-5CC também foi observado um decréscimo deste parâmetro em relação a amostra adotada como suporte ZSM-5CC/25%TPABr. De acordo com a performance dos catalisadores na síntese de FT concluiu-se que o catalisador 20%Co/0,5%Ru/ZSM-5 apresentou valores de conversão a CO superior ao catalisador 20%Co/ZSM-5, porem apresentaram comportamentos similares, ou seja, elevada seletividade a hidrocarbonetos líquidos C5 + e baixa seletividade para C2-C4 e C02 . A baixa produção de metano também foi considerada significativa do ponto de vista benéfico para as condições da síntese de FT e em reator de leito fixo. Com relação ao catalisador 20%Co/ZSM-5CC, este apresentou valores de conversão a CO muito baixos, porem uma boa estabilidade e alta seletividade a C5 +.