Desarrollo de catalizadores monolíticos con sustrato de aluminio anodizado
La reacción de hidrogenación de aceites vegetales es de gran interés a nivel industrial no solo por las aplicaciones ampliamente desarrolladas en la industria alimenticia, sino también por su potencial uso en diferentes aplicaciones como son los biolubricantes, pinturas, etc. Asimismo, en los a...
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| Autor principal: | |
|---|---|
| Otros Autores: | |
| Formato: | tesis doctoral |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2015
|
| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://repositoriodigital.uns.edu.ar/handle/123456789/2400 |
| Aporte de: |
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Ingeniería química Hidrogenación Aceites Monolitos Paladio |
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Ingeniería química Hidrogenación Aceites Monolitos Paladio Boldrini, Diego Emmanuel Desarrollo de catalizadores monolíticos con sustrato de aluminio anodizado |
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Ingeniería química Hidrogenación Aceites Monolitos Paladio |
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La reacción de hidrogenación de aceites vegetales es de gran
interés a nivel industrial no solo por las aplicaciones
ampliamente desarrolladas en la industria alimenticia, sino
también por su potencial uso en diferentes aplicaciones como son
los biolubricantes, pinturas, etc.
Asimismo, en los años recientes, la búsqueda de procesos
amigables con el medio ambiente e intensificación de éstos ha
desencadenado un sinfín de estudios en vistas de lograr los
objetivos planteados. De este modo, la configuración de reactor
con agitador monolítico responde a esta demanda, debido a sus
ventajas operativas, es decir, la posibilidad de reutilizar el
catalizador y el hecho de no requerir de una etapa de filtrado
luego de finalizada la reacción.
Anteriormente se estudiaron diversos tipos de sustratos
monolíticos como son el FeCrAlloy, la cordierita y el aluminio
anodizado, destacándose este último frente a los demás debido a
su estabilidad tanto mecánica como química.
En este contexto, la presente tesis expone los estudios
realizados a fin de comprender el comportamiento del catalizador
en la reacción de interés, bajo la configuración de reactor
monolítico agitado.
En principio se obtuvieron mediante un proceso electroquímico
monolitos de aluminio anodizado, los cuales fueron impregnados
con paladio. Los catalizadores, denominados Pd/Al2O3/Al, fueron
ensayados en reacción durante usos consecutivos, mostrando una
desactivación progresiva conforme éstos son reutilizados. A fin
de determinar las potenciales causas de desactivación se realizó
un estudio sistemático buscando refutar o validar las hipótesis
planteadas.
Al someter el catalizador a una limpieza con solvente y
posterior calcinación, se corroboró que las características
morfológicas del sustrato catalítico recuperaban su condición
original, mientras que la cantidad de metal noble depositada
también permanecía inalterada. Por su parte, la cantidad de
metal expuesto decaía considerablemente, pese a que el tamaño
medio de las partículas metálicas permanecía constante. Los
análisis realizados mediante espectroscopia FTIR, mostraron que
aún luego de una limpieza con solvente y posterior calcinación
se obtienen señales remanentes asociadas a las interacciones del
carbono.
Estos resultados develaron que la causa de desactivación es la
formación de compuestos carbonosos fuertemente adsorbidos sobre
la superficie del metal activo muy difíciles de extraer, aún
bajo condiciones severas de recuperación.
Paralelamente al estudio descripto anteriormente, se realizó
el modelado matemático del reactor, bajo la configuración de
reactor con agitador monolítico. Se consideraron las
limitaciones a la transferencia de masa tanto externas como
internas, al igual que el fenómeno de desactivación. Los
estudios experimentales se llevaron a cabo en un amplio rango de
temperaturas, presiones y cargas de catalizador.
El buen ajuste de los parámetros cinéticos demostró la bondad
del modelo matemático y la adecuada determinación de los
coeficientes de transporte de masa.
De este modo los modelos matemáticos desarrollados se
presentan como una útil y versátil herramienta a fin de generar
políticas de uso del reactor a fin de obtener un producto
determinado (determinado por la composición final) y predecir
los costos operativos del sistema (asociados a la temperatura y
tiempo de reacción en cada batch para una dada carga de
catalizador).
Un análisis técnico-económico preliminar determinó el costo
requerido en la recuperación del metal noble y el sustrato
catalítico a fin de equiparar los costos con el proceso
convencional. El valor hallado es promisorio ameritando un
estudio más exhaustivo de la tecnología propuesta. |
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Damiani, Daniel Eduardo |
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Damiani, Daniel Eduardo Boldrini, Diego Emmanuel |
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