[pt] A síntese direta de dimetil éter (DME) a partir de gás de síntese é catalisada a partir de catalisadores bifuncionais que possuem duas propriedades: uma hidrogenante que catalisa a formação de metanol a partir de gás de síntese e a outra desidratante que se encarrega da formação do dimetil éter a partir do
metanol. Catalisadores bifuncionais com componente hidrogenante baseado em Cu, Zn e Al e componente desidratante baseado na zeólita H-ferrierita foram sintetizados, avaliando-se, o método de preparação, a
influência do alumínio no componente hidrogenante e a razão componente desidratante versus componente
hidrogenante. Dos diferentes métodos de preparação utilizados: precipitação-deposição, coprecipitação-impregnação e coprecipitação-sedimentação foram os dois últimos que apresentaram melhores resultados na conversão de gás de síntese além de apresentar a formação do precursor do catalisador de síntese de metanol. Os catalisadores foram caracterizados por: absorção atômica, análise térmica gravimétrica, adsorção de N2, difração de raios-x, redução com temperatura programada (RTP), dessorção com temperatura programada de amônia (DTPNH3), dessorção com temperatura programada de hidrogênio (DTP-H2) e microscopia eletrônica de transmissão. Verificou-se que o catalisador bifuncional apresenta um
entupimento no volume de poros de aproximadamente 50 por cento. Os resultados dos raios-x identificaram a formação das fases auricalcita, hidrozincita, malaquita e rosacita nos catalisadores com componente hidrogenante baseado em Cu e Zn dos catalisadores com componente hidrogenante baseado em Cu, Zn
e Al, e razão atômica Cu/Zn/Al:55/30/15, se observou somente a fase hidrotalcita. A inclusão de alumínio no componente hidrogenante favoreceu a formação de partículas de CuO muito pequenas, conforme observado na microscopia eletrônica de transmissão e difração de raios-x. A análise da DTP-H2 mostrou que os catalisadores preparados por coprecipitação-impregnação apresentam áreas de cobre um pouco maiores. A DTP-NH3 identificou a presença de sítios ácidos de Lewis e de Bronsted que ainda permanecem na H-ferrierita após a preparação do catalisador bifuncional. Sítios ácidos de Bronsted diminuem em maior proporção no catalisador bifuncional quando é preparado pelo método de coprecipitação-impregnação.
Os testes catalíticos mostraram não existem grandes diferenças entre os catalisadores bifuncionais preparados por ambos os métodos e que o alumínio no componente hidrogenante não melhora a atividade catalítica destes catalisadores na síntese direta de DME. Concluiu-se que a etapa limitante do processo é a
hidrogenação e que esta é dominada pelo cobre e que a H-ferrierita é um excelente componente desidratante pela sua elevada acidez. / [en] The direct synthesis of dimethyl ether from syngas is catalyzed by bifunctional catalysts: the hydrogenation function that catalyzes the methanol formation and the dehydration function to produce dimethyl ether from methanol. Bifunctional catalysts with Cu, Zn and Al as hydrogenation component and Hferrierite zeolite as dehydration component had been synthesized. It was evaluated the method of preparation, the influence of aluminum present in the hydrogenation component and dehydration/hydrogenation component ratio. The coprecipitating impregnation and coprecipitating
sedimentation methods were used to form the precursor of hydrogenation component. The catalysts had been characterized by atomic absorption, thermal gravimetry analysis, N2 adsorption, xrays diffraction, TPR, ammonia TPD, hydrogen TPD and transmission electronic microscopy. It was verified that the bifunctional catalyst lost 50 percent of its pore volume. The results of x-rays identified the formation of aurichalcite, hydrozincite, malachite and rosacite phases in the catalyst based on Cu and Zn. However, in the catalyst based on Cu, Zn and Al (for an atomic ratio, Cu/Zn/Al:55/30/15) only the hidrotalcite
phase was found. It was observed that the aluminum introduction in the hydrogenation component favors the formation of very small particles of CuO as verified in transmission electronic microscopy and x-rays diffraction. The NH3-TPD identified the presence of Lewis and Bronsted acid sites that still remain in the H-ferrierite after the preparation of the bifunctional catalysts. Bronsted acid sites had an importante decrease in the bifunctional catalysts when it is prepared by the method of coprecipitating impregnation. The catalytic tests showed that the catalysts prepared by the coprecipitating sedimentation method, present higher conversions and DME selectivitys than the prepared by coprecipitating impregnation. The presence of Al in the hydrogenation component doesn`t improve the catalytic activity. It can be
concluded that the H-ferrierite is an excellent dehydration component for its high acidity and that the methanol synthesis can be limitant in the process of direct synthesis of DME from syngas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:5205 |
| Date | 20 July 2004 |
| Creators | JHONNY OSWALDO HUERTAS FLORES |
| Contributors | MARIA ISABEL PAIS DA SILVA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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