Síntesis y caracterización de catalizadores de vanadio en nano gamma alúmina para la deshidrogenación oxidativa del etano a etileno

Abstract

El etileno es una de las materias primas industriales más importantes, debido a que es el insumo básico para la fabricación de varios productos químicos de importancia comercial e industrial; y considerando que el Perú cuenta con reservas de gas natural, pero que no se utiliza el etano para su conversión a etileno, es por ello que en esta investigación nace la inquietud a buscar nuevas alternativas de conversión del etano a etileno a través de catalizadores polimetálicos. Para ello se preparó y caracterizó catalizadores basados en óxido de vanadio como fuente activador soportado sobre nano gamma alúmina y promovido con algunos elementos alcalinos (Li, Na y K) y niobio (Nb), para la producción de etileno a través de la conversión del etano proveniente del gas natural. En la parte experimental de la presente tesis, se ha desarrollado, primero, la preparación de los catalizadores, a través del método de impregnación húmeda. Segundo, se han caracterizado los diversos catalizadores con los métodos de sorción de nitrógeno (método BET), difracción de rayos X (XRD), análisis termo gravimétrico (TGA), espectroscopía Raman, inducción a temperatura programada (TPR), microscopía electrónica de barrido sensible (SEM) y también, el test de los catalizadores con promotores de Li, Na y K que presentaron conversiones alrededor de 22% mayores de óxido de vanadio sobre nano. No obstante, los catalizadores, promovido con Nb mostraron las selectividades a etileno alrededor de 72-95%.

Ethylene is one of the most important industrial raw materials, because it is the basic input for the manufacture of various chemical products of commercial and industrial importance; and considering that Peru has natural gas reserves, but that ethane is not used for its conversion to ethylene, that is why in this research the concern arises to seek new alternatives for the conversion of ethane to ethylene through catalysts polymetallic. For this, catalysts based on vanadium oxide were prepared and characterized as an activator source supported on nano gamma alumina and promoted with some alkaline elements (Li, Na and K) and niobium (Nb), for the production of ethylene through the conversion of ethane from natural gas. In the experimental part of this thesis, the preparation of the catalysts has been developed, first, through the wet impregnation method. Second, the various catalysts have been characterized with nitrogen sorption methods (BET method), X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TGA), Raman spectroscopy, programmed temperature reduction (TPR), and scanning electron microscopy. sensitive (SEM) and also, the test of the catalysts with promoters of Li, Na and K that presented conversions around 22% higher to vanadium oxide on nano- γ -Al2O3. However, the V2O5 / nano- γ -Al2O3 catalysts promoted with Nb showed the selectivities to ethylene around 72-95%.