Síntese, caracterização e aplicação do MCM-41 e A1-MCM-41 na pirólise do resíduo atmosférico de petróleo

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

No presente trabalho, foram sintetizados materiais mesoporos da família M41S que foram descobertos no início dos anos 90 por pesquisadores da Mobil Oil Corporation, possibilitando assim novas perspectivas no ramo da catálise. Um dos mais importantes membros desta família é o MCM-41, que possui um arranjo hexagonal de mesoporos com diâmetros de poros entre 2 a 10 nm e uma alta área superficial, tornando-o bastante promissor para ser utilizado como catalisador no refino do petróleo para o craqueamento catalítico, já que seus mesoporos facilitam o acesso de moléculas grandes de hidrocarbonetos, aumentando assim a produção de produtos leves com uma alta demanda no mercado. A adição de alumínio na estrutura do MCM-41 aumenta a acidez do material, tornando-o mais positivo para aplicação na indústria petroquímica. Os materiais mesoporosos do tipo MCM-41 e Al-MCM- 41 (razão Si/Al=50) foram sintetizados através do método hidrotérmico partindo da Sílica gel, NaOH e água destilada. Como direcionador estrutural foi utilizado CTMABr. Para o Al- MCM-41 utilizaram-se os mesmos reagentes acrescentando a pseudobohemita (fonte de alumínio) no gel de síntese. As sínteses foram realizadas durante um período de quatro dias com correção diária de pH. As melhores condições de calcinação para remoção do direcionador orgânico (CTMABr) foram otimizadas por TG/DTG e através de análises por DRX, FTIR e adsorção de nitrogênio verificou-se que tanto o método de síntese hidrotérmica como as condições de calcinação baseado nos estudos por TG foram promissores para produção de materiais mesoporosos com alto grau de ordenação hexagonal. As propriedades ácidas dos materiais foram determinadas pela dessorção de n- butilamina via termogravimetria. Comprovou-se que a adição de alumínio na estrutura do MCM-41 promoveu um aumento na acidez deste catalisador. Para verificar a atividade catalítica desses materiais utilizou-se uma amostra do Resíduo Atmosférico (RAT) que é proveniente da destilação atmosférica do petróleo proveniente do Pólo de Guamaré- RN previamente caracterizado por várias técnicas como: Termogravimetria, FTIR e FRX, realizando-se através da análise térmica um estudo comparativo entre a degradação térmica do RAT, pirólise do RAT+MCM-41 e RAT+Al-MCM-41. Verificou-se que o Al-MCM-41 promoveu um efeito catalítico mais satisfatório na pirólise do RAT, já que o craqueamento dos produtos pesados presentes no resíduo ocorreu em temperaturas inferiores às observadas para a pirólise com MCM-41 e com isso diminuindo também a energia de ativação para o processo, bem como aumentando os valores de conversão do resíduo em produtos leves

ASSUNTO(S)

atmospheric residue (rat) mesoporous materials quimica pirólise catalytic cracking and pyrolysis mcm-41 materiais mesoporosos resíduo atmosférico al-mcm-41 mcm-41 and al- mcm-41 craqueamento catalítico

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