Avaliação de Catalisadores CoMo e NiW suportados em Óxido de Nióbio em reação de Hidrodessulfurização de 3-metiltiofeno
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v9i11.10307Palavras-chave:
Hidrodesulfurização; Gasoline de FCC; 3-metiltiofeno; Óxido de Nióbio; Interação metal-suporte.Resumo
A eficiência de óxido de nióbio como suporte para catalisadores de hidrodesulfurização (HDS), CoMo e NiW, foi investigada na reação de HDS de uma molécula modelo representativa de compostos sulfurados presente na gasolina de FCC (3-metiltiofeno). O catalisador NiW/Nb2O5 apresentou a maior atividade catalítica, seguido pelo catalisador CoMo/Nb2O5 calcinado e por fim o catalisador CoMo/Nb2O5 não calcinado. Entretanto, apesar da menor atividade catalítica, o catalisador CoMo/Nb2O5 apresentou uma melhor razão pentano/penteno, fato que implica em uma menor formação de produtos hidrogenados. Além disso, caracterizações químicas e texturais foram realizadas a fim de investigar a estrutura dos catalisadores preparados. A partir da análise de TPD-NH3 observa-se um perfil de acidez com predominância de ácidos fracos/fortes e fracos/moderados para os catalisadores CoMo e NiW, respectivamente. A análise de área superficial específica (BET) apresentou uma baixa área especifica em todos os catalisadores CoMo e NiW, devido principalmente a baixa área supercial do óxido de nióbio. Por fim, a análise estrutural por difração de Raio-X (DRX) sugere que os catalisadores preparados não possuem uma forma cristalina.
Referências
Aray, Y., Zambrano, D., Cornejo, M. H., Ludeña, E. V., Iza, P., Vidal, A. B., Coll, D. S., Jímenez, D. M., Henriquez, F., & Paredes, C. (2014). First-principles study of the nature of niobium sulfide catalyst for hydrodesulfurization in hydrotreating conditions. Journal of Physical Chemistry C, 118(48), 27823–27832. https://doi.org/10.1021/jp5059269
Bendezú, S., Cid, R., Fierro, J. L. G., & Agudo, A. L. (2000). Thiophene hydrodesulfurization on sulfided Ni , W and NiW / USY zeolite catalysts : effect of the preparation method. Applied Catalysis A : General, 197, 47–60.
Castillo-villalón, P., Ramirez, J., & Vargas-luciano, J. A. (2014). Analysis of the role of citric acid in the preparation of highly active HDS catalysts. Journal of Catalysis, 320, 127–136. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2014.09.021
Daudin, A., Brunet, S., Perot, G., Raybaud, P., & Bouchy, C. (2007). Transformation of a model FCC gasoline olefin over transition monometallic sulfide catalysts. Journal of Catalysis, 248(1), 111–119. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2007.03.009
Falk, G. S., Borlaf, M., Novaes de Oliveira, A. P., Rodrigues Neto, J. B., Moreno, R., & Hotza, D. (2014). Síntese e caracterização de Nb2O5 por rota coloidal. Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciências Dos Materiais, 1, 2665–2672. https://doi.org/10.2466/pr0.1981.48.1.335
Faro, A. C., Carlota, A., & Santos, B. (2006). Cumene hydrocracking and thiophene HDS on niobia-supported Ni, Mo and Ni-Mo catalysts. Catalysis Today, 118, 402–409. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2006.07.027
Gaborit, V., Allali, N., Geantet, C., Breysse, M., Vrinat, M., & Danot, M. (2000). Niobium sulfide as a dopant for hydrotreating NiMo catalysts. Catalysis Today, 57(3–4), 267–273. https://doi.org/10.1016/S0920-5861(99)00336-3
Gonzalez-Cortes, S. L., Qian, Y., Almegren, H. A., Xiao, T., Uznetsov, V. L., & Edwards, P. P. (2014). Citric acid-assisted synthesis of c-alumina-supported high loading CoMo sulfide catalysts for the hydrodesulfurization (HDS) and hydrodenitrogenation (HDN) reactions. Applied Petrochemical Research, 5, 181–197.
González-Cortés, S. L., Rugmini, S., Xiao, T., Green, M. L. H., Rodulfo-Baechler, S. M., & Imbert, F. E. (2014). Deep hydrotreating of different feedstocks over a highly active Al2O3-supported NiMoW sulfide catalyst. Applied Catalysis A: General, 475, 270–281. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2014.01.045
Gutierrez, A., Turpeinen, E. M., Viljava, T. R., & Krause, O. (2017). Hydrodeoxygenation of model compounds on sulfided CoMo/Γ-Al2O3 and NiMo/Γ-Al2O3 catalysts; Role of sulfur-containing groups in reaction networks. Catalysis Today, 285, 125–134. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2017.02.003
Haandel, L. Van, Bremmer, G. M., Hensen, E. J. M., & Weber, T. (2017). The effect of organic additives and phosphoric acid on sulfidation and activity of (Co)Mo / Al2O3 hydrodesulfurization catalysts. Journal of Catalysis, 351, 95–106. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2017.04.012
Huirache-Acuña, R., Pawelec, B., Loricera, C. V., Rivera-Muñoz, E. M., Nava, R., Torres, B., & Fierro, J. L. G. (2012). Comparison of the morphology and HDS activity of ternary Ni(Co)-Mo-W catalysts supported on Al-HMS and Al-SBA-16 substrates. Applied Catalysis B: Environmental, 125, 473–485. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2012.05.034
Kaluza, L., Gulkova, D., Zdraz, M., & Vít, Z. (2012). CoMo / ZrO2 Hydrodesulfurization Catalysts Prepared by Chelating Agent Assisted Spreading. Catalysis Letters, 142, 969–974. https://doi.org/10.1007/s10562-012-0857-6
Kaluza, L., & Zdražil, M. (2018). Relative activity of Niobia-supported CoMo hydrodesulphurization catalyst prepared with NTA : A kinetic approach. Catalysis Communications, 107(October 2017), 62–67. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2018.01.020
Kitano, T., Shishido, T., Teramura, K., & Tanaka, T. (2012). Brønsted Acid Property of Alumina-Supported Niobium Oxide Calcined at High Temperatures: Characterization by Acid-Catalyzed Reactions and Spectroscopic Methods. The Journal of Physical Chemistry C, 116, 11615–11625.
Lamic, A. F., Daudin, A., Brunet, S., Legens, C., Bouchy, C., & Devers, E. (2008). Effect of H2S partial pressure on the transformation of a model FCC gasoline olefin over unsupported molybdenum sulfide-based catalysts. Applied Catalysis A: General, 344(1–2), 198–204. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2008.04.023
Lélias, M. A., Guludec, E. Le, Mariey, L., Gestel, J. Van, Travert, A., Oliviero, L., & Mauge, F. (2010). Effect of EDTA addition on the structure and activity of the active phase of cobalt – molybdenum sulfide hydrotreatment catalysts. Catalysis Today, 150, 179–185. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2009.07.107
León, J. N. D. De, Zavala-Sánchez, L. A., Suárez-Toriello, V. A., Alonso-Núnez, G., Zepeda, T. A., Yocupicio, R. I., Reyes, J. A. D. L., & Fuentes, S. (2017). Support effects of NiW catalysts for highly selective sulfur removal from light hydrocarbons. Applied Catalysis B, Environmental, 213, 167–176. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2017.05.014
Lu, X., Zhang, S., Xing, J., Wang, Y., Chen, W., Ding, D., Wu, Y., Wang, S., Duan, L., & Hao, J. (2020). Progress of Air Pollution Control in China and Its Challenges and Opportunities in the Ecological Civilization Era. Engineering, xxxx. https://doi.org/10.1016/j.eng.2020.03.014
Méndez, F. J., Franco-López, O. E., Bokhimi, X., Solís-Casados, D. A., Escobar-Alarcón, L., & Klimova, T. E. (2017). Dibenzothiophene hydrodesulfurization with NiMo and CoMo catalysts supported on niobium-modified MCM-41. Applied Catalysis B : Environmental, 219, 479–491. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2017.07.079
Naboulsi, I., Lebeau, B., Linares, F. C., Brunet, S., Mallet, M., Michelin, L., Bonne, M., Carteret, C., & Blin, J.-L. (2018). Selective direct desulfurization way (DDS) with CoMoS supported over mesostructured titania for the deep hydrodesulfurization of 4,6-dimethydibenzothiophene. Applied Catalysis A, General, 563, 91–97. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2018.06.033
Pelardy, F., Daudin, A., Devers, E., Dupont, C., Raybaud, P., & Brunet, S. (2016). Deep HDS of FCC gasoline over alumina supported CoMoS catalyst: Inhibiting effects of carbon monoxide and water. Applied Catalysis B: Environmental, 183, 317–327. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2015.10.026
Pelardy, F., Silva, A., Daudin, A., Devers, E., Belin, T., & Brunet, S. (2017). Sensitivity of supported MoS2-based catalysts to carbon monoxide for selective HDS of FCC gasoline : Effect of nickel or cobalt as promoter. “Applied Catalysis B, Environmental,” 206, 24–34. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2016.12.057
Pereira, A. S., Shitsuka, D. M., Parreira, F. J., & Shitsuka, R. (2018). Metodologia da Pesquisa Científica.
Pereyma, V. Y., Klimov, O. V, Prosvirin, I. P., Gerasimov, E. Y., Yashnik, S. A., & Noskov, A. S. (2018). Effect of thermal treatment on morphology and catalytic performance of NiW / Al2O3 catalysts prepared using citric acid as chelating agent. Catalysis Today, 305(April 2017), 162–170. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2017.07.019
Salazar, N., Beinik, I., & Lauritsen, J. V. (2017). Single-layer MoS2 formation by sulfidation of molybdenum oxides in different oxidation states on Au(111). Royal Society of Chemistry, 19, 14020.
Santos, D. P. B., Silva, C. T., & Albuquerque, R. V. T. de. (2017). Preparação e Caracterização do Óxido de Nióbio obtido a partir do Ácido Nióbico (Nb2O5nH2O) por Decomposição Térmica Direta. Exatas Online, 8(2), 1–8. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2016.02.001
Santos, A. S. dos. (2017). Transformation de composes modeles soufres et olefiniques repre sentatifs d’une essence de fcc – approche experimentale et theorique. Universite de Poitiers.
Santos, A. S. dos, Brunet, S., Girard, E., & Leflaive, P. (2019). Competitive adsorptions between thiophenic compounds over a CoMoS/Al2O3 catalyst under deep HDS of FCC gasoline. Applied Catalysis A : General, 570(25), 292–298.
Silva, J. I. S., & Secchi, A. R. (2018). An approach to optimize costs during ultra-low hydrodesulfurization of a blend consisting of different oil streams. Brazilian Journal of Chemical Engineering, 35(4), 1293–1304. https://doi.org/10.1590/0104-6632.20180354s20170370
Silva, M. L. C. P., Silva, G. L. J. P., & Tagliaferro, G. V. (2000). Obtenção e caracterização do óxido de nióbio 9(V) hidratado por precipitação em solucção homogênea. Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência Dos Materiais, 14(9), 1689–1699. https://doi.org/10.1017/CBO9781107415324.004
Valencia, D., & Klimova, T. (2012). Kinetic study of NiMo / SBA-15 catalysts prepared with citric acid in hydrodesulfurization of dibenzothiophene. Catalysis Communications, 21, 77–81. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2012.02.003
Valencia, D., Klimova, T., & Pena, L. (2014). CoMo / SBA-15 catalysts prepared with EDTA and citric acid and their performance in hydrodesulfurization of dibenzothiophene. Applied Catalysis B : Environmental, 147, 879–887. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2013.10.019
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