Transformación catalítica de metano en olefinas ligeras (vía clorometano)

Resumen

Se han estudiado, los catalizadores adecuados, condiciones de proceso y modelado cinético, de la transformación catalítica de clorometano en olefinas ligeras (con énfasis en la obtención de propileno). Ésta es una de las rutas más interesantes para la obtención a gran escala de materias primas y combustibles a partir de gas natural, complementando las rutas convencionales de obtención de olefinas (de creciente demanda) a partir de petróleo (craqueo de naftas y FCC) y otras de nueva implantación a partir de fuentes alternativas (vía gas de síntesis). Los catalizadores han sido preparados con: i) zeolitas HZSM-5, con diferente relación SiO2/Al2O3 y sometidas a diferentes modificaciones de su acidez y estructura, y; ii) silicoaluminofosfatos (SAPOs). La experimentación se ha realizado en reactor de lecho fijo, con presiones próximas a la atmosférica, en el intervalo 350-450 ºC, comparando los catalizadores en base a resultados de actividad, rendimiento y selectividad de olefinas ligeras, desactivación y regenerabilidad. El comportamiento de los catalizadores se ha explicado atendiendo a sus propiedades (acidez y selectividad de forma).Dada su importancia para la viabilidad industrial del proceso, se ha estudiado con detalle (mediante TPO y diferentes técnicas de espectroscopía) el origen de la desactivación del catalizador, lo que ha permitido delimitar las condiciones para evitar la desactivación irreversible y el conocimiento de la evolución del coque que desactiva el catalizador y de la relación de esta evolución con las propiedades del catalizador y con las condiciones de reacción (temperatura y composición del medio).El modelado cinético se ha fundamentado en las semejanzas de las etapas del mecanismo de la reacción con las de la transformación de metanol en olefinas, y los parámetros cinéticos se han obtenido ajustando resultados para un amplio intervalo de condiciones de operación. El modelo cinético obtenido permite calcular la evolución con la posición en el reactor y el tiempo de las concentraciones de las agrupaciones de productos de: olefinas C2-C4, parafinas C2-C4, hidrocarburos C5+ (no aromáticos), aromáticos BTX y metano.