Clasificación y propiedades fisicas de catalizadores
Páginas: 30 (7430 palabras)
Publicado: 15 de septiembre de 2012
= CLASIFICACIÓN Y PROPIEDADES FISICAS DE LOS CATALIZADORES =
INTRODUCCIÓN
La mayoría de los procesos en catálisis utilizan catalizadores sólidos. Estos sólidos, de composición altamente compleja (en ocasiones llegan a tener 10 o más elementos en su fórmula), pueden ser sin embargo descritos en forma de tres componentes elementales: la fase activa, el soporte y el promotor.La fase activa, como su nombre lo indica, es la fase directamente responsable de la actividad catalítica. Esta fase activa puede ser una sola fase química o un conjunto de ellas, sin embargo, se caracteriza porque ella sola puede llevar a cabo la reacción en las condiciones establecidas. Sin embargo, esta fase activa puede tener un costo muy elevado, como en el caso de los metales nobles(platino, paladio, rodio, etc.) o puede ser muy sensible a la temperatura (caso de los sulfuros de molibdeno y cobalto), por lo cual se requiere de un soporte para dispersarla, estabilizarla y proporcionarle buenas propiedades mecánicas.
El soporte es la matriz sobre la cual se deposita la fase activa y el que permite optimizar sus propiedades catalíticas. Este soporte puede ser poroso y por lotanto presentar un área superficial por gramo elevada (ver Tabla 1).
|Tabla 1 |
| |no porosos |vidrio - Al2O3 SiC |
|Área superficial baja || |
|( [pic]10m2/gr) | | |
| |porosos |kieselguhr |
| | |piedra pómez |
| |no porosos |SiO2 - AL2O2 carbón TiO2 ZnO |
|Gran área superficial | | |
|( [pic]10m2 / gr ) | ||
| |porosos |arcillas naturales |
| |( [pic]0.2 cm1 /gr) |Al2 O3 MgO SiO2 |
Esto es importante si la reacción química es suficientemente lenta; el soporte también debe tener resistenciamecánica elevada si se usan flujos muy rápidos, o tener resistencia térmica si la reacción es llevada a cabo en altas temperaturas. En algunos casos como en la reformación de gasolinas el soporte actúa también como una fase activa la cual sumada a la del platino permite el proceso completo de deshidrociclización (transformación de moléculas lineales de bajo octanaje como el hexano o el heptano enmoléculas cíclicas aromáticas como el benceno o el tolueno).
Los soportes pueden ser amorfos (SiO2, carbón), o cristalinos, como las zeolitas o la alúmina.
Algunos de los soportes más utilizados son:
|alúminas |zeolitas |
|sílicas |sílice-alúminas |
|carbón | |La forma física de este soporte también está definida por las condiciones de reacción (diseño del reactor) y puede ser en forma de esferas, palitos, anillos, mallas, hojuelas e inclusive monolitos en forma de panal (Fig.1).
El promotor es aquella substancia que incorporada a la fase activa o al soporte en pequeñas proporciones, permite mejorar las...
INTRODUCCIÓN
La mayoría de los procesos en catálisis utilizan catalizadores sólidos. Estos sólidos, de composición altamente compleja (en ocasiones llegan a tener 10 o más elementos en su fórmula), pueden ser sin embargo descritos en forma de tres componentes elementales: la fase activa, el soporte y el promotor.La fase activa, como su nombre lo indica, es la fase directamente responsable de la actividad catalítica. Esta fase activa puede ser una sola fase química o un conjunto de ellas, sin embargo, se caracteriza porque ella sola puede llevar a cabo la reacción en las condiciones establecidas. Sin embargo, esta fase activa puede tener un costo muy elevado, como en el caso de los metales nobles(platino, paladio, rodio, etc.) o puede ser muy sensible a la temperatura (caso de los sulfuros de molibdeno y cobalto), por lo cual se requiere de un soporte para dispersarla, estabilizarla y proporcionarle buenas propiedades mecánicas.
El soporte es la matriz sobre la cual se deposita la fase activa y el que permite optimizar sus propiedades catalíticas. Este soporte puede ser poroso y por lotanto presentar un área superficial por gramo elevada (ver Tabla 1).
|Tabla 1 |
| |no porosos |vidrio - Al2O3 SiC |
|Área superficial baja || |
|( [pic]10m2/gr) | | |
| |porosos |kieselguhr |
| | |piedra pómez |
| |no porosos |SiO2 - AL2O2 carbón TiO2 ZnO |
|Gran área superficial | | |
|( [pic]10m2 / gr ) | ||
| |porosos |arcillas naturales |
| |( [pic]0.2 cm1 /gr) |Al2 O3 MgO SiO2 |
Esto es importante si la reacción química es suficientemente lenta; el soporte también debe tener resistenciamecánica elevada si se usan flujos muy rápidos, o tener resistencia térmica si la reacción es llevada a cabo en altas temperaturas. En algunos casos como en la reformación de gasolinas el soporte actúa también como una fase activa la cual sumada a la del platino permite el proceso completo de deshidrociclización (transformación de moléculas lineales de bajo octanaje como el hexano o el heptano enmoléculas cíclicas aromáticas como el benceno o el tolueno).
Los soportes pueden ser amorfos (SiO2, carbón), o cristalinos, como las zeolitas o la alúmina.
Algunos de los soportes más utilizados son:
|alúminas |zeolitas |
|sílicas |sílice-alúminas |
|carbón | |La forma física de este soporte también está definida por las condiciones de reacción (diseño del reactor) y puede ser en forma de esferas, palitos, anillos, mallas, hojuelas e inclusive monolitos en forma de panal (Fig.1).
El promotor es aquella substancia que incorporada a la fase activa o al soporte en pequeñas proporciones, permite mejorar las...
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