Desactivación De Catalizadores

z DESACTIVACION
z Un catalizador es definido como una sustancia que acelera la velocidad de reacción y que permanece sin cambio durante el tiempo del proceso. Sin embargo a menudo esto no es asi, y la actividad usualmente decrece a medida que el catalizador es usado.
z La desactivación puede ocurrir, en algunas ocasiones en cuestión de segundos ; otras veces es tan lenta que la regeneración oel remplazo es necesaria, solo despues de varios meses.
z Mecanismos de desactivación
z Envenenamiento : la pérdida de actividad es causada por fuerte quimisorción de alguna impureza. La recuperación de la actividad, de ser posible, se llama reactivación.
z Ensuciamiento (fouling): la pérdida de actividad es causada por deposición y bloqueo de la superficie. La remoción del sólido es llamadaregeneración. La deposición de carbón es el ejemplo más común.
z Sinterizado: la pérdida de actividad es causada por una disminución de la superficie específica, como resultado de de una prolongada exposición a altas temperaturas.
z Pérdida de material catalítico: la desactivación es causada por formación de compuestos volátiles como carbonilos, óxidos, sulfuros. No se trata de la pérdida demetal por su vaporización directa.
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Envenenamiento
z La desactivación puede ser reversible o permanente. Si es reversible, un cambio en las condiciones operativas puede ser suficiente para reactivar el catalizador. Si la adsorción es permanente se requiere un tratamiento químico de la superficie o el reemplazo del catalizador.
z El envenenamiento puede ser uniforme o selectivo. El uniforme vabloqueando todos los centros activos por igual, mientras que el selectivo bloquea ciertos centros activos , normalmente los que mas contribuyen a la actividad.
z Ciertas especies pueden actuar como venenos en algunas reacciones pero no en otras; esto depende de la relación de las capacidades adsortivas con las otras especies que compiten por los sitios activos.
z Es posible intentar unaclasificación de los venenos de acuerdo a las especies químicas:
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z Grupo VA ( N, P, As, Sb) y VI A (O, S, Se, Te) interactúan con las especies catalíticas a través de los orbitales s y p. La interacción depende del estado de oxidación del veneno. SH2 > SO2 > SO4 2-
z Metales pesados tóxicos y iones (Pb, Hg, Bi, Sn, Zn, Cd, Cu, Fe) ocupan orbitales d y pueden formar aleaciones con metalescatalíticos.
z Moléculas con estructura electrónica insaturada (CO, NO, HCN, benceno) pueden quimisorberse a través de su enlace múltiple.
z Venenos de catalizadores en reacciones
z Prevención de envenenamiento
z Ya que el envenenamiento es generalmente debido a una fuerte adsorción de impurezas de la alimentación , y es dificultoso o imposible regenerar el catalizador envenenado, sería mejor,prevenir el envenenamiento por remoción de las impurezas de la alimentación.
Ejemplos :
z En procesos que involucran catalizadores a base de metales, es necesario reducir los sulfuros en la alimentación por debajo de 0.1 ppm para asegurar una vida útil del catalizador de 1 a 2 años.
z En cracking sobre catalizadores óxidos es necesario remover las bases fuertes como amonio, aminas, piridinas.
3La deposición de coque puede moderar el envenenamiento.El coque protege el catalizador y durante la regeneración el veneno es físicamente removido.
3 Reducir la velocidad de envenenamiento por elección de las condiciones de reacción que reduzca la capacidad de adsorción .Otra alternativa es operar en condiciones controladas por la transferencia de masa, de esta manera el veneno se deposita sobrela superficie externa del catalizador sin afectar la evolución de la reacción principal hacia el interior del pellet.
z Reactivación
z La reactivación sólo es posible si la desactivación es reversible. Algunos venenos pueden ser removidos por lavado químico, tratamiento a temperatura u oxidación. Otros no pueden ser removidos sin destruir el catalizador.
z La decisión de descartar o...