Hidroisomerización-craqueo de n-octano sobre pt/wox-zro2. relación entre estructura cristalina, acidez del soporte, estado electrónico del platino y selectividad del catalizador

Hidroisomerización-craqueo de n-Octano sobre Pt/WOx-ZrO2. Relación entre estructura cristalina, acidez del soporte, estado electrónico del platino y selectividad del catalizador.
Javier M. Grau*, Juan C. Yori, José M. Parera
Instituto de Investigaciones en Catálisis y Petroquímica –INCAPE- (FIQ, UNL-CONICET), Santiago del Estero 2654, 3000 Santa Fe, Argentina. Tel:+54-342-4533858;Fax:+54-342-4531068; E-mail: jgrau@fiqus.unl.edu.ar

RESUMEN: Se estudió el efecto de la estructura cristalina del ZrO2 sobre las propiedades ácidas y metálicas de un catalizador de Pt/ WOx-ZrO2, utilizado en isomerización-craqueo de n-octano. Se prepararon cuatro soportes impregnando Zr(OH)4 con meta-tungstato de amonio (15%W), calcinándolos a 500, 600, 700 u 800 ºC y luego impregnando con H2Cl6Pt (1% Pt)y calci-nando en aire a 500 ºC. Se los caracterizó mediante: análisis químico, DRX, adsorción de N2, quimisorción de H2, RTP, CO-FTIR y se evaluaron en reacción a presión atmosférica con n-octano (300ºC, WHSV=4h-1 y H2/nC8= 6), n-butano (350 ºC, WHSV=1h-1 y H2/nC4= 6) y ciclohexano (300 ºC, WHSV= 12,6 h-1 y H2/CH=1,4). Los resultados obtenidos dependen del estado cristalino del ZrO2 y este de latemperatura de calcinación utilizada. Se ha observado que se obtiene el máximo rendimiento a isoparafinas livianas (C4-7) cuando se calcina a 700ºC. La acción promotora del W es mayor cuando la estructura del ZrO2 es tetragonal y menor cuando es monoclínica. Al aumentar la acidez del soporte coexisten en la fase metálica Pt+ y Pt0. Esta interacción produce aumento de la actividad isomerizante y dela estabilización del soporte.

Introducción
La obtención de hidrocarburos de alto índice de octano y bajo grado de contaminación, tales como compuestos alquilados e isómeros ramificados de C5 y C6, se considera fundamental en la reformulación de gasolinas a fin de cumplimentar las regulaciones medioambientales (1) sin disminuir el octanaje de la gasolina. La utilización de cortes parafínicospesados (C8+) como materia prima resulta atractivo para la industria del petróleo ya que permite reprocesar un excedente de la refinería de bajo valor agregado aumentando la producción de gasolina (2). La promoción de ZrO2 con oxoaniones (SO42- o WO42-) genera un material activo para la isomerización de n-parafinas (3). La adición de Pt al soporte ácido, mejora la estabilidad y aumenta elrendimiento del catalizador (4).
Recientemente hemos observado una gran influencia de la estructura cristalina de la ZrO2 sobre las propiedades ácidas y metálicas del catalizador en Pt/ SO42--ZrO2 (5,6). El Pt soportado en zirconia tetragonal tiene menor actividad hidrogenante que el soportado en zirconia monoclínica, no obstante mejoran las propieda-des isomerizantes del catalizador.
El objetivo deeste trabajo es estudiar la influencia de la estructura cristalina de la ZrO2 sobre las propiedades ácidas y metálicas del catalizador cuando el Pt es soportado en WOx-ZrO2. La presencia de Pt con propiedades metálicas reducidas puede modificar el rendimiento del catalizador en hidroisomerización-craqueo y para analizar este efecto se ha evaluado su reactividad catalítica en reacción con n-octano.Experimental
Preparación de catalizadores.
Se utilizó Zr(OH)4: [ZH] obtenido por hidrólisis de oxicloruro de zirconio STREM CHEMICAL en solución amoniacal. El precipitado fue lavado y secado en estufa 24 h a 110 ºC.
El [WZ]: WOx-ZrO2, fue obtenido por impregnación de ZH con solución de metatungstato de amonio, previamente estabilizadas a pH=6 durante una semana y de concentración adecuadapara obtener 15% W en el soporte final. Una vez impregnado, el soporte se deja 12 h a temperatura ambiente para su estabización, luego se seca a 110 ºC y calcina en aire 3 h a 500, 600, 700 u 800 ºC, para conseguir distintas estructuras cristalinas, identificadas como [WZ500], [WZ600], [WZ700] y [WZ800].
El Pt fue incorporado a estos soportes por impregnación incipiente de H2Cl6Pt para obtener un...