2012 Catalisis 1 1 48 69 1

CATALISIS 1 (2012) 48-69.

Aspectos relevantes de la hidrogenación selectiva de
1,3-butadieno con catalizadores basados en Pd/Al2O3
Relevant aspects of selective hydrogenation of
1,3-butadiene with Pd/Al2O3 based catalysts
FRANKLIN J. MÉNDEZ1,*, YANET VILLASANA1, JULIA GUERRA2, ÁNGELA B. SIFONTES1,
CLAUDIO OLIVERA-FUENTES2, JOAQUÍN L. BRITO1,*
1

Centro de Química, Instituto Venezolano deInvestigaciones Científicas, Altos de Pipe.
Dirección Postal: Apartado 20632, Caracas 1020-A, Venezuela.
2
Departamento de Termodinámica y Fenómenos de Transferencia, Universidad Simón Bolívar, Valle de Sartenejas.
Dirección Postal: Apartado 89000, Caracas 1020-A, Venezuela.
E mail: fmendez@ivic.gob.ve / joabrito@ivic.gob.ve

RESUMEN
Se hace una revisión sobre el estado del arte de la catálisisinvolucrada en la reacción de
hidrogenación selectiva de 1,3-butadieno en cortes ricos en 1-buteno con catalizadores basados en Pd/Al2O3.
Se presentan algunos aspectos relevantes de esta tecnología, como: conceptos básicos de hidrogenación,
hidrogenación parcial e hidrogenación selectiva, su importancia en la industria petrolera venezolana, las
condiciones termodinámicas de reacción, la evolución de loscatalizadores hasta la actualidad, y las
tendencias en este campo de investigación. De igual manera, se resumen los avances en los mecanismos de
reacción y las características estructurales y funcionales de los nuevos catalizadores para el mejoramiento y
optimización de este proceso.
Palabras clave: 1,3-butadieno; hidrogenación selectiva; Pd/Al2O3

ABSTRACT
A review is presented about the state ofthe art of the catalysis involved in selective hydrogenation
reaction of 1,3-butadiene in 1-butene-rich cuts with Pd/Al2O3-based catalysts. Some relevant aspects of this
technology are presented, such as: basic concepts of hydrogenation, partial hydrogenation and selective
hydrogenation, its importance for the Venezuelan oil industry, thermodynamics conditions of this reaction,
evolution ofcatalysts up to present, and trends in this field of research. Similarly, it is summarized the
advances on reaction mechanisms and structural and functional characteristics of new catalysts, for the
improvement and optimization of this process.
Keywords: 1,3-butadiene; selective hydrogenation; Pd/Al2O3

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CATALISIS 1 (2012) 48-69.
1. GENERALIDADES.
La hidrogenación de compuestos orgánicos ha sido estudiada extensamente a lo largo de los
años [1,2]. Este proceso catalítico es ampliamente utilizado por la industria química,
petroquímica, alimenticia y farmacéutica ofreciendo una alternativa económica y viable
para la modificación y síntesis decompuestos orgánicos. Esto se atribuye a la facilidad con
la que pueden ser reducidos la mayoría de los grupos funcionales, a menudo bajo
condiciones suaves de reacción, y con una alta quimio-, regio- y estéreo-selectividad [1,3].
En este sentido, el término hidrogenación ha sido definido como la reacción de adición de
hidrógeno a un enlace insaturado carbono-carbono, carbono-oxígeno, ocarbono-nitrógeno,
en presencia de un catalizador [4], como se presenta en la Ecuación 1:

[1]

[1] y muchos
Los mecanismos de este tipo de reacciones son procesos complejos
detalles siguen siendo aún desconocidos [1]. Sin embargo, Horiuti y[1]
Polanyi [5]
[1]
propusieron,
un mecanismo
para la hidrogenación [2]
de moléculas
2*
+ en H1934,
+ de reacción
H
H
2
[1]
orgánicas el cual proporcionó una manera útilpara explicar algunos aspectos
de la
*
*
hidrogenación de olefinas de interés para la industria. Este proceso puede ser definido de la
forma siguiente: el H2 es adsorbido disociativamente en dos sitios del catalizador (indicados
por un asterisco, Ecuación 2) [1,5]:
2*

+

H2

2*
+
H
-CH
2* 2-CH=CH-CH
+
H2222*

+

+

2*

H2

H

+

H
*
H

+
+

*
*
H

+

[2]

H

[2]
[2]
[3]

*2-CH-CH-CH2-CHH
H
*
**...