Sn-modified Pt/SAPO-11 catalysts for selective hydroisomerization of n-paraffins

The hydroconversion of n-paraffins is a key reaction in hydrodewaxing of lubricating base oil. In this paper, we investigate the performance of Pt/SAPO-11 catalysts for isomerization of n-paraffins by the model compound of n-dodecane. Under this experimental condition, yields of feed isomers as well as cracking products are a function of the total n-dodecane conversion. Primary products are methylundecane while multi-brancheds and cracking products are formed in successive reactions. The result shows that the addition of Sn increases the selectivity for isomerization reaction. The most ideal experimental data for hydroconversion of n-dodecane is that the selectivity of isomerized products gets 90% when conversion of n-dodecane is 90% for the Sn-promoted Pt/SAPO-11 catalyst.

Hydroisomerization of long-chain alkane over Pt/SAPO-11 catalysts synthesized from nonaqueous media

SAPO-11 molecular sieves were synthesized from nonaqueous media. The effects of Si and Al sources as well as solvents on the catalytic performance of SAPO-11 were investigated by the hydroisomerization reaction of n-dodecane. The samples were characterized by XRD, XRF, N-2-adsorption, SEM, NH3-TPD, IR-NH3 and Si-29 CP MAS NMR. The SAPO-11 samples synthesized with tetraethoxysilane as the Si source showed higher Si incorporation contents than the SAPO molecular sieves prepared with polymeric Si sources (fumed silica and Si colloidal gel). The reaction results showed that Pt/SAPO-11 catalysts synthesized from ethylene glycol and glycerol media with the monomeric Si and Al sources (tetraethoxysilane, aluminum isopropoxide) exhibited higher catalytic activities than those catalysts with the polymeric Si or Al (pseudo-boehmite) sources, due to the larger external surface area and higher acidity of the former ones. Especially, the catalyst synthesized in an ethylene glycol medium possessed the highest catalytic activity. Over this catalyst, 88% conversion of n-dodecane was achieved at a low temperature of 250 degrees C.

Effect of the carburization of MoO3-based catalysts on the activity for butane hydroisomerization

Catalysts based on molybdena (MoO3) reduced at mild temperatures are highly active and selective for the hydroisomerization of alkanes: however, further catalyst development has been hampered by the structural complexity of the material and the controversy regarding the nature of the active phase. The present work is aimed at determining the relationship between the content of carbon present in an oxycarbide phase and the activity for n-butane hydroisomerization. A series of temperature-programmed oxidation (TPO) and temporal analysis of product (TAP) data showed that the oxycarbidic carbon content is not related to the activity of the sample for the isomerization of n-butane to isobutane. The formation of a carbon-containing phase is, therefore, not crucial to obtain an active catalyst. This study also highlights the capability of the multi-pulse TAP technique to investigate structure-activity relationships over materials with readily variable atomic composition. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Criação de mesoporos em zeólitas ZSM-5, mordenita e ferrierita e análise de seu efeito na reação de hidroisomerização do n-heptano

As zeólitas têm recebido grande atenção acadêmica e industrial devido às suas características ácidas e estruturais. A estrutura da zeólita pode ser utilizada para conduzir uma reação catalítica na direção do produto desejado, evitando assim reações paralelas. Porém, essa mesma estrutura cria restrições difusivas com relação ao acesso aos sítios ativos no interior dos microporos. Neste trabalho foram estudados dois métodos de criação de mesoporos (térmico e básico) com o intuito de modificar a acessibilidade aos sítios catalíticos das zeólitas. A reação de hidroisomerização do n-heptano foi selecionada para avaliar as zeólitas após a criação de mesoporosidade. O tratamento térmico (via calcinação em temperaturas elevadas) foi utilizado para as zeólitas do tipo ZSM-5, Mordenita e Ferrierita, tendo sido observado um aumento pouco significativo na mesoporosidade. Este tratamento promoveu, porém, uma significativa desaluminização das amostras, acompanhada da formação de quantidades importantes de espécies de Al extra-rede (ALER), o que se refletiu num bloqueio parcial dos mesoporos gerados e dos microporos preexistentes, e na redução na densidade de sítios ácidos das amostras. A ampliação da escala do tratamento térmico (aumento da quantidade tratada de 2 g para 30 g) não se mostrou reprodutível, gerando menos mesoporos do que o observado no preparo em pequena escala. O tratamento básico (via dessilicação por meio de NaOH), ao contrário do anterior, promoveu a formação de mesoporos gerando menos quantidade de ALER e se mostrou mais reprodutível quando da ampliação da escala. O desempenho dos catalisadores Pt/Al2O3+zeólita na reação de hidroisomerização do n-heptano foi influenciado pela densidade de sítios ácidos fortes e pela estrutura porosa da zeólita. Com relação ao efeito dos tratamentos térmico e básico sobre o desempenho dos catalisadores à base de ZSM-5, os resultados mostraram que o comportamento do catalisador submetido ao tratamento básico (Pt/Al2O3+BZSM-5/85-2) foi similar ao do tratado termicamente (Pt/Al2O3+TZSM-5/1000-2) com relação à distribuição de produtos na reação de hidroisomerização do n-heptano, particularmente com relação aos produtos leves e aos isômeros monorramificados. No entanto, a presença mais significativa de mesoporos na zeólita após tratamento básico (BZSM-5/85-2), se refletiu num leve favorecimento à formação dos isômeros birramificados

Catalisadores para hidroisomerização de n-hexadecano

No processo de hidrocraqueamento para a produção de lubrificantes ocorre a formação de uma corrente rica em compostos parafínicos que possuem alto ponto de fluidez, apesar dos mesmos apresentarem excelentes desempenhos em termos de estabilidade térmica e oxidativa. A transformação das n-parafinas obtidas nestas correntes em isoparafinas e compostos naftênicos, os quais possuem menores pontos de fluidez, se faz necessária a fim de enquadrar esta propriedade. Uma das rotas catalíticas mais importantes neste sentido é a hidroisodesparafinação ou HIDW (hydroisodewaxing) que consiste na conversão de n-parafinas nas respectivas isoparafinas, onde são empregados catalisadores bifuncionais zeolíticos com a ocorrência de seletividade de forma. No caso dos catalisadores industriais, se faz necessária a dispersão da fase metálica e da zeólita em uma matriz amorfa para viabilizar sua conformação e melhorar a resistência mecânica do catalisador final. Neste cenário, o objetivo deste trabalho foi preparar e analisar o desempenho de uma série de catalisadores à base de zeólita beta inseridos numa matriz de alumina, variando-se o teor de zeólita e o tipo de precursor de Pt utilizado. Os catalisadores foram avaliados na reação de hidroisomerização de um composto modelo, no caso, n-hexadecano. Os testes realizados para avaliação da atividade e seletividade foram conduzidos em um reator de fluxo contínuo em alta pressão e fase líquida em unidade de laboratório. Os catalisadores foram testados em condições operacionais que proporcionassem uma ampla faixa de conversões do n-C16. Verificou-se que as atividades dos catalisadores foram proporcionais ao teor de zeólita no catalisador, indicando que a função ácida, neste catalisador bifuncional, é a etapa limitante do processo. Quanto à natureza do precursor de Pt, o catalisador preparado com ácido cloroplatínico foi sensivelmente mais ativo que os preparados com o complexo aminplatina. No entanto, para todos os catalisadores, a distribuição de produtos em função da conversão foi similar, independente do teor de zeólita e da natureza do precursor de platina. Foi também determinado o ponto de fluidez de uma série de produtos de reação, obtendo-se valores entre 17,5 C (n-hexadecano) e - 41 C (produto com 98% de conversão). Obteve-se uma boa correlação entre o ponto de fluidez e a composição dos produtos, considerando-se a presença de isômeros mono, di e tri-substituídos e compostos de menor peso molecular que C16

Effect of Ru addition to CO/SiO2/HZSM-5 catalysts on Fischer-Tropsch synthesis of gasoline-range hydrocarbons

Microporous HZSM-5 zeolite and mesoporous SiO2 supported Ru-Co catalysts of various Ru adding amounts were prepared and evaluated for Fischer-Tropsch synthesis (FTS) of gasoline-range hydrocarbons (C-5-C-12). The tailor-made Ru-Co/SiO2/HZSM-5 catalysts possessed both micro- and mesopores, which accelerated hydrocracking/hydroisomerization of long-chain products and provided quick mass transfer channels respectively during FTS. In the same time. Ru increased Cor reduction degree by hydrogen spillover, thus CO conversion of 62.8% and gasoline-range hydrocarbon selectivity of 47%, including more than 14% isoparaffins, were achieved simultaneously when Ru content was optimized at 1 wt% in Ru-Co/SiO2/HZSM-5 catalyst.

Gasoline-range hydrocarbon synthesis over cobalt-based Fischer-Tropsch catalysts supported onSiO2/HZSM-5

Two types of SiO2 with different mesopore size and HZSM-5 zeolite were used to prepare hybrid supported cobalt-based catalysts. The textual and structural properties of the catalysts were studied using N-2 physisorption, X-ray diffraction (XRD), and H-2 temperature-programmed reduction (TPR) techniques. Fischer-Tropsch synthesis (FTS) performances of the catalysts were carried out in a fixed-bed reactor. The combination effects of the meso- and micropores of the supports as well as the interaction between supports and cobalt particles on FTS activity are discussed. The results indicate that the catalyst supported on the tailor-made SiO2 and HZSM-5 hybrid maintained both meso- and micropore pores during the preparation process without HZSM-5 particles agglomerating. The mesopores provided quick mass transfer channels, while the micropores contributed to high metal dispersion and accelerated hydrocracking/hydroisomerization reaction rate. High CO conversion of 83.9% and selectivity to gasoline-range hydrocarbons (C-5-C-12) of 55%, including more than 10% isoparaffins, were achieved simultaneously on this type of catalyst.