Publicación:

Efecto de los métodos de modificación en las propiedades de la zeolita USY y su desempeño en hidrocraqueo

Resumen

Esta tesis doctoral contribuyó a mejorar el entendimiento de la relación entre las propiedades de la zeolita USY y su reactividad en hidrocraqueo. Estudios sobre el efecto del grado de desaluminización, el contenido de especies de aluminio no estructural, EFAl (Extraframework aluminum) y la mesoporosidad en el desempeño en hidrocraqueo de una carga real se llevaron a cabo con catalizadores a base de zeolitas USY modificadas. Se usó un conjunto amplio de técnicas para caracterizar las propiedades de las zeolitas y los catalizadores de hidrocraqueo, incluyendo XRD, análisis elemental, XPS, fisisorción de N2, HRTEM, RMN de estado sólido de 29Si y 27Al, NH3-TPD, FTIR de piridina adsorbida, UV-Vis DRS y Raman. Los resultados indican que a menor contenido de aluminio en la estructura, menor actividad de hidrocraqueo. Tratamientos químicos moderados con ácido o con Na2H2-EDTA de la zeolita USY mostraron ser benéficos para incrementar la actividad de hidrocraqueo debido al mejoramiento del acceso a los sitios ácidos después de la remoción de especies EFAl aglomeradas. Sin embargo, la presencia de ciertas especies EFAl es necesaria para obtener alta actividad en hidrocraqueo de cargas reales. La remoción severa de especies EFAl es perjudicial para la producción de destilados medios dado que conduce a la exposición de sitos ácidos Brønsted fuertes, los cuales tienden a sobrecraquear la carga. La combinación de diferentes métodos de tratamiento resulta en catalizadores basados en zeolitas USY con actividad hacia destilados medios mejorada. Esta tesis fue financiada por ECOPETROL S.A. y desarrollada en el Instituto Colombiano del Petróleo en colaboración con la Universidad Industrial de Santander dentro del convenio de cooperación tecnológica No. 03-2011. Parte de la experimentación fue realizada en la Universidad Tecnológica de Eindhoven (Holanda) durante la pasantía doctoral.