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Evaluación de catalizadores para la reacción de desulfuración oxidativa en fase gaseosa de aceites pirolíticos obtenidos a partir de caucho de llantas

Resumen

El aceite obtenido de la pirólisis del caucho de llantas usadas (APCL) tiene potencial como combustible, pero su alto contenido de azufre limita su uso. El presente estudio se centra en la desulfuración oxidativa (ODS) en fase gaseosa del APCL, ya que tiene una mejor viabilidad técnica a nivel industrial en comparación con a la ODS en fase líquida y no ha sido estudiada para este tipo de aceites. Se evaluaron tres catalizadores: dos heteropoliácidos (H3PMo12O40 y H4PMo11VO40) soportados en la sílica comercial Q-10 y el óxido mixto CuO/ZnO/Al2O3. El H3PMo12O40/Q-10 (HPMo/Q-10) y H4PMo11VO40/Q-10 (HPMo/Q-10) fueron sintetizados y caracterizados en estudios previos. El CuO/ZnO/Al2O3 fue sintetizado por coprecipitación de los respectivos nitratos y fue caracterizado por diferentes técnicas fisicoquímicas. Las propiedades catalíticas de los catalizadores fueron evaluadas en la ODS de mezclas modelo de los APCL representadas por dibenzotiofeno (DBT) en tolueno y del benzotiazol (BTZ) en tolueno, ambas con un contenido de azufre de 0.08 %p. El proceso se llevó a cabo en el reactor de lecho fijo de una unidad piloto de pirólisis a 350 °C, 1.5 bar y empleando aire como agente oxidante. Se lograron conversiones del DBT similares para los tres catalizadores (39.6 – 41.7 %) siguiendo el orden HPMoV/Q-10 > HPMo/Q-10 > CuO/ZnO/Al2O3. Las conversiones del BTZ fueron diferentes entre los catalizadores y siguieron un orden opuesto al de las conversiones del DBT. Es probable que la presencia de sitios ácidos de Brønsted haya afectado negativamente la conversión del BTZ. En este caso, la conversión más alta fue del 19.3 % con el CuO/ZnO/Al2O3. La validación de estos resultados en el proceso real de pirólisis se llevó a cabo con los catalizadores HPMo/Q-10 y CuO/ZnO/Al2O3, logrando una remoción de azufre del 35.3 y 35.6 %, respectivamente. La diferencia en morfología y tipos de sitios ácidos no afectaron la actividad catalítica.