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

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dc.contributor.advisorEscalante Hernández, Humberto
dc.contributor.advisorTavera Ruiz, Claudia Patricia
dc.contributor.advisorMaradei García, María Paola
dc.contributor.authorSandoval Quiñónez, Karol Vanessa
dc.contributor.evaluatorRamírez Caballero, Gustavo Emilio
dc.contributor.evaluatorBallesteros Rueda, Luz Marina
dc.date.accessioned2025-05-26T16:36:48Z
dc.date.available2025-05-26T16:36:48Z
dc.date.created2025-05-21
dc.date.issued2025-05-21
dc.description.abstractEl 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.
dc.description.abstractenglishThe scrap tire rubber pyrolysis oil (STR-oil) has potential as a fuel, but its high sulfur content limits its application. This study focuses on the gas-phase oxidative desulfurization (ODS) of STR-oil, as it offers better technical feasibility at an industrial scale compared to liquid-phase ODS and it has not been studied for this type of oil. Three catalysts were evaluated: two heteropolyacids (H3PMo12O40 y H4PMo11VO40) supported on commercial silica Q-10, and a mixed oxide catalyst CuO/ZnO/Al2O3. The (H3PMo12O40/Q-10 (HPMo/Q-10) and H4PMo11VO40/Q-10 (HPMoV/Q-10) catalysts were synthesized and characterized in previous studies. The CuO/ZnO/Al2O3 catalyst was synthesized via coprecipitation of the respective nitrates and characterized by different physicochemical techniques. The catalytic properties of the materials were evaluated in the ODS of model STR-oils, represented by dibenzothiophene (DBT) in toluene and benzothiazole (BTZ) in toluene, both with a sulfur content of 0.08 wt%. The process was conducted in a fixed-bed reactor within a pyrolysis pilot unit at 350 °C, 1.5 bar, and using air as the oxidizing agent. DBT conversions were similar for the three catalysts (39.6 – 41.7 %), following the order: HPMoV/Q-10 > HPMo/Q-10 > CuO/ZnO/Al2O3. BTZ conversions varied between catalysts, showing an opposite trend to that observed for DBT. The presence of Brønsted acid sites may have negatively influenced BTZ conversion. In this case, the highest conversion of 19.3% was achieved with CuO/ZnO/Al2O3. The validation of these results in a real pyrolysis process was carried out using the HPMo/Q-10 and CuO/ZnO/Al2O3 catalysts, achieving sulfur removal efficiencies of 35.3 and 35.6 %, respectively. Differences in morphology and types of acidic sites did not significantly affect the catalytic activity.
dc.description.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001561717
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería Química
dc.description.orcidhttps://orcid.org/0000-0003-3730-8079
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/45659
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería Química
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Química
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectValorización del caucho de llantas
dc.subjectPirólisis
dc.subjectODS en fase gaseosa
dc.subjectDibenzotiofeno
dc.subjectBenzotiazol
dc.subjectCatalizadores
dc.subject.keywordScrap Tire Rubber Valorization
dc.subject.keywordPyrolysis
dc.subject.keywordGas-Phase ODS
dc.subject.keywordDibenzothiophene
dc.subject.keywordBenzothiazole
dc.subject.keywordCatalysts
dc.titleEvaluación de catalizadores para la reacción de desulfuración oxidativa en fase gaseosa de aceites pirolíticos obtenidos a partir de caucho de llantas
dc.title.englishEvaluation of catalysts for the gas-phase oxidative desulfurization reaction of pyrolytic oils derived from scrap tire rubber
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
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