Estudio cinético de la reacción de ODH de propano sobre catalizadores de vanadio electrohilado con tamaño submicrométrico

Abstract

El propileno es el segundo compuesto más utilizado en la industria química. El incremento de la demanda ha incentivado la aparición de tecnologías alternativas para producir propileno. La deshidrogenación oxidativa (ODH) de propano para obtener propileno aparece como una alternativa prometedora para superar todas las limitaciones que sufren los procesos comerciales actuales. Se ha estimado que se podría reducir hasta un 45% el consumo de energía, dado que es un proceso exotérmico que funciona a temperaturas significativamente más bajas. Además, la reacción no está termodinámicamente restringida y la desactivación del catalizador por deposición de coque es prácticamente inexistente. Sin embargo, la ODH de propano no ha sido industrialmente implementada todavía debido a que los rendimientos y/o productividades hacia propileno obtenidos con este proceso actualmente son bajos. La presente tesis doctoral ha abordado tres objetivos generales: 1. La preparación de catalizadores para la ODH de propano en forma de fibra con diámetro submicrométrico y basados en óxidos mixtos de Zr, V, Mo y/o Nb mediante la técnica de electrospinning. 2. El estudio del mecanismo de la reacción y el entendimiento de la relación que hay entre la actividad y la estructura del catalizador. Para ello se ha utilizado por primera vez un reactor operando hecho a mano, que permite medir la actividad catalítica del catalizador, y de forma simultánea caracterizar su superficie mediante espectros infrarrojos y Raman. 3. El estudio cinético de la reacción para obtener información cinética de las distintas especies activas y para simular valores de rendimiento y productividad analizando su dependencia. De forma que se puedan optimizar las condiciones de operación para obtener el rendimiento y/o productividad máximo posible y conocer el verdadero potencial de los catalizadores, lo cual es importante para estudiar la viabilidad económica de su implementación en la industria.