Estudio cinético de la desactivación de un catalizador de zirconio y fósforo sobre carbón activado en la reacción de metanol a dimetileter

Abstract

El dimetil éter es un sustituto del diésel que puede producirse de forma sostenible mediante deshidratación de metanol obtenido por gasificación de biomasa. Los catalizadores usados en este proceso sufren una desactivación muy intensa por coque. Estudiar la cinética del proceso de desactivación en condiciones severas es necesario para escoger condiciones de operación adecuadas y desarrollar catalizadores más estables. En este trabajo se ha desarrollado un estudio cinético completo de la reacción de deshidratación metanol sobre un catalizador de zirconio soportado en un carbón activado con H3PO4 a temperaturas entre 450-550 ˚C y presencia de agua en la corriente. Los productos de reacción obtenidos fueron DME y en menor cantidad coque, metano y CO, observándose una desactivación gradual del catalizador. La formación de coque procede probablemente a través de un intermediario de formaldehido, y la presencia de agua no afecta al coque producido, pero reduce la formación de DME, al desplazar el equilibrio de reacción. En base a estos resultados, se desarrolló un modelo cinético tipo Langmuir-Hinshelwood, que incluye una función de desactivación dependiente del coque formado. El modelo cinético predice correctamente los rendimientos a los principales productos y el coque formado con el tiempo de reacción.