Effect of Support Acidity on n-heptane Reforming over Pt/Beta zeolite+γAlumina Catalysts
Sergio Ramírez, Persi Schacht, Jorge Ancheyta
* Instituto Mexicano del Petróleo, Eje Central Lázaro Cárdenas No. 152, México D.F. 07730, México, E-mail: sramire@imp.mx
Recibido el 18 de octubre del 2004. ]]> Aceptado el 27 de mayo del 2005.
Abstract
Platinum supported on beta zeolite+gamma alumina catalysts were synthesized in this work. The catalysts were prepared with Pt supported on mixtures of beta zeolite and alumina with different contents of zeolite in the final support, and with beta zeolite previously exchanged with lithium and cesium cations and mixed with alumina. Supports and catalysts were characterized by atomic absorption spectrometry, X-ray diffraction, nitrogen adsorption, FTIR of pyridine and CO adsorption, hydrogen chemisorption and NH3 TPD. Results of supports characterization show values between the properties of raw materials and reveal that they have a uniform composition without destruction of the crystalline structures of beta zeolite and alumina. Activity of catalysts was evaluated in a glass reactor at 663 K and atmospheric pressure. Reforming of n-heptane was used as reaction test. Variations in the products selectivity of platinum supported catalysts were related to the composition of the support and the neutralization of the zeolite. These variations were attributed to the modification in the electronic properties of the supported platinum that affects the force and duration of the adsorbed hydrocarbon bond. The CO adsorption FTIR spectra also suggest the possibility of modifications in the morphology of the particles of supported platinum that may contribute to the changes in product selectivity.
Keywords: Beta zeolite, alumina, reforming, lithium, cesium.
Resumen
En el presente trabajo se prepararon muestras de catalizadores de platino soportadas en mezclas de zeolita beta+gama alúmina. Los catalizadores se sintetizaron utilizando diferentes contenidos de zeolita en el soporte final, así como empleando zeolita previamente intercambiada con cationes de litio y cesio, y mezclada con alúmina. Los soportes y los catalizadores se caracterizaron por absorción atómica, difracción de rayos X, adsorción de nitrógeno, FTIR de la adsorción de piridina y CO, quimisorción de hidrógeno y TPD de amoníaco. Los resultados de la caracterización de los soportes muestran propiedades con valores entre las de los materiales iniciales y revelan una composición uniforme sin destrucción de las estructuras cristalinas de la zeolita beta y la alúmina. La actividad catalítica de los catalizadores se evaluó en un reactor de vidrio a 663 K y presión atmosférica. Se utilizó la reformación de n-heptano como reacción de prueba. Las variaciones en la selectividad de los productos con la composición del soporte se correlacionaron con el grado de neutralización de la zeolita. Estas variaciones se atribuyeron a la modificación de las propiedades electrónicas del platino soportado que afectan la fuerza y la duración del enlace del hidrocarburo adsorbido. Los espectros FTIR de la adsorción de CO también sugieren la posibilidad de que las modificaciones en la morfología de las partículas de platino contribuyan a los cambios de selectividad observados.
Palabras clave: zeolita beta, alúmina, reformación, litio, cesio.
]]> DESCARGAR ARTÍCULO EN FORMATO PDF
References
1. Moscou, L. Stud. Surf. Sci. Catal. 1991, 58, 1. [ Links ]
2. Chen, N. Y.; Degnan, T. F. Chem. Eng. Prog. 1988, 32-41. [ Links ]
3. Tamm, P. W.; Mohr, D. H.; Wilson, C. R. in Catalysis 1987 Ward, J. W., Ed. 1988, 335-353. [ Links ]
4. Dessau, R. M.; Valyocsik, E. W. US patent 4,882,040 1989. [ Links ]
5. Gallezot, P. Catal. Rev.-Sci. Ewg. 1979, 20, 121-154. [ Links ]
6. Chester, W. J. Catal. 1984, 86, 16-23. [ Links ]
7. Dessau, R. M. J. Catal. 1984, 89, 520-526. [ Links ]
8. Martens, J. A.; Pérez-Pariente, J.; Jacobs, P. A. in: Chemical Reactiows iw Orgawic awd Iworgawic Cowstraiwed Systems, Setton, R., Ed., D. Reidel Publishing Company 1986, 115-129. [ Links ]
9. Corma, A.; Fornés, V.; Heap, J. B.; Orchillés, A. V. J. Catal. 1987, 107, 288-295. [ Links ]
10. Hughes, T. R.; Buss, W. C.; Tamm, P. W.; Jacobson, R. L. Proc. 7th Int. Conf. on Zeolites, Tokyo 1986, 725-732. [ Links ]
11. Ramírez, S.; Viniegra, M.; Domínguez, J.M.; Schacht, P.; De Ménorval, L. Ch. Catal. Lett. 2000, 66, 25-32. [ Links ]
12. Zheng, J.; Dong, J. L.; Xu, Q. H.; Liu, Y.; Yan, A. Z. Appl. Catal. A 1995, 126, 141-152. [ Links ]
13. Primet, M.; Basset, J. M.; Mathieu, M. V.; Prettre, M. J. Catal. 1973, 29, 213-223. [ Links ]
14. Besoukhanova, L.; Guidot, J.; Barthomeuf, D.; Breysse, M.; Bernard, J. R. J. Chem. Soc. Faraday Traws. 1981, 77, 1595. [ Links ]
15. De Mallman, A.; Barthomeuf, D. Stud. Surf. Sci. Catal. 1989, 46, 429-438. [ Links ]
16. Siffert, S.; Schmitt, J. L.; Sommer, J.; Garin, F. J. Catal. 1999, 184, 19-28. [ Links ]
17. Menacherry, P. V.; Haller, G. J. Catal. 1998, 177, 175-188. [ Links ]
18. Van Santen, R. A. J. Chem. Soc. Faraday Trans. I 1987, 83, 1915-1934. [ Links ]
19. Kinger, G.; Majda, D.; Vinek H. Appl. Catal. A 2002, 225, 301. [ Links ]
20. Espinosa, G.; Bautista, J. M.; Silva, H.; Muñoz, L.; Batina, N. Appl. Catal. A 2002, 231, 117-123. [ Links ]
21. Ramírez, S.; Domínguez, J.M.; Viniegra, M.; De Ménorval, L. Ch. New J. Chem. 2000, 24, 99-104. [ Links ]
22. Kouwenhoven, H. W.; De Kroes, B. Stud. Surf. Sci. Catal. 1991, 58, 497. [ Links ]
23. Emeis, C. A. J. Catal. 1993, 141, 347-354. [ Links ]
24. Ostgard, D. J.; Kustov, L.; Poeppelmeier, K. R.; Sachtler, W. M. H. J. Catal. 1992, 133, 342-357. [ Links ]
25. Jacobs, G.; Alvarez, W. E.; Resasco, D. E. Appl. Catal. A 2001, 206, 267-282. [ Links ]
26. Lugstein, A.; Jentys, A.; Vinek, H. Appl. Catal. A 1998, 116, 29-38. [ Links ]
27. Pellet, R. J. J. Catal. 1998, 177, 40-52. [ Links ]
28. Norcross, J. A.; Slichter, Ch. P.; Sinfelt, J. H. Catal. Today 1999, 53, 343-356. [ Links ]
]]>