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Catalizadores ácidos sólidos


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12/11/2012

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El tema que he propuesto para el Carnaval de Tecnología me ha llevado a bucear de nuevo en mis apuntes del máster de Química Sostenible. Como se me están complicando los dos temas que había pensado, voy a comenzar por otro sitio: los catalizadores ácidos sólidos en Petroquímica y Refino, una aproximación desde la Catálisis Heterogénea.






No solo se está investigando en energías sostenibles, sino que se busca que los procesos convencionales (también aquellos que obtienen energía a partir de combustibles fósiles). Así que hay una tendencia a emplear combustibles lo más benignos posibles, lo que ha llevado a cabo cambios drásticos en la gasolina. reducción de compuestos aromáticos como el benceno, la supresión de aditivos de plomo, el incremento de hidrocarburos oxigenados, la reducción de olefinas (alquenos), azufre y presión parcial.





Los nuevos procesos a desarrollar para "descontaminar" la gasolina son la alquilación de isobutano con 2-buteno (y aumentar la producción de isobutano), y la isomerización: de n-butano a isobutano, y de olefinas lineales a ramificadas. Para ello, se intenta evitar el uso de ácidos líquidos y soportandos porque corroen los reactores y otras partes de la planta, la dificultad en la regeneración del catalizador, la dificultad de la recuperación de la mezcla de reacción (lo que contamina la reacción e impide que se reutilice el catalizador), y además se requieren medidas caras de seguridad. Y es que, en un principio, se empleaba ácido sulfúrico y ácido fosfórico (y me parece que no hace falta recalcar la peligrosidad de estos).





Se han desarrollado catalizadores con una potencia ácida similar o incluso más fuerte de los ácidos convencionales, con la ventaja de ser sólidos: es decir, que no hay peligro de corrosión. Estos catalizadores son las zeolitas, el Nafion, los heteropoliácidos y óxidos metálicos sulfatados; que son tan ácidos que necesitamos usar la escala de Hammet. ¿Cómo se mide la acidez en un sólido? Se determina el número y fortaleza (y tipo) de centros ácidos mediante infrarrojo con transformada de Fourier de bases adsorbidas (piridina, amoníaco, etc.) o por determinación del número y fortaleza de centros ácidos por desorción a temperatura programada de moléculas adsorbidas.





Las ventajas de emplear catalizadores ácidos sólidos son que estos tienen un bajo impacto ambiental, un bajo coste de reacción e implican un proceso simple, con la desventaja principal de que se desactivan con facilidad. 





Este post participa en la IX Edición delCarnaval de Tecnología acogido en Pero eso es otra historia...



Etiquetas:   Medio Ambiente   ·   Tecnología

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