Desidrogenação do etilbenzeno sobre compostos de ferro e alumínio

Abstract

Recebido em 30/1/02; aceito em 11/7/02 DEHYDROGENATION OF ETHYLBENZENE OVER IRON AND ALUMINUM COMPOUNDS. Chromium and potassium-doped iron oxides are widely used as industrial catalysts in the dehydrogenation of ethylbenzene to produce styrene. They have several advantages but deactivate with time, because of the loss of potassium. Also, they are toxic due to chromium compounds. Therefore there is a need for developing alternative non toxic catalysts without potassium. Then, iron and aluminum compounds were prepared by different methods in this work. Different phases were produced depending on the preparation method. Aluminum-doped hematite was more active and selective to styrene than the aluminum ferrite. Aluminum acts both as textural and structural promoter in the catalysts.Keywords: ethylbenzene dehydrogenation; aluminum ferrite; hematite. INTRODUÇÃOO monômero estireno é um dos intermediários químicos mais valiosos e mais utilizados em sínteses orgânicas, devido ao seu emprego como matéria-prima na produção de borrachas sintéticas, plás-ticos e resinas copoliméricas 1-3 . Cerca de três milhões de toneladas de estireno são produzidas por ano na Ásia, quinze bilhões de toneladas na Europa e oito bilhões de toneladas na América. Diversas vias de obtenção desse produto podem ser empregadas, tanto nas indústrias, como em laboratório, destacando-se a desidrogenação oxidativa do etilbenzeno, a alquilação do metanol, a dimerização do estireno, seguida de desproporcionamento e degradação do próprio poliestireno reciclado, dentre outros [4][5][6][7] . Recentemente, processos industriais que utilizam catalisadores à base de óxidos de ferro, em forma de colméia, têm sido amplamente utilizados, e a produção de estireno a partir desses processos atinge vinte milhões de toneladas por ano 8 . A rota comercial mais empregada para a produção do estireno, desde a implementação do primeiro processo industrial em 1930, é a desidrogenação catalítica do etilbenzeno em presença 10,11 . Desta forma, o processo é conduzido em presença de excesso de vapor, que oxida os depósitos de carbono, supre o calor necessário à reação e desloca o equilíbrio químico, aumentando a produção de estireno 1,9 . Os catalisadores mais empregados, na desidrogenação do etilbenzeno com vapor d'água, são óxidos inorgânicos, em particular óxidos de ferro (hematita) contendo diversos promotores, entre os quais os principais são óxidos de potássio, de cromo e de cério 11 . Esses catalisadores apresentam a vantagem do baixo custo, mas sofrem rápida desativação ao longo de sua vida útil, devido à perda de potássio que migra para a saída do reator e é arrastado pela corrente gasosa 12 . Diversas melhorias já foram introduzidas no catalisador e no processo, mas muitos dos problemas da reação, como o alto consumo de energia, baixa conversão, depósito de coque e toxicidade do catalisador ainda não foram solucionados [13][14][15] . Neste contexto, estudou-se o desenvolvimento de catalisadores alternativos, à base de compostos de ferro e alumínio, destinados à desid...

Synthesis, characterisation and catalytic performance of Cu- and Co-modified Fe-Al co-precipitated catalysts for the steam reforming of ethanol

“…However, it can be seen that the reduction peaks shift towards higher temperatures with increasing Fe/Al ratio. The reduction profile found for the Fe-Al samples is similar to that reported for other bulk iron (Hayakawa et al, 2006) and Fe-Al materials (Oliveira and Rangel, 2003). For the CoFe70 catalyst, two main peaks are also observed.…”

Estudo de casos na formação de professores de química

“…Adicionalmente, propostas que investigam os aspectos científicos da química e o ensino em sala de aula são relatadas através da necessidade dos professores utilizarem transposições didáticas, contextualização e interdisciplinaridade. [3][4][5][33][34][35][36][37][38] Por exemplo, o Caso Capital City relaciona conceitos de Físico-Química como a termodinâmica e cinética enquanto analisa, em um contexto amplo, as fontes de combustíveis de uma cidade. 13 Os combustíveis incluem as fontes tradicionais de energia (combustíveis fósseis) e energias renováveis (células a combustível, energia solar, produção de hidrogênio via reforma do metano, energia geotérmica).…”

Ação promotora do zinco em catalisadores de síntese do estireno

“…Muitos catalisadores já foram testados na desidrogenação do etilbenzeno com vapor d'água. Óxidos de ferro, de alumínio, de cobalto, de estanho, de antimônio, diversos óxidos mistos, zeólitas e materiais mesoporosos e catalisadores suportados mostraram-se ativos e seletivos ao estireno [2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15] . Os óxidos de ferro são os mais empregados comercialmente, devido às suas propriedades catalíticas e ao seu baixo custo.…”