Desproporcionamento de tolueno sobre zeólitas tipo mordenita <FONT FACE=Symbol>-</FONT> atividade e seletividade na obtenção de xilenos

Abstract

Recebido em 8/1/99; aceito em 16/12/99 TOLUENE DISPROPORTIONATION ON MORDENITE TYPE ZEOLITES -ACTIVITY AND SELECTIVITY IN THE XYLENES OBTENTION. A sodium mordenite zeolite (Na-MOR) was synthesized and modified by dealumination with chloridric acid solution (H-MOR). X-Ray Diffraction (XRD), Inductive Coupled Plasm (ICP) and Scanning Electron Micrograph (SEM) techniqueswere used for sample characterization. The zeolite catalytic behavior was evaluated through toluene disproportionation at 435°C. It was verified that mordenites were very selective for the disproportionation reaction and the samples with higher aluminum content showed larger initial activity, however, these samples showed too a higher deactivation velocity due to a blockage of the unidimensional porous system of the zeolite by coke deposits. The selectivity to xylene isomers was practically not influenced by the Si/Al ratio and changed with the time on stream, due to coke formation. Transition state shape selectivity inside the mordenite pores is also discussed.Keywords: toluene disproportionation; xylenes; mordenite zeolite. ARTIGO INTRODUÇÃOAs zeólitas, aluminossilicatos cristalinos, são materiais de grande aplicação em diversos processos químicos industriais, como trocadores iônicos, adsorventes e catalisadores 1 . Como catalisadores, as suas propriedades são consequência das suas características físicas e químicas: diâmetro de poros bem definidos na faixa entre 3 a 20Å, alta área específica, propriedades de troca iônica, capacidade de adsorção, alta estabilidade tér-mica e acentuada atividade catalítica. Na estrutura cristalina das zeólitas, os átomos de alumínio e silício coordenam-se de forma tetraédrica com átomos de oxigênio e, por essa razão, gera-se em torno do átomo de alumínio uma carga negativa a qual é contrabalançada por cátions extra-estruturais de diferentes tipos ou valências. Os cátions sódio e potássio são os mais frequentemente utilizados durante a síntese de zeólitas e, para obtenção da forma cataliticamente ativa, utilizada em processos com catálise ácida, esses cátions são intercambiados direta ou indiretamente por prótons, originando sítios de Brönsted, responsáveis pelas propriedades ácidas das zeólitas.Em catálise ácida, as zeólitas têm mostrado excelente potencial em diversas reações de transformação de hidrocarbonetos, tais como alquilação, isomerização e craqueamento, sendo por este fato amplamente utilizadas na indústria química e petroquímica 2,3 . A mordenita, uma zeólita com uma relação Si/Al de síntese igual a 5, tem apresentado uma crescente utilização em diversos processos de refino de petróleo e na obtenção de intermediários petroquímicos 4 . Essa zeólita tem mostrado vantagens como catalisador devido às características intrínsecas das zeólitas, acima comentadas, e à propriedade de seletividade de forma, a qual está associada as dimensões do seu sistema poroso, formado por canais de 7,0 x 6,5 Å 5 . No entanto, em consequência do seu sistema poroso unidimensional, a mordenita é particularmente suscetível a desati...

A importância do observatório de atividades industriais vis-à-vis tendências em ciência, tecnologia e inovação

“…3 Alguns aluminossilicatos vêm sendo largamente utilizados em diversos processos industriais, como na catálise, adsorção, ou na troca iônica. Dois destes materiais, as zeólitas e as hidrotalcitas [4][5][6] foram objeto deste estudo, que visou a Gestão do Conhecimento e Prospecção.…”

Integração do tratamento microbiológico com células imobilizadas e tecnologias emergentes (Processos Oxidativos Avançados) para o tratamento de efluentes gerados na indústria têxtil.

“…A alta eficiência de adsorção das zeólitas está relacionada com o s poros que são muito pequenos quando comparados ao tamanho das células, permitindo imobi lização apenas na superfície externa das esferas. Informações da literatura indicam que os poros das zeólitas possuem tamanho da ordem de 3 a 20 mm (ESCOBAR et al, 2000). Esta característica tende a diferenciar bastante as condições de transferência de su bstratos, nutrientes e produtos com relação às células imobilizadas em outros suportes.…”