Gas phase heterogeneous partial oxidation reactions

The concept of chemical looping is applied for the first time to selective oxidation of H2S to elemental sulfur. An oxygen carrier (OC) is exposed to cyclic reduction by H2S and oxidation by O2. The properties of bulk V2O5 as OC are explored for this reaction in the 150-200 °C temperature range. Steady cyclic behavior can be obtained with high selectivity towards elemental sulfur. Some undesired SO2 is formed during exposure to H2S but more significantly during re-oxidation of the OC. This indicates that bulk V2O5 does not completely oxidize the adsorbed H2S in the reductant step. Characterizations indicate that V 4+ and V 5+ species are mostly involved in the process. Preferential oxidation in presence of CH4 is confirmed on this OC. Although optimization needs to be done, the potential of chemical looping concept for direct preferential oxidation of H2S in natural gas and biogas is demonstrated.

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“…This anisotropic behavior of crystalline oxides has already been observed for several selective oxidation reactions [37,38].…”

Section: Discussionsupporting

confidence: 69%

H2S chemical looping selective and preferential oxidation to sulfur by bulk V2O5

Kane

Guerrero-Caballero

Löfberg

2020

Applied Catalysis B: Environmental

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“…Partiendo de la base que la catálisis es esencial para la industria química ya que participa en la producción de alrededor del 90 % de los productos químicos que se comercializan, es importante resaltar que las reacciones de oxidación selectiva son consideradas como el grupo de reacciones más importantes debido a su papel en la industria de productos químicos orgánicos y en especial en la industria petroquímica [9]. Dentro de los productos obtenidos se encuentran la acroleína, ácido acrílico, acrilonitrilo, ácido metacrílico, anhídrido maleico, anhídrido ftálico, óxido de etileno y óxido de propileno [10].…”

Section: Oxidación Catalítica Selectivaunclassified

“…De acuerdo con esto, el uso de olefinas y aromáticos está en un estado de desarrollo avanzado y el principal interés actual está centrado en la funcionalización de alcanos y derivados de la biomasa. Las principales ventajas del uso de alcanos y de derivados de la biomasa se basan en su alta disponibilidad y bajo precio [9]. Los procesos catalíticos heterogéneos que buscan la oxidación selectiva deben tener en cuenta al menos siete principios fundamentales, denominados en la literatura como siete pilares, que influirán en los resultados del proceso catalítico a realizar.…”

Section: Oxidación Catalítica Selectivaunclassified

Preguntas orientadoras para la síntesis de catalizadores y su uso en reacciones de oxidación catalítica selectiva

Cortés-Ortiz¹,

Guerrero-Fajardo²

2020

Rev. UIS ing.

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En el presente documento se presenta una breve historia de la catálisis, así como de los procesos de oxidación selectiva de hidrocarburos. Por otra parte, se mencionan los conceptos básicos involucrados en la catálisis heterogénea haciendo énfasis en el papel de los materiales catalíticos en procesos químicos de oxidación y planteando una serie de preguntas orientadoras que se deben seguir al momento de abordar un proceso catalizado por materiales sólidos. De la misma manera, se muestra los métodos de síntesis de catalizadores denominados en la literatura como sol-gel e impregnación, identificando la influencia de cada etapa de preparación con las propiedades físicas y químicas de los materiales. Finalmente, se presenta un caso de estudio aplicado a la oxidación catalítica selectiva de metano y metanol empleando materiales catalíticos de hierro, molibdeno y vanadio sintetizados por el método sol-gel.

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“…Grasselli proposed them in the form of seven pillars: importance of lattice oxygen, type of metal–oxygen bond strength, host structure, redox behavior, multifunctionality of active sites, site isolation, and phase cooperation. Besides the abovementioned pillars, the nature of oxygen activation also has to be regarded. − …”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Platinum Group Metal-Doped Tungsten Phosphates for Selective C–H Activation of Lower Alkanes

et al. 2022

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Platinum group metal (PGM)-based catalysts are known to be highly active in the total combustion of lower hydrocarbons. However, through an alternative catalyst design reported in this paper by isolating PGM-based active sites in a tungsten phosphate matrix, we present a class of catalysts for selective oxidation of n-butane, propane, and propylene that do not contain Mo or V as redox-active elements. Two different catalyst concepts have been pursued. Concept A: isolating Ru-based active sites in a tungsten phosphate matrix coming upon as ReO 3 -type structure. Concept B: dilution of PGM-based active sites through the synthesis of X-ray amorphous Ru tungsten phosphates supported on SiO 2 . Using a high-throughput screening approach, model catalysts over a wide compositional range were evaluated for C3 and C4 partial oxidation. Bulk crystalline and supported XRD amorphous phases with similar Ru/W/P compositions showed comparable performance. Hence, for these materials, composition is more crucial than the degree of crystallinity. Further studies for optimization on second-generation supported systems revealed even better results. High selectivity for n-butane oxidation to maleic anhydride and propane oxidation to an acrolein/acrylic acid has been achieved.

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Gas phase heterogeneous partial oxidation reactions

Cited by 10 publications

References 363 publications

H2S chemical looping selective and preferential oxidation to sulfur by bulk V2O5

H2S chemical looping selective and preferential oxidation to sulfur by bulk V2O5

Preguntas orientadoras para la síntesis de catalizadores y su uso en reacciones de oxidación catalítica selectiva

Platinum Group Metal-Doped Tungsten Phosphates for Selective C–H Activation of Lower Alkanes

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