The influence of the amount and impregnation sequence of potassium on the catalytic performance of VOx/Al2O3 for the non-oxidative dehydrogenation of n-butane

Abstract

A dehidrogenação não-oxidativa de n-butano foi estudado usando catalisadores de vanádio suportados em alumina e potássio como promotor (a 873 K e pressão atmosfera), a fim de se explorar a influência da quantidade e da ordem de agregação do metal alcalino na atividade catalítica e seletividade de olefinas. A atividade e seletividade da dehidrogenação não-oxidativa diminuíram com o aumento da razão molar K/V. O melhor desempenho catalítico foi obtido com 1 wt.% de potássio e quando o promotor foi agregado pela primeira vez nos catalisadores de vanádio suportados em alumina. A ordem de agregação do promotor tem efeitos na atividade catalítica. Dados de TPR (redução à temperatura programada) indicam que menos espécies de vanádio são acessíveis à redução quando baixa quantidade (1 wt.%) de promotor metal alcalino foi impregnada no catalisador antes do vanádio. Após tratamento de regeneração, estes catalisadores não recuperam a plena atividade. Tendo em conta os resultados de TPR, essa desativação do catalisador pode estar relacionada com a transformação estrutural irreversível de espécies de óxido de vanádio superficiais pelo potássio.The non-oxidative dehydrogenation of n-butane was studied over potassium-promoted supported vanadium alumina catalysts (at 823 K under atmosphere pressure) to explore the influence of the amount and the order of potassium aggregation on the catalytic activity and selectivity towards olefins. The non-oxidative dehydrogenation activity and selectivity decreased with increasing K/V molar ratio. The best catalytic performance was obtained with 1 wt.% of potassium loading and when the promoter was first aggregated in the supported vanadium alumina catalysts. The order of promoter aggregation has effects in the catalytic activity. TPR (temperature programmed reduction) data indicate that less vanadium species are accessible to the reduction when low amount (1 wt.%) of alkali metal promoter was first introduced in these samples. After regeneration treatment, these promoted catalysts did not recover the full activity. Taking in account TPR results, this catalyst deactivation may be related to the irreversible structural transformation of surface vanadium oxide species by potassium.