Vapour Phase Hydrogenolysis of Glycerol Over Nano Ru/SBA-15 Catalysts on the Effect of Preparatory Routes and Metal Precursors

Pavankumar, Vanama; Srikanth, Chakravartula S.; Rao, Anipindi Nageswara; Chary, Komandur V. R.

doi:10.1166/jnn.2014.8544

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“…investigated the hydrogenolysis of glycerol to 1,2‐propanediol on the highly dispersed SBA‐15 supported copper catalyst with better activity. Chary et al . demonstrated the vapour phase hydrogenolysis of glycerol reaction using Ru‐supported on SBA‐15 catalysts.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Vapour phase hydrogenolysis of glycerol to propanediols over Cu/SBA‐15 catalysts

Mitta

Kumar

Samudrala

et al. 2015

J of Chemical Tech & Biotech

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Vapour phase hydrogenolysis of glycerol to propanediols over Cu/SBA‐15 catalysts

Mitta

Kumar

Samudrala

et al. 2015

J of Chemical Tech & Biotech

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“…The most relevant catalysts and optimized conditions for continuous flow hydrogenolysis of glycerol into 1,2-PDO are summarized in Table . Various supported monometallic ,,,,− and bimetallic ,,,,, catalysts based on copper were studied, as well as supported Ni, Ni–Ag, and Ru ,, catalysts. The best results were obtained with copper catalysts (Table , entries 1–13), which is interesting from economical and environmental viewpoints.…”

Section: Upgrading Of Polyolsmentioning

confidence: 99%

“…Similarly, glycerol hydrogenolysis into 1,3-PDO was studied in continuous flow reactors over supported monometallic ,,,, and bimetallic − ,,,, platinum-based catalysts as well as supported Cu-, Ir–Re, , and Ru ,, catalysts. The most relevant catalysts and optimized conditions for glycerol hydrogenolysis into 1,3-PDO are summarized in Table .…”

Section: Upgrading Of Polyolsmentioning

confidence: 99%

Continuous Flow Upgrading of Selected C₂–C₆Platform Chemicals Derived from Biomass

et al. 2020

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The ever increasing industrial production of commodity and specialty chemicals inexorably depletes the finite primary fossil resources available on Earth. The forecast of population growth over the next 3 decades is a very strong incentive for the identification of alternative primary resources other than petro-based ones. In contrast with fossil resources, renewable biomass is a virtually inexhaustible reservoir of chemical building blocks. Shifting the current industrial paradigm from almost exclusively petro-based resources to alternative bio-based raw materials requires more than vibrant political messages; it requires a profound revision of the concepts and technologies on which industrial chemical processes rely. Only a small fraction of molecules extracted from biomass bears significant chemical and commercial potentials to be considered as ubiquitous chemical platforms upon which a new, bio-based industry can thrive. Owing to its inherent assets in terms of unique process experience, scalability, and reduced environmental footprint, flow chemistry arguably has a major role to play in this context. This review covers a selection of C2 to C6 bio-based chemical platforms with existing commercial markets including polyols (ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, glycerol, 1,4-butanediol, xylitol, and sorbitol), furanoids (furfural and 5-hydroxymethylfurfural) and carboxylic acids (lactic acid, succinic acid, fumaric acid, malic acid, itaconic acid, and levulinic acid). The aim of this review is to illustrate the various aspects of upgrading bio-based platform molecules toward commodity or specialty chemicals using new process concepts that fall under the umbrella of continuous flow technology and that could change the future perspectives of biorefineries.

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“…Catalizadores de Ru/SBA-15 preparados por distintos métodos fueron evaluados en fase vapor, empleando soluciones acuosas de glicerol al 40 %p/p. Los resultados mostraron que la preparación de un catalizador al 3 %p/p de Ru en presencia de EG como poliol reductor conduce a alcanzar los mayores rendimientos a 1,2-PG debido a la mayor dispersión del Ru [225]. Estudios de catalizadores de Ru soportados sobre γ-Al2O3 también mostraron que el máximo rendimiento a 1,2-PG se obtiene para un contenido del 3 %p/p de Ru, debido a la mayor dispersión de las partículas de Ru y la fuerte interacción-metal soporte [226].…”

Section: Tabla 15-2 Hidrogenólisis 12-pg En Reactores Batch En Faseunclassified

“…Los resultados indican que el aumento en la concentración de glicerol produce una disminución en la conversión del mismo, independientemente del sistema catalítico considerado y la condición operativa de fase líquida [34,70,89,100,122,185,213,227] o fase vapor [178,209,225,228,229]. Este efecto se debe a la menor disponibilidad de sitios activos a altas concentraciones de glicerol, ya que la masa de catalizador no se modifica, pero si lo hace el contenido de glicerol [70,110,122,185].…”

Section: Efecto De La Concentración Inicial De Glicerolunclassified

Procesos catalíticos para biorrefinerías: conversión de glicerol para la producción de biopropilenglicol

Gatti¹

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Esta tesis plantea la preparación y caracterización de catalizadores para la conversión de glicerol a biopropilenglicol. En el capítulo 1 se presentan conceptos básicos de biomasa, su transformación y la posibilidad, a partir de ella, de sustituir algunos de los productos químicos derivados del petróleo que la sociedad utiliza actualmente. En este marco, es interesante plantear la utilización del glicerol como recurso proveniente de la biomasa obtenido a partir de la producción de biodiesel. El 1,2-propilenglicol (1,2-PG) es tradicionalmente obtenido por hidratación del óxido de propileno (OP), compuesto que se obtiene vía petroquímica. El proceso de transformación del glicerol para producir 1,2 PG generaría un reemplazo de procesos de síntesis petroquímicos por procesos que valorizan fuentes renovables. El precio del 1,2-PG en el mercado es mucho mayor que el precio del glicerol, lo cual estimula el desarrollo de un nuevo proceso químico que permita la producción de 1,2-PG a partir del glicerol. Además, debido a que actualmente Argentina no produce 1,2-PG, sino que debe importarlo en su totalidad, este nuevo proceso permitiría un mayor desarrollo productivo nacional. En el capítulo 2 se presenta la revisión bibliográfica, que aborda todo lo relativo a la reacción química de hidrogenólisis, los mecanismos de reacción, los catalizadores empleados y sus propiedades; destacando el efecto de las condiciones operativas empleadas, así como también estudios vinculados a la cinética y estabilidad de los catalizadores. En el capítulo 3 se detallan los materiales empleados (reactivos, solventes, gases, indicadores, ácidos y bases) para llevar a cabo el estudio experimental de la presente tesis. Se describen los equipos de reacción empleados y las técnicas experimentales de preparación y caracterización de los catalizadores (AAS, TPR, BET, DRX, TEM, Titulación potenciométrica, XPS, Raman, EXAFS, etc.), y la metodología empleada para la cuantificación de los resultados experimentales. Además se presentan las ecuaciones empleadas en los cálculos realizados. En la revisión bibliográfica, capítulo 2, queda demostrada la importancia de la estabilidad del soporte en las condiciones de reacción en fase líquida a temperaturas entre 150-260 °C, altas presiones entre 20-80 bar y la presencia de agua líquida. En el capítulo 4 se muestran los resultados de la preparación de soportes del tipo silíceos-carbonosos mediante la técnica sol-gel. Esta técnica permite el diseño de estructuras nano y mesoporosas con características texturales controladas, tales como el tamaño y tipo de poros y la superficie específica. Las propiedades ácido-base del soporte fueron evaluadas empleando varias técnicas que se complementan entre sí: la titulación potenciométrica, la reacción de descomposición de isopropanol y la titulación de Boehm. Con el objetivo de evaluar la estabilidad de los soportes en las condiciones hidrotérmicas de la reacción de hidrogenólisis en fase líquida, los materiales SC, C y SiO2 fueron tratados en agua caliente a diferentes temperaturas. Se caracterizaron las muestras de soportes por análisis termogravimétrico (TPO/TGA), análisis térmico diferencial (ATD), adsorción-desorción de N2 (BET), difracción de rayos X (DRX), espectroscopía de fotoelectrones (XPS) y espectroscopía Raman. En el capítulo 5 se presenta el análisis realizado para verificar la ausencia de resistencias externas e internas a la transferencia de materia y energía. En este capítulo también se presentan los resultados de los ensayos de reacción, con catalizadores de Ru, Ni y Cu, para seleccionar la fase metálica de los estudios posteriores. En el capítulo 6 se presenta un estudio de los catalizadores de Ni preparados a partir de tres precursores de Ni; NiCl2.6H2O, Ni(CH3COO)2.4H2O y Ni(NO3)2.6H2O. En primera instancia se estudian los diferentes pretratamientos, considerando que el precursor empleado, las temperaturas, atmósferas y tiempos de los tratamientos afectan al catalizador final. Posteriormente se estudia el efecto del precursor de níquel, para seleccionar el catalizador que conduce a mayor nivel de conversión y selectividad a 1,2-PG. Luego, para el precursor seleccionado, se procede a evaluar el efecto del soporte, considerando para este análisis los soportes C, SiO2, además del SC. Finalmente, con el catalizador de Ni/SC, se estudia el efecto de las principales variables operativas de la reacción de hidrogenólisis y se analizan los cambios estructurales que sufre el catalizador luego de la reacción. En el capítulo 7 se estudia la funcionalización del soporte SC empleando la técnica de oxidación con HNO3, dado que se logran elevados niveles de acidez con bajas pérdidas de masa de carbón. Se caracterizan las propiedades estructurales y ácidas y se correlacionan con las variables operativas de la funcionalización. Finalmente se compara la actividad de los catalizadores preparados con los soportes SC funcionalizados con el catalizador Ni/SC. En el capítulo 8 se presentan los resultados de la modificación de la fase activa de Ni por adición de un promotor metálico. En la primera parte de este capítulo se detalla la preparación del catalizador bimetálico mediante la técnica derivada de la química organometálica de superficies (QOMS/M), una técnica de preparación controlada que se caracteriza por la obtención de fases bimetálicas homogéneas y bien dispersas, sobre todo cuando se adicionan pequeñas cantidades de un promotor metálico. Posteriormente se presentan los resultados de caracterización por adsorción-desorción de N2 (BET), microscopía de transmisión electrónica (TEM), titulación potenciométrica, difracción de rayos X (DRX) y absorción de rayos X extendida a estructura fina (EXAFS). Finalmente se presentan los resultados de actividad catalítica y se correlacionan con los resultados de caracterización de los catalizadores. Por último, se presentan las conclusiones generales y las perspectivas surgidas a partir de este estudio de tesis.

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Vapour Phase Hydrogenolysis of Glycerol Over Nano Ru/SBA-15 Catalysts on the Effect of Preparatory Routes and Metal Precursors

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Vapour phase hydrogenolysis of glycerol to propanediols over Cu/SBA‐15 catalysts

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Continuous Flow Upgrading of Selected C₂–C₆Platform Chemicals Derived from Biomass

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