Control de la desactivación de catalizadores bifuncionales CuZn/SAPO-18 para la síntesis de DME mediante dopaje con Al, Zr o Mn

Trabajo presentado en la XXXIV Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Química, celebrada en Santander (España) del 15 al 18 de septiembre de 2013.La síntesis de dimetil éter (DME) en una etapa integra las etapas de síntesis de metanol y la deshidratación de éste, reduciendo las restricciones termodinámicas del proceso en dos etapas. Los catalizadores estándares constan de una función metálica Cu-Zn-Al2O3 (CZA) y una función ácida (¿-Al2O3 o zeolita HZSM-5 modificada para atenuar su acidez). En este trabajo se muestra el comportamiento de catalizadores preparados con un silicoaluminofosfato (SAPO-18) como función ácida y con ZrO2 y MnO2 como agentes dopantes de la función metálica. Los catalizadores bifuncionales preparados por mezcla física de las dos funciones, son: CuZn-Al/SAPO-18 (CZA/S); Cu-Zn-Zr/SAPO-18 (CZZ/S); Cu-Zn-Mn/SAPO-18 (CZM/S), los cuales se han usado en la síntesis de DME (275 ºC, 30 bar, W/F0= 10.18 gcat h (molC-alim) -1, 5 h) , alimentando gas de síntesis (H2/CO=3). Se ha caracterizado y comparado las propiedades de los catalizadores frescos con los desactivados, y se caracterizado el coque depositado, con diferentes técnicas espectroscópicas [2]. Al comparar la evolución con el tiempo del rendimiento de DME (Figura 1), se observa que los catalizadores dopados con Mn y Zr son notablemente más activos (la selectividad de DME es mayor del 90 %), aunque tienen una moderada desactivación en los primeros 200 min. Atendiendo a la dispersión metálica de los catalizadores frescos y desactivados, y al contenido de coque depositado, se han identificado tres causas posibles de la desactivación: i) sinterización del Cu; ii) formación de coque, y; iii) oxidación-carbonatación del Cu (CuCO3).Peer Reviewe