ESTUDIO DE CATALIZADORES BASADOS EN Ni PARA LA ELIMINACION DE PCBs MEDIANTE LA REACCION DE HIDRODECLORACION

ACEVEDO, MAURO D.; OKULIK, NORA B.; PADRÓ, CRISTINA L.

Villa Mercedes, San Luis (Argentina)

Congreso; XIII Congreso Nacional de Estudiantes de Ingeniería Química; 2008

Asociación Mercedina de Estudiantes de Ingeniería Química

Los bifenilos policlorados (PCBs) son una familia de compuestos que constan de dos anillos bencénicos sustituidos por 1 a 10 átomos de cloro. Se los ha empleado extensamente en muy diversos campos industriales por su alta estabilidad térmica y química y sus propiedades dieléctricas, principalmente como refrigerante en transformadores eléctricos, además en resistencias, inductores, condensadores eléctricos, arrancadores, equipos con fluidos termo conductores, equipos subterráneos de minas con fluidos hidráulicos, etc. Debido a sus efectos tóxicos  adversos al medio ambiente y a la salud humana, su producción fue prohibida a comienzos de 1970. La incineración a altas temperaturas ha sido el método de destrucción más aplicado para la eliminación de desechos tóxicos clorados. No obstante, la presencia de oxígeno en el proceso, puede conducir a la producción de compuestos incluso más tóxicos tales como dioxinas y furanos policlorados. La Hidrodeclorinación Catalítica (HDCl) es una alternativa ?limpia? para el medio ambiente, que no utiliza reactivos de difícil manejo o separación posterior y no se forman subproductos tóxicos o de difícil manejo. Es un proceso no destructivo ya que se obtienen los bifenilos con propiedades aceptables para su posterior reutilización. Es bien sabido que los metales nobles poseen una elevada actividad en eliminación de compuestos orgánicos clorados por medio de la hidrodecloración. Aunque la eficiencia de catalizadores basados en Pt, Pd, Rh en la hidrodecloración de PCB ha sido comprobada, se ha encontrado que él Ni y el Co (metales de mucho menor costo) pueden ser activos también en esta reacción, aunque requieren de una mayor temperatura y presión de H2. Para hacer el proceso económicamente factible a nivel industrial es necesaria su optimización realizando un estudio de las variables que afectan el proceso, tales como concentración de PCBs, presión de H2, tipo de soporte del catalizador, contenido de Ni, etc. En este trabajo se estudió la influencia del método de preparación de un catalizador Ni/SiO2 en las propiedades de la función metálica del catalizador a emplear en el proceso HDCl de aceites contaminados con PCB. Se prepararon dos catalizadores por impregnación a humedad incipiente (IWI) y por impregnación húmeda (IW) con una solución de Ni (NO3). (H2O)6 (Riedel-de-Haën) sobre SiO2 (Grace G62; Sg=230 m2.g-1). El contenido metálico fue manejado de forma tal que se obtuvo un sólido con 5% como oxido de níquel. La función metálica del catalizador fue caracterizada mediante reducción a temperatura programada (TPR) y quimisorción de H2, utilizando un equipo multitécnica Micromeritics TPD/TPR 2900. Las experiencias de TPR se realizaron utilizando una mezcla de H2(5%)-Argón. La rampa de temperatura fue de 10°C/min hasta 500°C y se mantuvo a 500°C hasta terminar la reducción. Luego de la experiencia de TPR la muestra se enfrió a 40°C y se realizó la quimisorción admitiendo 10 pulsos de la mezcla de H2-Argón. El consumo de H2 en ambas experiencias fue analizado mediante un detector TCD. En los resultados de TPR se puede apreciar que el Níquel se reduce a una mayor temperatura sobre el catalizador preparado por impregnación a humedad incipiente mostrando una mayor interacción con el soporte que la muestra preparada por impregnación húmeda. La dispersión de la fase metálica fue obtenida a partir de los ensayos de quimisorción. El catalizador preparado por impregnación húmeda mostró una mayor dispersión. La reacción se realizó en un reactor discontinuo de acero inoxidable con agitación (700rpm) a 250 ºC de temperatura y 10 Bar de presión de hidrógeno. Se utilizó aceite de transformador con una concentración inicial de 532 ppm de PCBs Los análisis se realizaron en un cromatógrafo Konik HRGC 4000 B- GC. Equipado con un detector de captura de electrones. Se encontró una baja actividad (conversión de PCB de 5,6%), sobre el Ni en estado metálico sobre un soporte de baja interacción (aún en el preparado humedad incipiente). La preparación de Ni soportado sobre SiO2 por el método de humedad incipiente permite obtener una mayor interacción con el soporte pero requiere de una mayor temperatura para lograr una reducción total del metal. Sin embargo, se observó una muy baja actividad en la hidrodecloración del PCB presente en un aceite de transformador contaminado en las condiciones estudiadas. Es necesario estudiar  variaciones en las condiciones de presión y temperatura que incrementen la velocidad de la reacción estudiada.