CATALIZADORES PARA BIORREFINERÍAS: PRODUCTOS DE C3 A PARTIR DE LA HIDROGENÓLISIS DE GLICEROL

MARTINEZ VALENTINA; GATTI MARTIN N; SOSA, ALEXIS A.; PIZZIO, LUIS R.; POMPEO FRANCISCO

La Plata

Jornada; VII Jornadas de Investigación, Transferencia, Extensión y Enseñanza (ITEE); 2023

Facultad de Ingeniería

Desde hace ya algunos años, la sociedad se ha concientizado acerca del impacto medioambiental que genera la utilización de recursos fósiles para la obtención de fuente de energía y productos destinados a la industria química. De esta manera, se ha fomentado la búsqueda de fuentes alternativas que permitan reemplazar, en parte, la actual dependencia con las fuentes no renovables. En particular, desde hace ya más de quince años, el biodiesel ha experimentado el mayor crecimiento a nivel mundial, sumándose como un eslabón más a la cadena de valor agregado del complejo agroindustrial nacional a partir del 2007, ubicando a la Argentina como el quinto productor mundial con tecnología a gran escala que lo ubican entre los más eficientes del mundo. Por cada 10 kg de biodiesel producido, genera como subproducto 1 kg de glicerol crudo con una pureza que varía en el rango de 55-90 %, debido a la presencia de restos de triglicéridos, alcohol, jabones y catalizador, entre otros. El glicerol es un polialcohol con tres grupos hidroxilo y propiedades fisicoquímicas interesantes que permiten su aplicación en diferentes industrias. Debido a su amplia disponibilidad y bajo costo, la búsqueda de nuevas alternativas para la transformación del glicerol resulta muy atractiva. La hidrogenólisis catalítica resulta una alternativa interesante debido al alto contenido de oxígeno en la molécula de glicerol (O/C = 1). En este sentido, la ruptura de enlaces C-O del glicerol conduce a la formación de glicoles, como el 1,2-propilenglicol (1,2-PG) y el 1,3propilenglicol (1,3-PG), y alcoholes C3 como 1-propanol (1-POH), 2-propanol (2-POH), aunque también está presente la ruptura de enlaces C-C que permite generar otros alcoholes de bajo peso molecular como etanol (EtOH) y metanol (MeOH). De todos ellos, los glicoles (1,2-PG y 1,3-PG) y los propanoles (1-POH y 2-POH) son los más valiosos. En este trabajo se evaluaron catalizadores de Ni y Pt en la reacción de hidrogenólisis de glicerol para la obtención de productos C3 en fase líquida, utilizando un soporte a base de sílice modificado por inclusión de heteropoliácido. Los resultados de caracterización mostraron que el soporte de SiO2 sintetizado por sol-gel presenta una estructura amorfa, característica de la sílice, con una porosidad típica de materiales mesoporosos y sitios ácidos fuertes. La modificación de este soporte por inclusión de ácido tungstofosfórico (TPA) genera aniones de Keegin del tipo [PW12O40]3- y [H3XPW12O40]X- que interactúan con los grupos ≡Si-OH2+ presentes en el soporte de SiO2. A mayor contenido de TPA en los soportes modificados, la fuerza ácida y el número de sitios ácidos superficiales aumenta. Los resultados de actividad mostraron que los catalizadores de Ni/SiO2-TPA(x) son selectivos a 1,2-PG y su actividad aumenta con el contenido de TPA en los catalizadores, sugiriendo una relación directa entre conversión y número de sitios ácidos superficiales. El mismo efecto en cuanto a la conversión se observa para los catalizadores de Pt/SiO2-TPA(x), no obstante, la selectividad a productos líquidos es diferente. Para el catalizador sin presencia de TPA, es posible obtener selectivamente 1,3-PG. Cuando el contenido de TPA es del 20% se obtiene una mezcla de productos C3: 1-POH, 1,2-PG y 1,3-PG. Finalmente, para un contenido de TPA del 40%, el catalizador resulta selectivo a 1-POH. Esto indicaría que la reacción de hidrogenólisis es sensible a la estructura de los catalizadores de Pt y variando su acidez superficial sería posible obtener selectivamente cualquiera de los tres productos C3.