CONVERSIÓN DE BENCENO DE CORRIENTES PARAFÍNICAS EN REACTORES DE ISOMERIZACIÓN CONTENIENDO CATALIZADORES Pt/WO3-ZrO2

V.M. BENITEZ; C.R. VERA; J.M. GRAU; J.C. YORI; C.L. PIECK; J.M. PARERA

Buenos Aires, Argentina

Congreso; 3º Congreso de la Industria Química y Petroquímica del MERCOSUR, 12º Congreso Argentino de Petroquímica; 2005

Instituto Petroquímico Argentino

El objetivo del trabajo es estudiar la factibilidad de la conversión de benceno a productos no contaminantes y de elevado número de octano (RON), realizando esta conversión dentro de reactores de isomerización de nafta liviana “straight run” simultáneamente con la reacción principal de producción de isoparafinas, con economía de equipos y pasos de pretratamiento. Se estudió la transformación de benceno y mezclas n-hexano-benceno (3-15% benceno en peso) sobre catalizadores Pt/WO3-ZrO2 (catalizador proceso EMICT de Exxon) preparados en laboratorio.  Los resultados indican que es posible realizar la hidrogenación a ciclohexano y la isomerización a metilciclopentano bajo condiciones típicas de isomerización (temperatura=250-300 °C, WHSV=2-4, H2/HC=2-6), simultáneamente con la conversión de n-C6 a mono- y di- metil isómeros.  Las variables que más afectan al rendimiento son la temperatura de calcinación de Pt/WO3-ZrO2, la temperatura de reacción y el contenido de benceno. La temperatura de calcinación del catalizador afecta de manera diferente a las funciones ácida y metálica:  a temperaturas crecientes la capacidad hidrogenante disminuye suavemente debido a la interacción creciente del Pt con el soporte mientras que la capacidad isomerizante aumenta fuertemente debido a la creación de sitios ácidos fuertes.  El catalizador óptimo es el calcinado a 800 °C.  Respecto de la temperatura de reacción existe un intervalo estrecho (250-300 °C) en el cual tanto la hidrogenación de benceno como la isomerización de parafinas livianas son termodinámicamente factibles con rendimiento conveniente.  La inhibición de la actividad hidrogenolítica típica de catalizadores Pt/superácidos suprime la apertura de anillo y previene la caída del RON en caso de que el metilciclopentano (RON 96) sea transformado preferencialmente a metil-pentanos cuando el catalizador Pt/WO3-ZrO2 es el único cargado en el reactor.  El agregado de Pt/Al2O3 en mezcla física con Pt/WO3-ZrO2 no ayuda a la conversión del benceno, permite realizar la apertura de anillo, pero provoca una caída neta del número de RON en lo que respecta a la transformación del benceno debido a la alta selectividad a n-hexano y metilpentanos.. La conversión de benceno sobre Pt/WO3-ZrO2 no es completa, debido principalmente a limitaciones termodinámicas y la fuerte adsorción del benceno sobre sitios ácidos que limita su transformación a metilciclopentano.  Esto último produce también una caída de la actividad de la reacción principal (isomerización de parafinas) del orden del 20% para las corrientes con exceso de benceno (15%) e inhibe la selectividad a craqueo (positivo, produce 95-98% de selectividad) y la selectividad a isómeros dimetilados (negativo).