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Title: Síntese de zeólita ZSM-5 a partir do caulim e preparação de catalisadores (Co/ZSM-5 e Co/Ru/ZSM-5) visando aplicação na reação de Fischer-Tropsch.
Other Titles: Synthesis of ZSM-5 zeolite from kaolin and preparation of catalysts (Co/ZSM-5 and Co/Ru/ZSM-5) for application in the Fischer-Tropsch reaction.
???metadata.dc.creator???: SILVA, Valmir José da.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: RODRIGUES, Meiry Gláucia Freire.
???metadata.dc.contributor.referee1???: SILVA, Marta Ligia Pereira da.
???metadata.dc.contributor.referee2???: CLERICUZI, Genaro Zenaide.
???metadata.dc.contributor.referee3???: MENEZES, Romualdo Rodrigues.
Keywords: Zeólita ZSM-5;Zeólita ZSM-5;Caulim Calcinado;Reatores;Fischer-Tropsch;Catalisadores;Tecnologia GTL;Zeolite ZSM-5;Calcined Kaolin;Reactors;Fischer-Tropsch;Catalysts;GTL Technology
Issue Date: 26-Mar-2012
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: SILVA, Valmir José da. Síntese de zeólita ZSM-5 a partir do caulim e preparação de catalisadores (Co/ZSM-5 e Co/Ru/ZSM-5) visando aplicação na reação de Fischer-Tropsch. 2012. 159 f. (Tese) Doutorado em Engenharia Química, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2012.
???metadata.dc.description.resumo???: Este trabalho teve como objetivos preparar a zeólita ZSM-5 utilizando caulim calcinado como fonte de Si e Al e reduzir o teor de direcionador de estrutura (TPABr). Alem disso, impregnar Co e o promotor Ru na zeólita ZSM-5 com teor de 25% de TPABr e avaliar na síntese de Fischer-Tropsch (FT). As amostras foram caracterizadas por DRX, EDX, MEV, Adsorção Física de N2 , RTP e FTIR. A síntese de FT foi conduzida a 220 °C, pressão de 20 bar utilizando uma razão molar H2/CO = 2 em reator de leito fixo durante um tempo de reação de 135 horas. A analise de DRX revelou que a síntese hidrotérmica a 170 °C por 48 horas com caulim calcinado foi suficiente para se obter uma zeólita ZSM-5CC de elevada cristalinidade considerando os teores de 100, 75, 50 e 25% de TPABr. Na amostra sem TPABr foi observado apenas espectro característico de material amorfo. Apos os processos de impregnação e calcinação do Co no suporte zeólitico com teores de 15 e 20% foi possível observar a especie oxido de cobalto (Co304 ) na estrutura do suporte, porem a presença do oxido de rutênio nos catalisadores 20%Co/0,5%Ru/ZSM-5 e 20%Co/0,5%Ru/ZSM-5CC não foi observada, fato este atribuído ao pequeno percentual impregnado deste metal. A adsorção física de N2 revelou para os catalisadores 20%Co/ZSM-5 e 20%Co/0,5%Ru/ZSM-5 uma diminuição nas áreas superficiais especificas quando comparadas com a zeólita ZSM-5. Para o catalisador 20%Co/ZSM-5CC também foi observado um decréscimo deste parâmetro em relação a amostra adotada como suporte ZSM-5CC/25%TPABr. De acordo com a performance dos catalisadores na síntese de FT concluiu-se que o catalisador 20%Co/0,5%Ru/ZSM-5 apresentou valores de conversão a CO superior ao catalisador 20%Co/ZSM-5, porem apresentaram comportamentos similares, ou seja, elevada seletividade a hidrocarbonetos líquidos C5 + e baixa seletividade para C2-C4 e C02 . A baixa produção de metano também foi considerada significativa do ponto de vista benéfico para as condições da síntese de FT e em reator de leito fixo. Com relação ao catalisador 20%Co/ZSM-5CC, este apresentou valores de conversão a CO muito baixos, porem uma boa estabilidade e alta seletividade a C5 +.
Abstract: This work had as objectives to prepare the ZSM-5 zeolite using calcined kaolin as a source of Si and Al and reduce the of template content (TPABr). Furthermore, impregnating Co and Ru promoter in the ZSM-5 zeolite content of 25% TPABr and evaluation in the Fischer-Tropsch (FT) synthesis. The samples were characterized by XRD, EDX, SEM, Physical Adsorption of N2 , FTIR and RTP. The FT synthesis was conducted at 220 °C, pressure of 20 bar using a molar ratio of H2/CO = 2 in the fixed bed reactor during a reaction time of 135 hours. The XRD analysis showed that the hydrothermal synthesis at 170 °C for 48 hours with calcined kaolin was sufficient to obtain a ZSM-5CC zeolite of high crystallinity considering content of 100, 75, 50 and 25% TPABr. In the sample without TPABr were observed only characteristic spectrum of amorphous material. After the impregnation and calcination process of the zeolite support with Co content of 15 to 20% was observed cobalt oxide species (C03O4) in the support structure, but the presence of ruthenium oxide in the catalysts 20%Co/0.5%Ru/ZSM-5 and 20%Co/0.5%Ru/ZSM-5CC was not observed, and this was attributed to the small percentage of impregnated metal. The physical adsorption of N2 revealed for the catalysts 20%Co/ZSM-5 and 20%Co/0.5%Ru/ZSM-5 a decrease in specific surface area compared to the ZSM-5 zeolite. When the catalyst 20%Co/ZSM-5CC was also observed a decrease in this parameter from the sample adopted as a support ZSM-5CC/25%TPABr. According to the performance of catalysts in the FT synthesis was concluded that the catalyst 20%Co/0.5%Ru/ZSM-5 showed the CO conversion values higher than 20%Co/ZSM-5 catalyst, but showed similar behavior, i.e, high selectivity to C5 + liquid hydrocarbons and low selectivity for C02 and C2-C4. The low methane production has also been considered to be significant in terms beneficial to the conditions of FT synthesis and in fixed bed reactor. With respect to the catalyst 20%Co/ZSM-5CC, this conversion values presented to CO very low, but a good stability and high selectivity to C5 +.
Keywords: Zeólita ZSM-5
Zeólita ZSM-5
Caulim Calcinado
Reatores
Fischer-Tropsch
Catalisadores
Tecnologia GTL
Zeolite ZSM-5
Calcined Kaolin
Reactors
Fischer-Tropsch
Catalysts
GTL Technology
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Química
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/11069
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia Química.

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