Progresos en el modelado cinético de los procesos mtg y mto y de la desactivación del catalizador

Resumen

El proceso MTG (Methanol to Gasoline) sobre zeolitas ZSM-5 para obtención de gasolinas "sintéticas" desarrollado por la Mobil Oil, es de alto interés actual en aquellos países que disponen de reservas de gas natural como materia prima del metanol. El proceso MTO (Methanol to Olefins) para la síntesis de olefinas ligeras, materias primas de la industria petroquímica y para obtención de combustible para motores Diesel, es un objetivo interesante que surgió a partir del desarrollo del proceso MTG y como ruta complementaria al objetivo primario de obtención de gasolina sintética. En esta Tesis se contribuye al desarrollo tecnológico de los procesos MTG y MTO, profundizando en el modelado cinético de la reacción principal y de la desactivación del catalizador, con objeto de obtener modelos cinéticos que sean útiles para el diseño del reactor y que puedan ser aplicables en extrapolaciones de escala de diseño industrial. Se ha trabajado con un catalizador preparado en base a una zeolita HZSM-5 y se ha llevado a cabo su completa caracterización. Los experimentos para el estudio cinético de la reacción principal y de la desactivación se han realizado en un reactor integral de lecho fijo isotermo, cubriendo un amplio intervalo de condiciones de operación, y se ha analizado la composición de productos a la salida del reactor mediante un cromatógrafo de gases. Se ha constatado el doble papel del agua presente en el medio de reacción sobre la desactivación del catalizador en los procesos de transformación de metanol: por un lado, como atenuante de la desactivación al disminuir la deposición de coque y, por otro lado, como responsable de la pérdida irreversible de actividad por desaluminización de la zeolita originada por la presencia de vapor de agua a elevada temperatura. Las constantes cinéticas para la reacción principal, así como para la desactivación reversible (proceso MTG) e irreversible (procesos MTO)