Deshidrogenación oxidativa de butano en reactores de membrana

Resumen

La utilización de reactores catalíticos de membrana inorgánica es un campo de investigación de gran expansión en los últimos años. Una de las aplicaciones de interés de estos reactores es la alimentación de uno de los reactantes de forma distribuida a lo largo de un lecho de catalizador. Esta aplicación resulta ventajosa en las reacciones donde una concentración baja de uno de los reactantes mejora la selectividad al producto deseado. La deshidrogenación oxidativa de butano (ODB) se presenta como una reacción alternativa interesante frente a los procesos clásicos de reacciones de deshidrogenación dada su nula limitación termodinámica, su carácter exotérmico, una menor temperatura de activación y una menor formación de coque y productos de craqueo. La utilización del reactor de membrana como distribuidor de oxígeno en esta reacción sería beneficiosa ya que: 1) Reduciría la presión parcial de oxígeno en el lecho, con lo que se produciría en menor medida la oxidación total. 2) La generación de calor sería más homogénea a lo largo del lecho evitándose puntos calientes y situaciones fuera de control ("runaway"). 3) Se trabajaría en condiciones más seguras, al estar fuera de los límites de explosividad. 4) Se puede controlar el estado de oxidación del catalizador, lo que resulta de interés puesto que en esta reacción existe un grado óptimo de oxido-reducción del catalizador. En este trabajo se ha comparado para un catalizador V-Mg-O, en la deshidrogenación oxidativa (ODH) de butano, el uso de un reactor de membrana inerte (RMI) como distribuidor de oxígeno frente a un reactor clásico de lecho fijo; encontrándose el RMI ventajoso en la obtención de una mayor selectividad al producto deseado, mayor seguridad en la operación y un mayor rango de operabilidad. Las membranas utilizadas se han preparado a partir de membranas comerciales de pared porosa de alfa-alúmina modificadas con técnic