Hidrogenólisis selectiva de bio-glicerol a 1,2-propilénglicol sobre catalizadores de cromito de cobre

Abstract

El objetivo del presente trabajo fue analizar el desempeño de catalizadores de cromito de cobre, promovidos con bario, en la síntesis selectiva de 1,2-propiléglicol a partir de glicerol. Se evaluó la actividad catalítica de un conjunto de catalizadores preparados con distintas concentraciones del promotor, lixiviados o no, en un reactor tubular de lecho fijo operado en condiciones de conversión integral. Se analizó el desempeño de los catalizadores bajo sucesivos ciclos de reacción-reactivación y se encontró que la desactivación inicial característica de estos materiales puede asociarse a un cambio en el estado de oxidación del cobre activo. El estudio en conjunto de todos ellos permitió establecer que el bario actúa como promotor en la estabilidad catalítica, al menos a largo plazo, cumpliendo un rol de soporte estructural. Con el catalizador de mejor desempeño se realizó un estudio cinético operando en modo continuo. Para interpretar los resultados experimentales se utilizó un modelo cinético de tipo Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson basado en el mecanismo de deshidratación/hidrogenación y con adsorción competitiva en un solo sitio. El modelo considera la influencia en la velocidad de reacción global de la presencia de glicerol tanto en fase vapor como líquida, producto de la condensación capilar −indeseada− dentro de los poros del catalizador.

The objective of the present work was to analyze the performance of barium-promoted copper chromite catalysts in the selective synthesis of 1,2-propylene glycol from glycerol. The catalytic activity of a set of catalysts composed of Cu-CrO-Ba, prepared with different concentrations of the promoter, leached or not, in a fixed bed tubular reactor operated under integral conversion conditions was evaluated. The performance of the catalysts was analyzed under successive reaction-reactivation cycles and it was found that the initial deactivation characteristic of these materials may be associated with a change in the oxidation state of the active copper. The study of all of them allowed us to establish that barium acts as a promoter in catalytic stability, at least in the long term, fulfilling a role of structural support. With the best performance catalyst, a kinetic study was performed in continuous mode, using a quasi isothermal fixed bed tubular reactor. The experiments were performed in a wide range of process conditions: temperature, pressure and residence times. A Langmuir-Hinshelwood-Watson kinetic model based on the dehydration / hydrogenation mechanism and competitive adsorption at a single site of glycerol, acetol, 1,2-PPG and hydrogen was used to interpret the experimental results. The model considers the influence on the overall reaction rate of the presence of glycerol in both the vapor and liquid phases, as a result of the undesired capillary condensation, within the pores of the catalyst.