Adsorção de n-parafinas na faixa de C10 a C13 sobre materiais microporosos

Abstract

Na Refinaria Landulpho Alves (BA) existe uma unidade de separação de parafinas lineares de correntes de refino que utiliza o processo de adsorção em fase vapor e a zeólita 5A como adsorvente. A tecnologia é da Union Carbide - Processo ISOSIV. Poucas são as plantas que funcionam atualmente com esta tecnologia no mundo. O processo ISOSIV foi, posteriormente, substituído por outros de maior eficiência e, desde então, não passou por aperfeiçoamentos. As empresas que possuem plantas de separação de parafinas com esta tecnologia devem buscar suas melhorias industriais, visando manter a qualidade e a competitividade de seus produtos. Diante desta problemática, esse trabalho avaliou as propriedades de adsorção de n-parafinas na faixa de C10 a C13 sobre o AlPO4-17 e o SAPO-18, em substituição a zeólita 5A, visando maior capacidade de adsorção e seletividade. Os adsorventes foram sintetizados pelo método hidrotérmico e caracterizados por difração de raios-X, fluorescência de raios-X, análise termogravimétrica, adsorção de N2 e microscopia eletrônica de varredura. Os ensaios de adsorção foram divididos em dois grupos: equilíbrio e cinético. Os experimentos de equilíbrio foram realizados através da técnica de adsorção em banho finito, enquanto que no estudo cinético utilizou-se a técnica ZLC (coluna de comprimento zero). As isotermas de adsorção se ajustaram ao modelo clássico de Langmuir. De maneira geral, a capacidade de adsorção diminuiu com o comprimento da cadeia do hidrocarboneto entre n-C10 e n-C13. O AlPO4-17 apresentou maior capacidade de adsorção para todas as parafinas estudadas, em comparação ao SAPO-18 e a zeólita NaCaA. A entalpia de adsorção apresentou valores entre 19 e 39 kJ/mol. A difusividade, medida em três temperaturas diferentes, aumentou entre n-C10 e n-C12 e caiu para o n-C13. Esse comportamento sugere a ocorrência do efeito janela. A energia de ativação, estimada a partir das difusividades, apresentou comportamento inverso ao da difusividade. Diante dos resultados, o AlPO4-17 tem potencial para ser utilizado como adsorvente no processo de separação de n-parafinas.