Isomerização de n-octano sobre catalisador Pt/H-BEA visando a melhoria da qualidade da gasolina

Abstract

Visando atender as legislações ambientais, os produtores tem restringido diversos compostos da gasolina, o que tem impactado diretamente na redução da sua octanagem. Uma boa opção para recuperação desta octanagem e manutenção da qualidade perante a legislação vigente seria a isomerização das n-parafinas. Neste sentido, foi estudada a isomerização do n-octano, sobre catalisadores contendo platina sobre zeólita beta. Foi preparado catalisador Pt/H-BEA, 1% de platina m/m. Utilizou-se n-octano como molécula modelo, em reator de reciclo interno tipo Berty nas seguintes faixas de operação: WHSV 4 a 8 h-1, razão de hidrogênio-parafina de 3 a 9, pressões de 10 a 20 kgf/cm² e temperatura entre 250 e 350 ºC, onde foram determinadas as constantes cinéticas da reação de isomerização de n-octano (k1), craqueamento de n-octano (k2), seguido da seletividade aos compostos ramificados, principalmente os iso-octanos, frente a variação de temperatura, pressão e a desativação do catalisador. Além disso foi realizada a análise termodinâmica da reação de isomerização do n-octano, visando a determinação do comportamento da constante de equilíbrio e das concentrações dos produtos no equilíbrio químico. No que diz respeito à análise termodinâmica, constatou-se que a formação de 2,2,4 tri-metil-pentano é desfavorecida no equilíbrio, sendo mais propício a formação de mono e di ramificações em detrimento de tri ramificações. Verificou-se que a reação de isomerização é exotérmica com ΔH0 = -16 x 10³ J/mol, além de determinar uma equação que descreve o comportamento do equilíbrio em função da temperatura. Dentro da faixa analisada determinou-se k1 igual a 0,053 [mol kg-1 h-1 (kgf/cm²)-1] e k2 igual a 21,65 [mol kg-1 h-1 (kgf/cm²)-1]. A seletividade aos ramificados não apresentou alteração quanto à variação da pressão, por outro lado foi evidente a redução da seletividade quanto ao aumento da temperatura. Na temperatura de 250 ºC evidenciou-se que 10% dos produtos eram iso-octanos, indicando que processos à temperaturas mais baixas possibilitam uma maior concentração de isômeros. A análise da desativação do catalisador indicou que o catalisador é suficientemente ácido para manter a atividade e a seletividade mesmo após 190 minutos de reação