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dc.contributor.authorOliveira, João Pedro Bueno de
dc.date.accessioned2021-09-13T13:57:33Z
dc.date.available2021-09-13T13:57:33Z
dc.date.issued2021-04-27
dc.identifier.citationOLIVEIRA, João Pedro Bueno de. Catalisadores de Cr/ZrO2 promovidos com metais alcalinos ou alcalinos terrosos para a desidrogenação oxidativa do propano com CO2. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14890.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14890
dc.description.abstractPropene is used as a raw material for thermoplastic resins, adhesives and acrylic derivatives, being obtained mainly by steam cracking naphtha and natural gas. However, the oxidative dehydrogenation of propane reaction using carbon dioxide as a moderate oxidant (ODP-CO2), has been studied as an environmentally more interesting proposal. Chromium and zirconia-based catalysts are widely applied in ODP, however, they have major limitations due to the need for catalytic regeneration resulting from the formation of coke on the surface. The addition of alkali metals (AM) or alkaline earth metals (AEM) in chromium catalysts shows promise for ODP, increasing conversion, selectivity and stability, in addition to decreasing the amount of coke on the catalytic surface, due to changes in the acid/basic characteristics of the catalyst surfaces. In general, this paper seeks to evaluate the effect of the addition of AM or AEM on the catalytic properties of monoclinic Zr-supported Cr catalysts applied to ODP-CO2, advancing the understanding of the role of CO2 as a moderate oxidizing agent in the reaction. Thus, two monoclinic zirconia supports were synthesized using hydrothermal (ZrH) and precipitation (ZrP) methods, which have similar crystallinities and low specific areas, but with different pore structures. The addition of chromium to the supports did not change the crystalline phase, but reduced its specific area and pore volume; for ZrH there was the formation of Cr+6 oxides of easier reduction, while in ZrP, mainly Cr+6 and Cr+5 oxides of more difficult reduction were formed. The promotion of Cr/Zr catalysts with AM or AEM did not change their crystallinity and increased the amount of Cr+6 species, however reducible at higher temperatures. Furthermore, the Cr/Zr catalysts promoted by AM or AEM have different populations of basic sites according to the amount and type of metal added. The addition of AM to Cr/Zr catalysts was able to suppress the formation of by-products and coke, especially with the addition of sodium, providing reasonable stability to the catalysts promoted for 300 minutes. Although this effect was more evident on the catalyst supported on zirconia H (0.5% Na-Cr/H), the best catalytic performance was obtained for 0.5% Na-Cr/P compared to 10Cr/P, which also revealed outstanding CO2 conversion, indicating favoring of DOP-CO2 from 600°C to 700°C. However, the favoring of the DOP-CO2 route was more evident by the addition of AEM to Cr/Zr catalysts, mainly 0.5% Ca-Cr/P, although the same effect of suppression of the formation of by-products and of coke.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectCromopor
dc.subjectZircôniapor
dc.subjectMetais alcalinospor
dc.subjectMetais alcalinos terrosospor
dc.subjectDesidrogenação oxidativapor
dc.subjectCO2por
dc.subjectChromepor
dc.subjectZirconiapor
dc.subjectAlkali metalseng
dc.subjectAlkaline earth metalseng
dc.subjectOxidative dehydrogenationeng
dc.titleCatalisadores de Cr/ZrO2 promovidos com metais alcalinos ou alcalinos terrosos para a desidrogenação oxidativa do propano com CO2por
dc.title.alternativeCr/ZrO2 catalyst promoted with alkaline or earth alkaline metals for the oxidative dehydrogenation of propane with CO2eng
dc.typeDissertaçãopor
dc.contributor.advisor1Palhares, Adriana Paula Ferreira
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5736423072715628por
dc.description.resumoPropeno é utilizado como matéria-prima de resinas termoplásticas, adesivos e derivados acrílicos, sendo obtido principalmente pelo craqueamento a vapor da nafta e do gás natural. Todavia, a reação de desidrogenação oxidativa do propano utilizando gás carbônico como oxidante moderado (DOP-CO2), vem sendo estudada como proposta ambientalmente mais interessante. Catalisadores à base de cromo e zircônia são bastante aplicados na DOP, entretanto, apresentam grandes limitações devido à necessidade de regeneração catalítica decorrente da formação de coque na superfície. A adição de metais alcalinos (MA) ou metais alcalinos terrosos (MAT) em catalisadores de cromo mostra-se promissora para a DOP, aumentando a conversão, a seletividade e a estabilidade, além de diminuir a quantidade de coque na superfície catalítica, em razão das modificações das características ácido/básicas das superfícies dos catalisadores. De modo geral, esse trabalho busca avaliar o efeito da adição de MA ou MAT nas propriedades catalíticas dos catalisadores de Cr suportados em Zr monoclínicas aplicados à DOP-CO2, avançando na compreensão do papel do CO2 como agente oxidante moderado na reação. Assim, foram sintetizados dois suportes de zircônias monoclínicas através dos métodos hidrotérmico (Zr H) e precipitação (Zr P), as quais apresentam cristalinidades semelhantes e baixas áreas específicas, porém com estruturas de poros distintas entre si. A adição de cromo aos suportes não alterou a fase cristalina, mas reduziu sua área específica e volume de poros; para Zr H houve a formação de óxidos de Cr+6 de mais fácil redução, enquanto na Zr P formaram-se principalmente óxidos de Cr+6 e Cr+5 de mais difícil redução. A promoção dos catalisadores Cr/Zr com MA ou MAT não alterou a cristalinidade dos mesmos e aumentou a quantidade de espécies de Cr+6, porém redutíveis em temperaturas mais altas. Além disso, os catalisadores Cr/Zr promovidos por MA ou MAT apresentam distintas populações de sítios básicos de acordo com a quantidade e o tipo de metal adicionado. A adição de MA aos catalisadores Cr/Zr foi capaz de suprimir a formação de subprodutos e de coque, especialmente com a adição de sódio, conferindo razoável estabilidade aos catalisadores promovidos por 300 minutos. Embora tal efeito tenha sido mais evidente sobre o catalisador suportado na zircônia H (0,5% Na-Cr/H), o melhor desempenho catalítico foi obtido para 0,5% Na-Cr/P em relação ao 10Cr/P, que também revelou destacável conversão de CO2, indicando favorecimento da DOP-CO2 de 600 °C a 700°C. Porém, o favorecimento da rota da DOP-CO2 foi mais evidente pela adição de MAT aos catalisadores Cr/Zr, principalmente 0,5% Ca-Cr/P, apesar de não se observar o mesmo efeito de supressão da formação de subprodutos e de coque.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICApor
dc.description.sponsorshipIdCAPES: código de financiamento - 001por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/9424948456049602por


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