Obtención selectiva de para-xileno por desproporción catalítica de tolueno sobre zeolitas zsm-5 modificadas

Resumen

Se ha investigado la obtención de para-xileno por desproporción de tolueno utilizando como catalizadores zeolitas zsm-5 modificadas con objeto de obtener una elevada selectividad respecto de los otros dos isómeros de xileno. Para la realización de los experimentos se procedió al montaje de una instalación de flujo continuo a presión atmosférica y con un reactor de lecho fijo. El análisis de los productos de reacción se realizo por cromatografía de gases. Se ha estudiado la influencia y se han seleccionado diferentes propiedades de la zeolita zsm-5: tamaño medio de partícula, relación atómica si/al, procedimiento y condiciones de activación (intercambio iónico y calcinación), técnica de aglomeración y porcentaje de montmorillonita sódica utilizada como aglomerante. Una vez completado el diseño del catalizador base, se procedió a su modificación con diferentes agentes y tratamientos a fin de exaltar su selectividad hacia para-xileno: modificaciones con fosforo, magnesio, silicio, cesio y coque. Seleccionada la modificación mixta con silicio y magnesio, la proporción de este ultimo en el catalizador junto con las condiciones de operación (temperatura, tiempo espacial y fracción molar de tolueno en el alimento) se optimizo mediante tres diseños factoriales de experimentos. Por ultimo, se ha desarrollado un modelo cinético con el catalizador simg/zsm-5 seleccionado que incluye: velocidad de reacción a tiempo cero, teniendo en cuenta la influencia de las etapas de difusión interna y velocidad de desactivación del catalizador por deposición de coque. Dicho modelo permite reproducir los resultados experimentales con errores medios inferiores al 10%.