Catalizadores de cobre soportado para reducción selectiva de glicerol

Abstract

La industria del biodiesel ha traído aparejada una oferta creciente de glicerol, el cual es el subproducto del proceso, generando una caída de su precio. La transformación del glicerol en compuestos con valor agregado interesa pues mejoraría la ecuación económica global de la producción del biocombustible permitiendo un desarrollo ambiental sustentable al utilizar materia prima renovable. En Argentina, la provincia de Santa Fe tiene una capacidad instalada de 2,5 millones de toneladas/año de biodiesel, con las consiguientes 250.000 tn/año de glicerol, por lo que la temática es de sumo interés para el medio socio-productivo regional. Una ruta para valorizar el glicerol es a través de la reacción catalítica de hidrogenólisis, mejor llamada reducción selectiva, para obtener propanodioles. Catalizadores del tipo metal soportado fueron reportados como activos para conducir la hidrogenólisis en fase líquida, encontrando escasa información para la reacción en fase gas. Por este motivo, se prepararon catalizadores del tipo Metal/Soporte por impregnación por humedad incipiente, siendo evaluados en fase líquida en un sistema con reactor de acero inoxidable y operación semicontinua y en fase gas en un sistema continuo con reactor de lecho fijo y flujo descendente. La reacción se siguió por cro-matografía de gases, siendo en línea para la fase no condensada. El rango de condiciones de operación eva-luado fue 170-240°C y presiones 1-30 kg cm-2. Para fase líquida, los niveles de actividad y selectividad a 1,2-propanodiol alcanzados fueron similares a los reportados, mejorando la conversión con el incremento de temperatura y presión. Para fase gas, conversión y selectividad fueron fuertemente influenciadas por las con-diciones de reacción, siendo el principal co-producto el acetol, indicado como intermediario de la reacción. Los materiales que presentaron mejor comportamiento fueron caracterizados por RTP, DRX y FTIR para determinar sus características, relacionar la actividad catalítica y optimizar la preparación.

The biodiesel industry has brought with it an oversupply of glycerol, which is the byproduct of the process, generating a fall in its price. The transformation of glycerol into value-added compounds interest as it would improve the overall economic balance of biofuel production enabling environmentally sustainable development by using renewable raw material. In Argentina, the province of Santa Fe has an installed capacity of 2.5 million TM/year of biodiesel, with consequent 250,000 TM/year of glycerol, so the topic is of great interest to the regional socio-productive means. One route to valorize glycerol is the catalytic hydrogenolysis reaction, better called selective reduction, to obtain propanediols. Metal supported catalysts were reported as assets to drive the liquid phase hydrogenolysis, finding little information for the gas phase reaction. For this reason, Metal/Support type catalysts were prepared by impregnation following the incipient wetness technique, being evaluated in liquid phase in a system with a stainless steel reactor and semi-continuous operation and in gas phase in a continuous system with a fixed bed down-flow reactor. The reaction was followed by gas chromatography, being on line to the non-condensed phase. The range of operating conditions evaluated was 170-240°C and 1-30 kg cm-2 pressures. For liquid phase, activity and selectivity to 1,2-propanediol were similar to those previously reported, improving conversion by increasing temperature and pressure. For gas phase, conversion and selectivity were strongly influenced by reaction conditions, being acetol the main co-product, which is indicated as the reaction intermediate. Materials displaying better behavior were characterized by TPR, XRD, and FTIR to determine their characteristics, relating catalytic activity, and optimizing preparation.