Estudo da formação de mesoporos em zeólitas mordenitas, por tratamentos pós-síntese de dessilicação

Abstract

As reservas de petróleo descobertas nos últimos anos no Brasil e no mundo são constituídas em sua maior parte por óleos pesados. Para o processamento destes óleos, se faz necessária cada vez mais a presença de uma matriz ativa nos catalisadores de craqueamento catalítico em leito fluidizado. As zeólitas podem ser usadas como catalisadores ou suporte para catalisadores em processos de separação. Tendo assim, vasta aplicação em processos do refino do petróleo, na indústria petroquímica, química e no controle ambiental. Essas propriedades estão associadas com a presença de poros em sua estrutura, que garantem elevada área específica. Um dos processos mais importantes no refino do petróleo é o craqueamento catalítico de gasóleo, que é formado por uma mistura complexa de hidrocarbonetos, sendo que as moléculas de alguns destes ultrapassam o diâmetro dos poros da zeólita Y. Esta zeólita é a que possui o maior diâmetro de poro (~ 7,4 Å). Assim, aquelas moléculas não conseguem ter acesso aos sítios ácidos localizados no interior dos cristais de zeólita Y. A fim de superar essa dificuldade, neste trabalho foi sintetizado zeólitas Mordenitas originais, microporosas, e através de tratamentos alcalinos pós-sínteses, tentou-se transformálas de Mordenitas microporosas, (~ 7,4x10-10 m), em Mordenitas mesoporosas (~ 7,4x10-9 m). Assim sendo, foi apresentado os materiais e os métodos utilizados para sintetizar, tratar alcalinamente, caracterizar e avaliar catalicamente as Zeólitas Mordenitas com dois tipos de relações molares SiO2/Al2O3, SAR 20 e SAR 40. Foram sintetizadas zeólitas mordenitas com as seguintes composições molares: 20 SiO2 : 1,0 Al2O3 : 6,0 Na2O : 600 H2O e 40 SiO2 : 1,0 Al2O3 : 12,0 Na2O : 1600 H2O. Os tratamentos alcalinos tiveram: 2 tipos de temperatura, 2 tipos de hidróxidos, 3 tipos de concentrações e a presença ou não de um tensoativo. Além do tratamento alcalino as amostras também passaram por troca iônica e calcinação a 550ºC. Para ter a certeza que ocorreu a síntese de mordenita microporosa e a possível transformação em mordenita mesoporosa foram utilizadas as técnicas de caracterização e avaliação catalítica. Para a caracterização foram utilizadas as técnicas de difração de Raios X (DRX), espectrometria de fluorescência de raios X por energia dispersiva (EDX), a adsorção/dessorção de nitrogênio, a dessorção de amônia a temperatura programada (TPDNH3) e a Avaliação Catalítica. Observou-se que o DRX confirmou a formação das Zeólitas Mordenitas com dois tipos de relações molares SiO2/Al2O3, SAR 20 e SAR 40, e que as mesmas possuem excelente Cristalinidade. O EDX mostrou que todas as amostras apresentaram SAR menor do que o gel de síntese e que houve uma baixíssima dessilicação nas amostras tratadas. A análise textural mostrou que as amostras não apresentam grande quantidade de mesoporos. O TPD mostrou que as amostram tem força ácida predominantemente de fraca a moderada. A avaliação catalítica mostrou que as amostras tratadas na presença de CTABr apresenta menor taxa de desativação e que as amostras que foram tratada com Hidróxido de Tetrametilamônio tiveram atividade catalítica inicial maior do que as amostras tratadas com Hidróxido de Sódio. Nos experimentos deste trabalho, Não houve formação significativa de mesoporos nas zeólitas mordenitas, por tratamentos alcalino pós-sintese de dessilicação.