Síntese e caracterização de zeólitas ZSM-5 por diferentes rotas e seu emprego na produção de olefinas leves a partir de etanol

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2014
Autor(a) principal: Salbego, Paulo Roberto dos Santos lattes
Orientador(a): Jahn, Sérgio Luiz lattes
Banca de defesa: Gonzalez, Ernesto Antonio Urquieta lattes, Foletto, Edson Luiz lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Santa Maria
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos
Departamento: Engenharia de Processos
País: BR
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/7986
Resumo: This work aims the synthesis and study of ZSM-5 catalysts for the conversion of ethanol to light olefins, especially, using an alternative and inexpensive route. The ethanol emerges as a renewable source for the production of olefins and the ZSM-5 catalyst has important characteristics for this type of reaction such as acidity, surface area and particle size. The synthesis was carried out in hydrothermal treatment at 170 °C. Were performed two conventional synthesis with templates, using n-Butylamine and tetrapropylammonium hydroxide (TPAOH), and an third and alternative route using a nucleating gel. The catalyst characterization was performed using several techniques (XRD, BET, XRF, SEM and TGA) and was observed the formation of the ZSM-5 structure in all the synthesis methods. The catalysts were evaluated in the ethanol to olefins (ETO) reaction, and was evaluated the influence of the reaction temperature (250 to 450 °C) and SAR (SiO2/Al2O2 ratio) in the selectivity for olefins. The products analyses were made with a gas chromatograph with a FID-type detector. The ethylene yield was above to 80 % for all catalysts, and some above 90 %. Lower SAR values provided higher yields for propylene, around to 9 %. The temperature, SAR and template used in the synthesis influenced in the selectivity. In addition, was evaluated the influence of the catalyst mass, dilution and also its modification with different metals. When the mass was increase, the yield for propylene increased. The catalyst dilution with common sand provided, in some concentrations, greater propylene formation. The nucleating gel method showed to be a viable alternative for ZSM-5 synthesis and its use in the ETO reaction.
id UFSM-20_629a1d16f56be8adec41fe77847cbe65
oai_identifier_str oai:repositorio.ufsm.br:1/7986
network_acronym_str UFSM-20
network_name_str Manancial - Repositório Digital da UFSM
repository_id_str
spelling 2015-05-212015-05-212014-08-12SALBEGO, Paulo Roberto dos Santos. Synthesis and characterization of ZSM-5 zeolites by different routes and its use in the conversion of ethanol to olefins. 2014. 132 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2014.http://repositorio.ufsm.br/handle/1/7986This work aims the synthesis and study of ZSM-5 catalysts for the conversion of ethanol to light olefins, especially, using an alternative and inexpensive route. The ethanol emerges as a renewable source for the production of olefins and the ZSM-5 catalyst has important characteristics for this type of reaction such as acidity, surface area and particle size. The synthesis was carried out in hydrothermal treatment at 170 °C. Were performed two conventional synthesis with templates, using n-Butylamine and tetrapropylammonium hydroxide (TPAOH), and an third and alternative route using a nucleating gel. The catalyst characterization was performed using several techniques (XRD, BET, XRF, SEM and TGA) and was observed the formation of the ZSM-5 structure in all the synthesis methods. The catalysts were evaluated in the ethanol to olefins (ETO) reaction, and was evaluated the influence of the reaction temperature (250 to 450 °C) and SAR (SiO2/Al2O2 ratio) in the selectivity for olefins. The products analyses were made with a gas chromatograph with a FID-type detector. The ethylene yield was above to 80 % for all catalysts, and some above 90 %. Lower SAR values provided higher yields for propylene, around to 9 %. The temperature, SAR and template used in the synthesis influenced in the selectivity. In addition, was evaluated the influence of the catalyst mass, dilution and also its modification with different metals. When the mass was increase, the yield for propylene increased. The catalyst dilution with common sand provided, in some concentrations, greater propylene formation. The nucleating gel method showed to be a viable alternative for ZSM-5 synthesis and its use in the ETO reaction.Este trabalho relata o estudo da síntese e caracterização de catalisadores ZSM-5 para seu posterior uso na reação de conversão de etanol para olefinas, especialmente utilizando uma rota alternativa mais econômica. O etanol surge como uma fonte renovável para a produção de olefinas e o catalisador ZSM-5 possui importantes características para esse tipo de reação, tais como acidez, área superficial e tamanho de partícula. A síntese foi conduzida de maneira hidrotérmica a 170 °C. Foram realizadas duas sínteses convencionais com direcionadores de estrutura, utilizando n-butilamina e hidróxido de tetrapropilamônio (TPAOH), e uma terceira rota alternativa utilizando um gel nucleante. A caracterização dos compostos sintetizados foi realizada com diversas técnicas (DRX, BET, FRX, MEV e TGA) sendo observada a formação da estrutura de ZSM-5 em todas as técnicas de síntese utilizadas. Os catalisadores foram avaliados na reação de conversão de etanol à olefinas (ETO) e foi avaliada a influência da temperatura de reação (250 a 450 °C) e SAR (SiO2/Al2O3 ratio) na seletividade das olefinas. A análise dos produtos formados foi realizada em um cromatógrafo a gás com detector tipo FID. O rendimento para eteno foi superior a 80 % em todos os catalisadores, sendo para alguns acima de 90 %. Baixos valores de SAR proporcionaram maiores rendimentos para propeno, em torno de 9 %. A temperatura, o valor de SAR e os direcionadores empregados na síntese influenciaram na seletividade. Também, foi avaliada a influência da quantidade de massa do catalisador, a diluição e também a modificação com diferentes metais (Ga, La, In) e um não metal (P). Quando a massa foi aumentada, o rendimento para propeno aumentou consideravelmente. A diluição com areia comum, em algumas concentrações, proporcionou maior formação de propeno. O método de síntese via gel nucleante mostrou ser uma alternativa viável para a síntese de ZSM-5 e seu uso como catalisador na reação ETO.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicoapplication/pdfporUniversidade Federal de Santa MariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de ProcessosUFSMBREngenharia de ProcessosZSM-5OlefinasEtanolGel nucleanteTPAOHN-butilaminaZSM-5OlefinsEthanolNucleating gelTPAOHN-ButylamineCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAOSíntese e caracterização de zeólitas ZSM-5 por diferentes rotas e seu emprego na produção de olefinas leves a partir de etanolSynthesis and characterization of ZSM-5 zeolites by different routes and its use in the conversion of ethanol to olefinsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisJahn, Sérgio Luizhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4785937E2Gonzalez, Ernesto Antonio Urquietahttp://lattes.cnpq.br/2389975677904655Foletto, Edson Luizhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4798949D9http://lattes.cnpq.br/5447265840552788Salbego, Paulo Roberto dos Santos300800000005400300300300500bde015d5-5b86-4fa0-a49b-46d96b916908a6f4009f-484e-4ade-a30e-7e16be2c3086e088bab6-ce30-47cd-bfc8-27f057936386c562ca96-6b02-442f-916b-5e207d8c78e9info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSMORIGINALSALBEGO, PAULO ROBERTO DOS SANTOS.pdfapplication/pdf6100860http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/7986/1/SALBEGO%2c%20PAULO%20ROBERTO%20DOS%20SANTOS.pdf89af0cd40eed34d7d10b046babc7cb76MD51TEXTSALBEGO, PAULO ROBERTO DOS SANTOS.pdf.txtSALBEGO, PAULO ROBERTO DOS SANTOS.pdf.txtExtracted texttext/plain186163http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/7986/2/SALBEGO%2c%20PAULO%20ROBERTO%20DOS%20SANTOS.pdf.txt72e1476f2d145e16e3569d7885c57ad5MD52THUMBNAILSALBEGO, PAULO ROBERTO DOS SANTOS.pdf.jpgSALBEGO, PAULO ROBERTO DOS SANTOS.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6127http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/7986/3/SALBEGO%2c%20PAULO%20ROBERTO%20DOS%20SANTOS.pdf.jpg6dc5dadedc5bdcce230ade568283d534MD531/79862017-07-25 11:40:43.292oai:repositorio.ufsm.br:1/7986Repositório Institucionalhttp://repositorio.ufsm.br/PUBhttp://repositorio.ufsm.br/oai/requestopendoar:39132017-07-25T14:40:43Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false
dc.title.por.fl_str_mv Síntese e caracterização de zeólitas ZSM-5 por diferentes rotas e seu emprego na produção de olefinas leves a partir de etanol
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Synthesis and characterization of ZSM-5 zeolites by different routes and its use in the conversion of ethanol to olefins
title Síntese e caracterização de zeólitas ZSM-5 por diferentes rotas e seu emprego na produção de olefinas leves a partir de etanol
spellingShingle Síntese e caracterização de zeólitas ZSM-5 por diferentes rotas e seu emprego na produção de olefinas leves a partir de etanol
Salbego, Paulo Roberto dos Santos
ZSM-5
Olefinas
Etanol
Gel nucleante
TPAOH
N-butilamina
ZSM-5
Olefins
Ethanol
Nucleating gel
TPAOH
N-Butylamine
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO
title_short Síntese e caracterização de zeólitas ZSM-5 por diferentes rotas e seu emprego na produção de olefinas leves a partir de etanol
title_full Síntese e caracterização de zeólitas ZSM-5 por diferentes rotas e seu emprego na produção de olefinas leves a partir de etanol
title_fullStr Síntese e caracterização de zeólitas ZSM-5 por diferentes rotas e seu emprego na produção de olefinas leves a partir de etanol
title_full_unstemmed Síntese e caracterização de zeólitas ZSM-5 por diferentes rotas e seu emprego na produção de olefinas leves a partir de etanol
title_sort Síntese e caracterização de zeólitas ZSM-5 por diferentes rotas e seu emprego na produção de olefinas leves a partir de etanol
author Salbego, Paulo Roberto dos Santos
author_facet Salbego, Paulo Roberto dos Santos
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Jahn, Sérgio Luiz
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4785937E2
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Gonzalez, Ernesto Antonio Urquieta
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/2389975677904655
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Foletto, Edson Luiz
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4798949D9
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/5447265840552788
dc.contributor.author.fl_str_mv Salbego, Paulo Roberto dos Santos
contributor_str_mv Jahn, Sérgio Luiz
Gonzalez, Ernesto Antonio Urquieta
Foletto, Edson Luiz
dc.subject.por.fl_str_mv ZSM-5
Olefinas
Etanol
Gel nucleante
TPAOH
N-butilamina
topic ZSM-5
Olefinas
Etanol
Gel nucleante
TPAOH
N-butilamina
ZSM-5
Olefins
Ethanol
Nucleating gel
TPAOH
N-Butylamine
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO
dc.subject.eng.fl_str_mv ZSM-5
Olefins
Ethanol
Nucleating gel
TPAOH
N-Butylamine
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO
description This work aims the synthesis and study of ZSM-5 catalysts for the conversion of ethanol to light olefins, especially, using an alternative and inexpensive route. The ethanol emerges as a renewable source for the production of olefins and the ZSM-5 catalyst has important characteristics for this type of reaction such as acidity, surface area and particle size. The synthesis was carried out in hydrothermal treatment at 170 °C. Were performed two conventional synthesis with templates, using n-Butylamine and tetrapropylammonium hydroxide (TPAOH), and an third and alternative route using a nucleating gel. The catalyst characterization was performed using several techniques (XRD, BET, XRF, SEM and TGA) and was observed the formation of the ZSM-5 structure in all the synthesis methods. The catalysts were evaluated in the ethanol to olefins (ETO) reaction, and was evaluated the influence of the reaction temperature (250 to 450 °C) and SAR (SiO2/Al2O2 ratio) in the selectivity for olefins. The products analyses were made with a gas chromatograph with a FID-type detector. The ethylene yield was above to 80 % for all catalysts, and some above 90 %. Lower SAR values provided higher yields for propylene, around to 9 %. The temperature, SAR and template used in the synthesis influenced in the selectivity. In addition, was evaluated the influence of the catalyst mass, dilution and also its modification with different metals. When the mass was increase, the yield for propylene increased. The catalyst dilution with common sand provided, in some concentrations, greater propylene formation. The nucleating gel method showed to be a viable alternative for ZSM-5 synthesis and its use in the ETO reaction.
publishDate 2014
dc.date.issued.fl_str_mv 2014-08-12
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2015-05-21
dc.date.available.fl_str_mv 2015-05-21
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv SALBEGO, Paulo Roberto dos Santos. Synthesis and characterization of ZSM-5 zeolites by different routes and its use in the conversion of ethanol to olefins. 2014. 132 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2014.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.ufsm.br/handle/1/7986
identifier_str_mv SALBEGO, Paulo Roberto dos Santos. Synthesis and characterization of ZSM-5 zeolites by different routes and its use in the conversion of ethanol to olefins. 2014. 132 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2014.
url http://repositorio.ufsm.br/handle/1/7986
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.cnpq.fl_str_mv 300800000005
dc.relation.confidence.fl_str_mv 400
300
300
300
500
dc.relation.authority.fl_str_mv bde015d5-5b86-4fa0-a49b-46d96b916908
a6f4009f-484e-4ade-a30e-7e16be2c3086
e088bab6-ce30-47cd-bfc8-27f057936386
c562ca96-6b02-442f-916b-5e207d8c78e9
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Santa Maria
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFSM
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Engenharia de Processos
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Santa Maria
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Manancial - Repositório Digital da UFSM
instname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
instacron:UFSM
instname_str Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
instacron_str UFSM
institution UFSM
reponame_str Manancial - Repositório Digital da UFSM
collection Manancial - Repositório Digital da UFSM
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/7986/1/SALBEGO%2c%20PAULO%20ROBERTO%20DOS%20SANTOS.pdf
http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/7986/2/SALBEGO%2c%20PAULO%20ROBERTO%20DOS%20SANTOS.pdf.txt
http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/7986/3/SALBEGO%2c%20PAULO%20ROBERTO%20DOS%20SANTOS.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv 89af0cd40eed34d7d10b046babc7cb76
72e1476f2d145e16e3569d7885c57ad5
6dc5dadedc5bdcce230ade568283d534
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1794524348622569472