Desactivación de Catalizadores.
La desact desactiva ivació ción n de catali cataliza zado dores res perten pertenec ece e a una una rama rama de la cienc ciencia ia de la catálisis con un desarrollo relativamente reciente. A pesar de las mejoras en el diseño de los catalizadores, todos los catalizadores disminuyen en su actividad con el tiempo. 1 Sin importar la duración del proceso de desactivación, el ingeniero de proceso debe de estar pendiente de las inevitables pérdidas en la actividad cataltica !ue su"ren los catalizadores. 1 #n catalizador e"iciente muestra actividad alta, esto permite a condiciones de operación medias, sin embargo, la actividad no es la $nica propiedad crucial del catalizador, una selectividad alta %acia un producto deseado también es de gran importan importancia. cia. Adicio Adicional nalment mente, e, es primord primordial ial !ue el cataliza catalizador dor manteng mantenga a esta actividad y selectividad por largo tiempo &estabilidad' con el objeto de !ue la rent rentab abil ilid idad ad del del proc proces eso o sea sea adec adecua uado do,, es deci decirr debe debe ser ser resi resist sten ente te a la desactivación. 1 Que es la desactivación.
La mayora de los catalizadores !ue se utilizan en la industria están están sujetos a una mayor o menor perdida de actividad con respecto al tiempo de uso. (sto es lo !ue com$nmente se conoce como desactivación y se puede deber a m$ltiples causas, algunas de la cuales no son totalmente conocidas, pero el resultado "inal es el mismo, una disminución progresiva de la capacidad cataltica del catalizador. 1 La desa desact ctiv ivac ació ión n de los los cata catali liza zado dore res s es un proc proces eso o "si "sico co o !um !umic ico o !ue !ue dism dismin inuy uye e la acti activi vida dad d de un cata catali liza zado dorr. #na #na medi medida da cuan cuanti tita tati tiva va de la desactivación se eval$a a través de la caracterización "sica y !umica tanto del catalizador desactivado y nuevo o "resco con el objeto de conocer las causas de dic%a desactivación. ) *ependiendo del proceso y carga a tratar el ciclo de vida del catalizador puede variar de unos pocos segundos o minutos &desactivación rápida, por ejemplo en la desintegración cataltica "luida' a algunos años &desactivación lenta, por ejemplo en la re"ormación cataltica de na"tas', puede ser selectivo o no, reversible o irreversible. ) +uan +uando do
es
rev reversi ersibl ble, e,
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regen regener eraci ación ón en el caso caso contr contrari ario, o, debe debe reemp reemplaz lazars arse. e. (n lo suces sucesivo ivo se
denomina -desactivación- a todos los tipos posibles de perdida de actividad cataltica y a la sustancia !ue lo provoca se llamara -veneno-.
)
La desactivación de un catalizador es un "enómeno complejo. Los mecanismos de desactivación pueden ocurrir solos o en combinación. ipos de desactivación de +atalizadores/ Los "enómenos de desactivación tienen como causas principales/ • • • •
•
emperatura elevada &envejecimiento y sinterización' (mpleo de reactivos ricos en carbono &ensuciamiento 0 -"ouling-' resencia de impurezas !ue act$en como venenos &envenenamiento' 2ue interaccionen "uertemente con los centros activos provocando la "ormación de especies volátiles &perdida de "ase activa por volatilización' 3tras/ Selectividad/ se produce un ata!ue pre"erente sobre los centros más
activos se da generalmente en los casos de envenenamiento. #ni"orme/ se produce un ata!ue %omogéneo de todo los centros
activos, se da generalmente en los casos de ensuciamiento. 4ndependiente/ no %ay ata!ue sobre los centros activos, ya !ue no %ay sustancias atacantes se
da generalmente
en
los
casos
de
envejecimiento.
OTROS TIPOS DE DESACTIVACION. •
Sublimación/ cuando los agentes catalticos dispersos en el soporte
•
subliman a causa de los puntos calientes a los largo del catalizador. 5etardación/ es debido a la cobertura de sitios activos del catalizador bien sea por reactivos &in%ibición por reactivos', o por productos &in%ibición por
•
productos'. *esactivación por e6tracción/ se presenta cuando el "luido es capaz de e6traer a la "ase activa. 7eneralmente en reacciones de "ase li!uida. Se puede
presentar
una
reacción
indeseable
"luido8"ase
simplemente por disolución de la "ase en el "luido.
•
(6isten tres tipos distintos de desactivación por "alla mecánica/
cataltica
o
o
+rus%ing o aplastado/ causado por la carga de catalizador del reactor, en algunos puntos algunas partculas sostienen toneladas de
o
catalizador. Atrición/ reducción del tamaño o rompimiento de las partculas del
o
catalizador por el c%o!ue entre ellas mismas, especialmente en reactores con movimiento. (rosión/ en reactores de monolito cuando el "lujo de gas es muy alto.
o
*ebido al estrés mecánico. 9racturas/ donde la causa principal es el estrés térmico, !umico o mecánico.
Referencias 1. Fogler S., “Elementos de ingeniería de las reacciones química”, Tercera edición, Editorial Prentice Hall, !!1 "#$"#" %%. . &omelí '., “'aracteri(ación de catali(adores gastados del %roceso de )idrotratamiento de crudos %esados”, Escuela Su%erior de *ngeniería +uímica e *ndustrias Etracti-as, *P, /0ico .F., !!2.
