Regeneração eletrocinética, reciclagem e reuso de catalisadores desativados de FCC na adsorção de dióxido de carbono e craqueamento de petróleo

Abstract

Resumo: Uma das principais utilizações de catalisadores na indústria de petróleo ocorre na etapa de craqueamento catalítico. Após vários ciclos de uso e regeneração, estes catalisadores são dispostos na natureza tornando-se assim um grave problema ambiental. Neste trabalho o catalisador desativado proveniente de uma unidade de Craqueamento Catalítico Fluidizado (FCC) foi tratado através de remediação eletrocinética com diferentes eletrodos e eletrólitos e então testado como adsorvente de dióxido de carbono e como catalisador de craqueamento de petróleo. As análises indicaram que a remediação eletrocinética recuperou cerca de 50% da área superficial do material, através da remoção de metais pesados presentes inicialmente no catalisador, sem afetar sua estrutura. Observou-se uma remoção de aproximadamente 30% do teor de vanádio e apenas 2% do teor de níquel. Com relação à adsorção de dióxido de carbono, o melhor resultado para os testes de curva de ruptura foi obtido com citrato de sódio como eletrólito e anodo de Ti/Ru-Ir, com um valor de capacidade de equilíbrio de adsorção de 51,38 ± 2,27 mg/g. Os testes de atividade catalítica revelaram uma recuperação de 6% de sua capacidade para o catalisador remediado, indicando ainda uma maior seletividade do catalisador remediado para a formação de olefinas leves como propeno e eteno. Deste modo, com os resultados alcançados, conclui-se que ocorreu um desempenho favorável do catalisador remediado como adsorvente de dióxido de carbono e também novamente como catalisador no processo de FCC.

Abstract: A major use of catalysts in the petroleum industry occurs in the catalytic cracking step. These catalysts are disposed in nature after several cycles of use and regeneration, thus becoming a serious environmental problem. In this research the deactivated catalyst from a Fluidized Catalytic Cracking (FCC) was treated by electrokinetic remediation with different electrodes and electrolytes and then tested as both adsorbent of carbon dioxide and petroleum cracking catalyst. Analyses indicated that the electrokinetic remediation recovered about 50% of the material surface area, by removing heavy metals initially present in the catalyst without affecting its structure. There was an approximately 30% removal of the vanadium content and 2% of the nickel content. With respect to adsorption of carbon dioxide, the best result for the testing of breakthrough curve was obtained with sodium citrate as electrolyte and anode of Ti/Ru- Ir. The value of equilibrium adsorption capacity of 51.38 ± 2.27 mg/g catalyst was obtained. The tests of catalytic activity showed a recovery of 6% in performance to the catalyst remedied, indicating a larger selectivity of the remedied catalyst to form light olefins such as propylene and ethylene. Thus, with the obtained results, it is concluded that there was a favorable performance of remedied catalyst as adsorbent of carbon dioxide and also again as catalyst in the FCC process.