1. U.D.C.A 2014
REACTIVACION Y
REUTILIZACION DE
CATALIZADORES
Edwin Gabriel Peña
Oscar Mauricio Pérez
César Andrés Rodríguez

2. Utilidad
 Muchas veces un catalizador se define como una sustancia que
acelera la velocidad de una reacción química y que se regenera
cíclicamente en la misma.
 Esta definición puede hacernos pensar que el catalizador no
cambia con el tiempo y que permanece inalterable, no obstante,
porque se regeneren no se puede decir que su capacidad catalítica
permanezca siempre constante, ya que después de un cierto
tiempo en funcionamiento, el cual puede variar desde unos pocos
segundos a varios años dependiendo del tipo del catalizador, la
actividad del mismo se ve reducida hasta llegar a niveles en los
cuales continuar con el proceso puede ser económicamente
inviable.
 Además, la selectividad del catalizador puede reducirse antes de
que se produzca un cambio apreciable en la actividad, lo que en
muchas ocasiones es más importante, ya que hace ineficiente la
función del catalizador. En estos casos en los que la actividad del
catalizador, su selectividad, o ambas, decaen, el catalizador debe
ser renovado o bien, en los casos en los que sea posible,
regenerado.

3. ¿Cómo se desactivan los
catalizadores?
La regeneración del catalizador va a depender,
fundamentalmente, del mecanismo que haya
causado la pérdida de la actividad.

4. Adsorción
Química
Bloqueo de
centro activo
Cambios de
superficie
Reacciones
parasitas
Envenenamiento
sustancias que
disminuyen la
actividad del
catalizador y que se
encuentran en los
reactantes o se
producen en la
reacción.

5. Envenenamiento
• Carbón en catalizadores de la industria petrolera.
• Reversible por combustión.Depositados
• Azufre sobre cobre, níquel y platino.
• Depende del equilibrio del veneno su eliminación.Quimisorbidos
• Reacciones no deseables disminuyen la selectividad.
• Fe, Ni, V en el petróleo, aumentan la deshidrogenación.Selectivos
• SO2, aire y agua en platino-alumina.
• Al aumentar la temperatura se presentan fusiones
localizadas.
Estables
• Los agregados de los depósitos forman impedimento en la
difusión, bloqueando los poros.Difusion

6. Equilibrio de veneno
Declinación de la actividad del
veneno
Veneno
reactantes
Veneno
superficie
Si la fuerza de adsorción del compuesto es baja, la actividad se
restaurará cuando el veneno se elimine de los reactantes.
Si el material adsorbido está adherido firmemente, el envenenamiento
es más permanente.
El mecanismo parece consistir en un recubrimiento de los centros
activos, que de otra manera podrían adsorber moléculas
reaccionantes.

7. Sinterización
 Es un fenómeno de degradación térmica.
 Desactivación del catalizador por pérdida del
área específica.
 Crecimiento de cristales en la fase catalítica, o
bien pérdida del área del soporte por
derrumbamiento. Es un proceso que tiene lugar a
elevadas temperaturas,
superiores a 500ºC, y
generalmente se acelera en
presencia de vapor de agua.
 Puede ser irreversible.

8. Ensuciamiento
 Deposición física de especies
procedentes de la fase fluida sobre la
superficie del catalizador
 Pérdida de actividad por bloqueo de
los centros activos del catalizador y
por disminución del radio efectivo de
los poros donde tiene lugar la reacción
catalítica deseada.
 En aquellos casos en los que el grado
de ensuciamiento es elevado,
produciéndose depósitos pesados, se
puede llegar a la desintegración de las
partículas del catalizador e incluso al
taponamiento de los espacios vacíos
del reactor.

9. Catalizadores Redox

10. Catalizador de tres vías

11. Estructura del catalizador
 Temperaturas superiores a 700°C
platino, paladio, rodio

12. Catalizador trifuncional
Reactivación
Térmica
Combustión
500°C
Impurezas
Redispercion
del metal
Formación de
clusters
Química
Medios
ácidos
Débiles de
tipo orgánico
Fosfatos,
sulfatos y
óxidos
Formación de
complejos
Fluidos
supercríticos
Ácidos Acetico,
Oxalico y Citrico
EDTA poco
utilizado por el
residuo que
genera
P, Fe, Zn, Cr, Pb, Ni y Cu.

13. Clusters metálicos
Complejos moleculares
Enlaces M-
M
Estructuras cerradas
Triangulares
o de mayor
tamaño
Cluster significa “racimo”
Oxidación y posterior
reducción

14. Clusters metálicos

15. Fluidos super criticos

16. Reacciones catalíticas
heterogéneas
 La realización de reacciones catalizadas por sólidos
en condiciones supercríticas modifica múltiples
variables del proceso con relación a las mismas
reacciones llevadas a cabo en fase gas o líquida,
generalmente con un efecto positivo sobre varios
parámetros de reacción (velocidad, selectividad,
desactivación, etc.).

17. Desactivación del catalizador
 La desactivación de catalizadores por deposición de coque,
especialmente significativa en catalizadores o soportes
ácidos, se reduce o anula cuando se opera en condiciones
supercríticas, debido a la mayor solubilidad de los
hidrocarburos pesados que actúan como precursores del
coque, evitándose así la deposición sobre los centros activos
y el bloqueo del acceso a la estructura porosa del
catalizador.

18.  La desactivación del catalizador es debido a
la baja volatilidad de los productos del coque
que se forman a una baja densidad y la baja
solubilidad del coque en la mayoria de los
solventes por debajo de las condiciones
subcriticas
 Pt/AL2O3
 La buena difusividad en FSC facilita
además la eliminación de posibles venenos
del catalizador desde el interior de sus
poros.

19. Puede llevarse a cabo por extracción del residuo
carbonoso con un disolvente supercrítico,
aunque una vez formados un coque
evolucionado a partir de las moléculas
precursoras resulta difícil la eliminación
completa del mismo.
Regeneración

20.  Se utiliza CO2 supercrítico
 Aumenta la selectividad
 Se remueve un 80% de coque

21. Catalizadores Acido-Base

22. Regeneración de Zeolitas
 Esto en gran medida depende del proceso a
catalizar.
 Estudio de mecanismos de desactivación
catalítica de zeolitas (quimisorción en sitios
catalíticos=impurezas)
 Entendiendo lo anterior, se procede a la
regeneración de los sitios catalíticos de la
zeolita.

23. Tipos de Regeneración de
Zeolitas
 Hay varias formas para regenerar las zeolitas:
 Regeneración por fluidos (gases o líquidos)
 Regeneración por tratamiento térmico.
 Regeneración asistida con microondas.
 Regeneración Electroquímica.

24. Esquemático de regeneración

25. Ejemplo procesos industriales

26. Catalizadores Homogéneos

27. Reciclado de Líquidos iónicos
 Por su alto costo es indispensable su
recuperación.
 Baja solubilidad frente a solventes orgánicos.
 Sales inorgánicas eliminadas con lavados
sucesivos.
 Para líquidos iónicos solubles en agua se utiliza
una destilación fraccionada.
 Usos de CO2 supercrítico como
fluido de extracción.
 Extracción por difusión y baja
solubilidad.
 Procedimientos verdes.

28. Bibliografía
Asencio, I. R. (2008, Julio 24). RECICLADO DE CATALIZADORES DE AUTOMÓVILES ANÁLISIS DE LAS
TÉCNICAS ACTUALES Y PROPUESTAS DE FUTURO. I Simposio Iberoamericano de Ingeniería de Residuos.
REDISA.
Brito, b. (2004). Simulación de Desactivación y Regeneración de Reactores catalíticos.
J. Rincon, I. A. (2008). Tratamiento de residuos - Reciclado de catalizadores de automoviles. Mexico:
Universidad de castilla - La Mancha.
López, R. M. (2005). Catalizadores para mejorar el ambiente. Madrid: Instituto de Catálisis y
Petroleoquímica. CSIC.
Mara, V. L. (2010). Catalisis. Instituto tecnologico de los mochis.
Molina, R. M. (2011). Hacia el desarrollo sostenible:Líquidos Iónicos como catalizadores para la
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http://www.tdx.cat/bitstream/handle/10803/6449/05Ka05de06.pdf?sequence=5
http://joseluismesarueda.com/documents/TEMA_2_002.pdf