DESHIDROGENACIÓN OXIDATIVA DE n-BUTANO Y SU RELACIÓN CON EL ESTADO DE OXIDACIÓN DEL CATALIZADOR / Oxidative Dehydrogenation of n-BUTANE and its Relationship with the Oxidation State of the Catalyst

En este trabajo se ha estudiado la deshidrogenacion oxidativa (DHOX) de n-butano en ausencia de oxigeno sobre catalizadores a base de mezclas de oxidos de vanadio y de magnesio utilizando la tecnica de inyeccion por pulsos. En presencia de oxigeno molecular, las vacancias dejadas por la reaccion de oxidacion del hidrocarburo son rapidamente llenadas por nuevos iones de ese elemento, mientras que trabajando en condiciones anaerobicas la concentracion de vacancias aumenta a medida que se inyectan mas pulsos. Se encontro que operando bajo condiciones anaerobicas la DHOX de n-butano presenta una selectividad a olefinas mayor que cuando se realiza en presencia de oxigeno, y que esta selectividad varia muy poco con el numero de pulsos. Sin embargo, las selectividades a butenos aumentan y a butadieno disminuye a medida que el estado de oxidacion del catalizador decrece. Contra lo esperado, se observo que el catalizador soportado en SiO2 es mas selectivo para la produccion de butadieno que el soportado sobre α-Al2O3 y que la diferencia se incrementa con el numero de pulsos. Se demostro que incluso con el numero maximo de pulsos usados por corrida en este trabajo, queda oxigeno movil remanente en los catalizadores, lo cual fue corroborado por XPS que no revela estados de oxidacion del vanadio menores a cuatro. ABSTRACT In this work the oxidative dehydrogenation (ODH) of n-butane has been studied using the injection by pulse technique on catalysts based on mixtures of vanadium and magnesium oxides in an oxygen free atmosphere. In the presence of molecular oxygen, vacancies generated by the oxidation reaction are rapidly filled by new oxygen ions, while working under anaerobic conditions the concentration of these vacancies increases with each additional n-butane pulse injected. It was found that working under anaerobic conditions the ODH of n-butane presents a higher selectivity toward olefins than when the process is developed in the presence of oxygen, and that the selectivity variation is very small with additional pulses. Nevertheless, the selectivity toward butenes increases and that toward butadiene decreases with decreasing oxidation states of the catalyst. As opposed to what was expected, it was found that the catalyst supported over SiO2 shows a higher selectivity toward butadiene than that supported over α-Al2O3, and that the differences increases with the amount of pulses. It was also found that even when the maximum number of n-butane pulses were added a noticeable amount of mobile oxygen still remains as confirmed by XPS which does not show vanadium oxidation states lower than V+4.Keywords: N-butane, Oxidative dehydrogenation, Vanadium oxide, Silica, Alumina.