Desidratação catalítica do etanol para produção de olefinas leves empregando líquidos iônicos

Abstract

Nesse trabalho, foi desenvolvido um novo método para obtenção de olefinas leves, em particular o eteno, através da desidratação de etanol empregando líquidos iônicos. Os líquidos iônicos empregados foram o tetrafluoroborato de 1-butil-3-metilimidazólio (BMI.BF4) e o tetrafluoroborato de ácido de 3-trietilamônio propanossulfônico (TEA-PS.BF4). Esses líquidos iônicos, que são empregados como solvente e catalisadores, foram sintetizados e caracterizados. Testes catalíticos foram realizados empregando o BMI.BF4 em reatores batelada e contínuo, projetados especificamente. Um estudo comparativo dos reatores desenvolvidos foi discutido e com o reator batelada, quando o BMI.BF4 foi empregado, as melhores conversões foram obtidas – superiores a 70% na temperatura de 100 °C. A seletividade em eteno foi de 100% para os dois tipos de reatores utilizados. O TEA-PS.BF4 foi testado na reação de desidratação de etanol de forma exploratória em reator batelada e uma conversão em torno de 50% foi obtida acompanhada de uma seletividade em propeno de 64%.

In this work, a new method was developed to obtain light olefins, in particular ethylene by catalytic dehydration of ethanol using ionic liquids. The ionic liquids tetrafluoroborate 1-butyl-3-methylimidazolium (BMI.BF4) and tetrafluoroborate and 3-propanesulfonic acid triethylammonium (TEA-PS.BF4) were employed in catalytic tests. These ionic liquids which are used as solvent and as catalyst of the reaction were synthesized and characterized. Catalytic tests were performed using the BMI.BF4 in batch and continuous reactors, both specifically designed for this study. A comparative study about the development of the reactors was discussed. When BMI.BF4 was employed, the best conversion, higher than 70% at 100 °C in the batch reactor was achieved. The selectivity to ethylene was 100% for both types of reactors. Exploratory study of dehydration of ethanol has been performed with TEA-PS.BF4 in a batch reactor. Conversion about 50% has been achieved with a selectivity of 64% in propylene.