Publicado
Partial oxidation of methane to formaldehyde on MoO3, Fe2O3 and ferromolybdenum catalysts
Oxidación parcial de metano a formaldehido sobre catalizadores de MoO3, Fe2O3 y ferromolibdeno
DOI:
https://doi.org/10.15446/ing.investig.v27n1.14773Palabras clave:
formaldehyde, methane, ferromolybdenum, ferric oxide, molybdenum oxide, partial oxidation (en)formaldehido, metano, ferromolibdeno, óxido férrico, óxido de molibdeno, oxidación parcial (es)
Descargas
One of the main challenges for catalysis has been direct methane conversion to useful products such as methanol and formaldehyde. Formaldehyde is currently produced by a three-step industrial process with syngas and methanol as intermediate products. MoO3 Fe2O3, and Fe2(MoO4)3 catalysts were used with four different Mo/Fe molar ratios (0.5, 1, 1.5, 2) in this work. The ferromolybdenum catalyst was prepared by coprecipitation. Pure oxides are more active; however they are not formaldehyde selective, but carbon oxide (CO, CO2) selective. The ferromolybdenum catalysts showed better HCHO selectivity at low conversions; the molybdenum oxide content did not show increased in catalytic activity. Increased reaction temperature did not increase formaldehyde selectivity.
Uno de los grandes retos para la catálisis ha sido la conversión directa de metano en productos químicos útiles a la industria tales como metanol y formaldehido. Actualmente el formaldehído es producido en un proceso que involucra tres pasos con gas de síntesis y metanol como productos intermedios. En este trabajo se emplearon catalizadores de MoO3, Fe2O3 y Fe2(MoO4)3 en cuatro proporciones Mo/Fe diferentes (0.5, 1, 1.5, 2). El catalizador de ferromolibdeno fue preparado por coprecipitación. Los óxidos puros presentan mayor actividad; sin embargo, no son selectivos a formaldehído, siendo los óxidos de carbono (CO, CO2) los principales productos. Los catalizadores de ferromolibdeno mejoran la selectividad a HCHO en detrimento del grado de conversión; el contenido de molibdeno no muestra incrementos en la actividad catalítica. El aumento en la temperatura de reacción no genera un aumento en la selectividad a formaldehído.
Referencias
Arena, F., Frusteri, F. and Parmaliana, A., Partial Oxidation of Methane to Formaldehyde a Theoretic-Experimental approach to process design and catalyst development., Journal of Catalysis 207, 2002, pp. 232-236.
Lunsford, J. H., Catalytic conversion of methane to more useful chemicals and fuels a challenge for the 21st century., Catalysis Today 63, 2000, pp. 165-174.
Otsuka, K. and Wang, Y., Direct conversion of methane into oxygenates., Applied Catalysis 222, 2001, pp. 145-161.
Sokolovskii, V. D., Coville, N. J., Parmaliana, A., Eskendirov, I. and Makoa, M., Methane partial oxidation. Challenge and perspective., Catalysis Today 42, 1998, pp. 191-195.
Takemoto, T., Tabata, K., Teng, Y., Lian-Xin Dai, L. X. and Suzuki, E., Selective oxidation of methane in CH4 - O2 - NO2 over MoO3., Catalysis Today 71, 2001, pp. 5-13.
Zhang, Q., He, D. and Zhu, Q., Recent Progress in Direct Partial Oxidation of Methane to methanol., Journal of Natural Gas Chemistry 12, 2003, pp. 81-89.
Herman, R.G., Sun, Q., Shi, C., Klier, K., Wang, C. B., Hu, H., Wachs, I. E. and Bhasin M. M., Development of active catalysts for the direct oxidation of the methane to formaldehyde., Catalysis Today 37, 1997, pp. 1-14.
Arena, F., Frusteri, F. and Parmaliana, A., Modeling the Partial oxidation of methane to formaldehyde on silica catalyst., Applied Catalysis 197, 2000, pp. 232-236.
Arena, F. and Parmaliana, A., Working Mechanism of Oxide Catalysts in the Partial Oxidation of Methane to for maldehyde., Journal of catalysis 167, 1997, pp. 57-65.
Arena, F., Gatti, G., Martra, G., Coluccia, S., Stievano, L., Spadaro, L., Famulari, P. and Parmaliana, A., Structure and reactivity in the selective oxidation of methane to formaldehyde of low-loaded FeO X/SiO2 catalysts., Journal of catalysis 231, 2005, pp. 365-380.
Parmaliana, A., Effect of Fe-addition on the catalytic activity of silicas in the partial oxidation of methane to for maldehyde., Applied Catalysis 226, 2002, pp. 163-174.
Parmaliana, A., Arena, F., Sokolovskii, V., Frusteri, F., Giordano, N., A comparative study of the partial oxidation of methane to formaldehyde on bulk and silica supported MoO3 and V2O5 catalyst., Catalysis Today 28, 1996, pp. 363-371.
Sánchez, F., Estudio de catalizadores y cinética para la oxidación selectiva de etanol a acetaldehído., Tesis presentada a la Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ingeniería, para optar al grado de Magister Science en Ingeniería Química, Bogotá, 1989.
Del Río, J.D. y Durán, G.A., Oxidación Parcial de Metano a Formaldehído empleando un Catalizador de Ferromolibdeno., Tesis presentada a la Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Ingeniería, para optar al título de Ingeniero Químico, Bogotá, 2005.
Soares, A. P. V., Portela, M. F., Kiennemann, A., Hilaire, L. and Millet, J. M. M., Iron molybdate catalysts for methanol to formaldehyde oxidation: effects of Mo excess on catalytic behavior., Applied Catalysis 206, 2001, pp. 221-229.
Amiridis, M. D., Rekoske, J. E., Dumesic, J. A., Rudd, D. F., Spencer, N. D. and Pereira, C.J., Simulation of methane partial oxidation over silica-supported MoO3 and V2O5., AIChE Journal, January, Vol. 37, No. 1, 1991.
Dimensions
PlumX
Visitas a la página del resumen del artículo
Descargas
Cómo citar
Licencia
Derechos de autor 2007 José Daniel Del Río, Gustavo Andrés Durán, Álvaro Orjuela Londoño, Francisco José Sánchez Castellanos, Carlos Alberto Guerrero Fajardo
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Los autores o titulares del derecho de autor de cada artículo confieren a la revista Ingeniería e Investigación de la Universidad Nacional de Colombia una autorización no exclusiva, limitada y gratuita sobre el artículo que una vez evaluado y aprobado se envía para su posterior publicación ajustándose a las siguientes características:
1. Se remite la versión corregida de acuerdo con las sugerencias de los evaluadores y se aclara que el artículo mencionado se trata de un documento inédito sobre el que se tienen los derechos que se autorizan y se asume total responsabilidad por el contenido de su obra ante la revista Ingeniería e Investigación, la Universidad Nacional de Colombia y ante terceros.
2. La autorización conferida a la revista estará vigente a partir de la fecha en que se incluye en el volumen y número respectivo de la revista Ingeniería e Investigación en el Sistema Open Journal Systems y en la página principal de la revista (https://revistas.unal.edu.co/index.php/ingeinv), así como en las diferentes bases e índices de datos en que se encuentra indexada la publicación.
3. Los autores autorizan a la revista Ingeniería e Investigación de la Universidad Nacional de Colombia para publicar el documento en el formato en que sea requerido (impreso, digital, electrónico o cualquier otro conocido o por conocer) y autorizan a la revista Ingeniería e Investigación para incluir la obra en los índices y buscadores que estimen necesarios para promover su difusión.
4. Los autores aceptan que la autorización se hace a título gratuito, por lo tanto renuncian a recibir emolumento alguno por la publicación, distribución, comunicación pública y cualquier otro uso que se haga en los términos de la presente autorización.
