UNIVERSIDAD DE CARABOBO ÁREA DE ESTUDIOS DE POSTGRADO FACULTAD DE INGENIERÍA DOCTORADO EN INGENIERÍA ÁREA INGENIERÍA QUÍMICA REACCIONES DE HIDROFORMILACIÓN E HIDROGENACIÓN DE OLEFINAS Y NAFTAS EN MEDIO BIFÁSICO COMO UNA ALTERNATIVA TECNOLÓGICA EN LA FORMULACIÓN DE COMBUSTIBLES Autor: MSc. Ing. VICTOR JOSÉ GUANIPA QUINTERO Bárbula, Diciembre de 2010. Guanipa Quintero, Victor José. “Hydroformylation and Hydrogenation Reactions of Olefins and Naphtha in Biphasic Medium as a Technological Alternative Fuel Formulation”. Tesis Doctoral para optar al Grado de Doctor en Ingeniería Química, Universidad de Carabobo, Área de Estudios de Postgrado de la Facultad de Ingeniería, Carabobo, Venezuela, Julio de 2010, 349 p. ABSTRACT In these work, it was presented an catalytic evaluation of the biphasic sequential hydroformylation and hydrogenation reactions of olefins present in the light and medium naphtha cut from the FCC unit of “El Palito” refinery in Venezuela, using biphasic systems: Rh/Pz/TPPTS and Ru/TPPTS; Rh/Pz/TPPMS and Ru/TPPMS, Rh/Pz/DPPETS and Ru/DPPETS, Rh/Pz/DPPPTS and Ru/DPPPTS, respectively. This research involved the synthesis of mentioned water-soluble ligands and intermediate complexes [Rh(acac)(CO)2] and [RuCl2(NCMe)4]. Subsequently, the catalytic activity was observed in the sequential hydroformylation and hydrogenation reactions of the olefin model (1hexene) and the olefin present in said naphtha, resulting in all the studied systems are active. In the hydroformylation reactions, it was found, under moderate reaction conditions, the following order of activity: Rh/Pz/DPPETS; Rh/Pz/DPPPTS; Rh/Pz/TPPMS> Rh/Pz/TPPTS. For the hydrogenation reactions, the system Ru/TPPMS was better than the system Ru/TPPTS in terms of conversion. Then, it was made a technical-economic of the influence of the presence of oxygenated and hydrogenated naphtha in the formulation of gasoline for national consumption, results that are technically suitable for this use; under improved properties conferred on the starting light naphtha. However, it was not attractive to “El Palito” refinery, in reference to competition costs of existing basic others. Keywords: hydroformylation, hydrogenation, biphasic catalysis, naphtha. 13 Guanipa Quintero, Victor José. “Reacciones de Hidroformilación e Hidrogenación de Olefinas y Naftas en Medio Bifásico como una Alternativa Tecnológica en la Formulación de Combustibles”. Tesis Doctoral para optar al Grado de Doctor en Ingeniería Química, Universidad de Carabobo, Área de Estudios de Postgrado de la Facultad de Ingeniería, Carabobo, Venezuela, Julio de 2010, 349 p. RESUMEN Se presenta una evaluación catalítica de las reacciones de hidroformilación e hidrogenación secuencial de olefinas presentes en las naftas liviana y mediana, provenientes de la Unidad de FCC de la Refinería El Palito, mediante el uso de sistemas bifásicos: Rh/Pz/TFFTS y Ru/TFFTS; Rh/Pz/TFFMS y Ru/TFFMS, Rh/Pz/DFFETS y Ru/DFFETS, Rh/Pz/DFFPTS y Ru/DFFPTS; respectivamente. Esta investigación consistió en realizar la síntesis de los ligandos hidrosolubles citados y de los complejos intermediarios [Rh(acac)(CO)2] y [RuCl2(NCMe)4]. Posteriormente, se verificó la actividad catalítica en las reacciones de hidroformilación e hidrogenación secuencial de la olefina modelo (1-hexeno), y de las olefinas presentes en dichas naftas, resultando que todos los sistemas estudiados son activos. En la reacción de hidroformilación se encontró que, bajo condiciones moderadas de reacción, los sistemas siguen el siguiente orden de actividad: Rh/Pz/DFFETS ; Rh/Pz/DFFPTS ; Rh/Pz/TFFMS > Rh/Pz/TFFTS. Para las reacciones de hidrogenación, el sistema Ru/TFFMS fue mejor que el sistema Ru/TFFTS en cuanto a conversión. Luego se realizó una evaluación técnica-económica de la influencia de la presencia de naftas oxigenadas e hidrogenadas en la formulación de gasolinas de consumo nacional, resultando que son técnicamente aptas para este uso; en virtud del mejoramiento en las propiedades atribuidas sobre la nafta liviana de partida. Sin embargo, resultó no atractiva para la Refinería El Palito, en cuanto a costos de competencia de otros básicos existentes. Palabras clave: hidroformilación, hidrogenación, catálisis bifásica, naftas. 14
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