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Polvo de Alúmina Activada en la Fabricación de Catalizadores: Cómo el Área Superficial, el Volumen de Poros y la Pureza de Fase Controlan la Actividad y Selectividad del Catalizador

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Polvo de alúmina activada de grado catalítico: área superficial de 180 a 380 m2/g, Na2O por debajo del 0.05% en peso, 70 a 80% en peso de Al2O3 de pseudo-boehmita a alúmina gamma.

Por Qué el Polvo de Alúmina de Grado Catalítico Es un Producto Especializado

Si compras alúmina activada para el secado de aire o para un respiradero de transformador, estás comprando un desecante. La alúmina se evalúa por su capacidad de absorción de agua, pérdida por desgaste y precio por kilogramo. Si compras alúmina activada para la fabricación de catalizadores, estás comprando un soporte de óxido de precisión, y las reglas son completamente diferentes. El mismo material que funciona brillantemente como desecante puede ser inútil como soporte de catalizador debido a un 0.10% en peso de sodio, 50 m2/g menos de área superficial de lo necesario, o una contaminación del 30% en peso de fase alfa.

A nivel mundial, se consumen alrededor de 750,000 toneladas métricas de polvo de alúmina activada cada año como soportes de catalizadores. Aproximadamente el 60% se destina a catalizadores de hidroprocesamiento (NiMo, NiW, CoMo sobre alúmina) para refinerías de petróleo; el 15% se destina a catalizadores Claus, SCOT y de tratamiento de gas de cola para la recuperación de azufre; el 10% se destina a la matriz de catalizadores FCC y aglutinantes de aditivos; el 8% se destina a catalizadores de hidrogenación selectiva, deshidrogenación y oxidación; y el 7% se destina a catalizadores especiales (reformado de alúmina clorada, portador de plata de óxido de etileno, metanación, síntesis de amoníaco, captura de CO2, cambio de gas de agua). Cada una de estas aplicaciones tiene un óptimo diferente para el área superficial, el volumen de poros, el contenido de sodio, el tamaño de partícula y la composición de fase.

El trabajo del fabricante de catalizadores es hacer coincidir un grado específico de polvo de alúmina con una receta específica de catalizador. El trabajo del proveedor de soporte es entregar ese grado con una consistencia de lote a lote más estricta de lo que el proceso interno del fabricante de catalizadores puede tolerar. Es por eso que Aluminaworld ejecuta la producción de grado catalítico en líneas dedicadas, con un área superficial a nivel de lote dentro de +/- 5 m2/g del nominal, sodio por debajo del 0.05% en peso de Na2O, y composición de fase por encima del 95% de gamma o pseudo-boehmita dependiendo del grado.

La Química: Por Qué la Alúmina Funciona como Soporte

La alúmina (Al2O3) existe en más de una docena de fases cristalográficas. Para los soportes de catalizadores, solo unas pocas importan: pseudo-boehmita, gamma, eta, chi, y las fases theta y alfa de mayor temperatura. Las diferencias provienen del apilamiento de capas de oxígeno y aluminio en la estructura similar a la espinela, y esas diferencias se traducen directamente en el área superficial, la estructura de poros y la acidez superficial.

Pseudo-Boehmita (AlOOH·xH2O)

La pseudo-boehmita es un oxihidróxido de aluminio con un exceso de agua del 1 al 5% en peso sobre la verdadera boehmita. Es el precursor de todas las aluminas de transición. El área superficial es de 200 a 350 m2/g, el volumen de poros es de 0.30 a 0.60 cm3/g. La estructu