La reciente crisis energética y la cada vez mayor concienciación sobre la urgencia de avanzar hacia un desarrollo sostenible, han puesto en evidencia la necesidad de desarrollar nuevos procesos para la producción de compuestos químicos que se obtienen actualmente a partir de ciertas fracciones del petróleo. Es el caso de las olefinas ligeras (principalmente propileno y etileno), que se encuentran entre los materiales más demandados en la industria petroquímica. Un proceso alternativo, conocido desde hace más varias décadas, que ha conocido un renovado interés en los últimos años es el proceso MTO, que convierte metanol en olefinas ligeras. Así, este proceso permite producir olefinas partiendo de gas o carbón, previa conversión de estos en gas de síntesis y de este en metanol. Algunos silicoaluminofosfatos se han empleado como catalizadores en el proceso MTO, tanto por sus características estructurales como por sus propiedades físico-químicas. El más utilizado es el SAPO-34 ya que este catalizador zeolítico de poro pequeño limita la producción de hidrocarburos aromáticos y es muy selectivo a la formación de olefinas ligeras (se han obtenido selectividades superiores al 80% en el rango de las olefinas C2-C4). Existen otros silicoaluminofosfatos que presentan estructuras parecidas al SAPO-34 y que han sido mucho menos estudiados, como es el caso del SAPO-18 que presenta cavidades y dimensiones similares a las del SAPO-34, siendo la principal diferencia estructural entre ambos la orientación de los anillos de seis miembros a partir de los cuales se desarrolla toda la estructura. Debido a la gran semejanza estructural entre ambos materiales, cabe esperar que el SAPO-18 tenga un comportamiento similar al mostrado por el SAPO-34 en el proceso MTO. Finalmente hay otras estructuras de silicoaluminofosfatos microporosos con potencial interés en este proceso, que prácticamente no han sido exploradas, como es el caso del SAPO-35 -estructura tipo Levinita-, el SAPO-17 ¿estructura tipo erionita-, el SAPO-44 ¿tipo chabazita-, etc. Además de los factores estructurales, las propiedades físico-químicas tienen una enorme influencia en las características de estos materiales como catalizadores del proceso MTO. Así, el tamaño o la forma de los cristales y la composición química o la acidez han sido descritos como factores clave en la actividad, selectividad y vida media de estos catalizadores. Mediante modificaciones en las variables que controlan la síntesis de este tipo de materiales (temperatura, tiempo de cristalización, composición química, etc.) se ha mostrado que es posible optimizar las propiedades catalíticas de distintos silicoaluminofosfatos. Así, en el caso de la síntesis de SAPO-34 y SAPO-18, optimizando las distintas variables, se ha conseguido obtener catalizadores con tiempos de vida media muy superiores (3 o 4 veces) a los que presentan los materiales preparados siguiendo los procedimientos clásicos de síntesis, manteniendo en todos los casos muy elevadas selectividades a las olefinas de cadena corta, objeto de interés en este proceso.

T. Álvaro e I. Pinilla agradecen al CSIC la concesión de sendas beca JAE predoctorales. El trabajo ha sido financiado por el MEC (Proyectos MAT2009-13569 y MAT2012-31127).

Trabajo presentado en el V Congreso Internacional - XIII Congreso Mexicano de Catálisis, celebrado en Puerto Vallarta (México) del 16 al 19 de abril de 2013.

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