Sintesi, caratterizzazione e comportamento di zeoliti MCM-22 per l'adsorbimento in fase liquida di tiofene

Questo lavoro è relativo allo studio dell’adsorbimento del tiofene in fase liquida su una serie di adsorbenti solidi. Sono state investigate in modo particolarmente approfondito le proprietà adsorbenti della zeolite MCM-22. Il comportamento della MCM-22 è stato confrontato con le prestazioni di adsorbenti tradizionali largamente impiegati nei processi di separazione: carbone attivo e gel di silice. Le ragioni che hanno motivato l’avvio di questo studio sono sia di tipo fondamentale che applicativo. Per quanto riguarda le prime, è sembrato interessante cercare di correlare le prestazioni del solido con le sue proprietà di struttura e superficie e chiarire la natura delle interazioni adsorbente-adsorbato. L’interesse applicativo è invece legato a un problema di grande attualità nel mondo della raffinazione del petrolio: la rimozione dei composti solforati dalle benzine da cracking attraverso processi di adsorbimento selettivi. Il problema della riduzione dello zolfo nelle benzine viene brevemente descritto nel capitolo 1, dove viene anche presentato un quadro delle tecnologie attualmente in uso e lo stato dell’arte sull’uso di adsorbenti solidi; nello stesso capitolo sono delineate le linee di indagine del presente lavoro. Nel capitolo 2 sono brevemente passati in rassegna l’origine, le proprietà generali e gli usi principali delle zeoliti, dei carboni attivi e del gel di silice. Le tecniche strumentali impiegate per la caratterizzazione degli adsorbenti studiati nel presente lavoro, le modalità di conduzione delle misure di adsorbimento e il procedimento di caratterizzazione delle sostanze adsorbite sono descritti nel capitolo 3. Nel capitolo 4 si riportano i risultati relativi al comportamento di MCM-22, carbone attivo e gel di silice per l’adsorbimento di tiofene e toluene, composti modello che simulano, rispettivamente, la frazione organosolforata e aromatica delle benzine. I risultati dell’indagine estesa a campioni di MCM-22 con diversi rapporti Si/Al sono riportati nel capitolo 5. Nel capitolo 6 è riportata la modellizzazione delle isoterme per l’adsorbimento del tiofene (da solo o in presenza di competitore toluene) sulle zeoliti MCM-22. Infine nel capitolo 7 vengono brevemente riassunti e commentati i risultati ottenuti.