Obtención de 2-metilfurano a partir de furfural derivado de biomasa lignocelulósica: Uso de un catalizador de Co/SiO₂ para la producción de aditivos de combustibles sostenibles

El furfural (FUR), derivado de biomasa lignocelulósica, puede convertirse en productos útiles para mejorar la calidad de las naftas al optimizar rutas de reacciones químicas. El 2-metilfurano (MF), obtenido por hidrodesoxigenación catalítica (HDO) de FUR, se destaca como candidato. El MF es un aditivo renovable de naftas y es clave en el desarrollo de Combustibles Sostenibles de Aviación (SAF), ya que, MF y FUR pueden combinarse en moléculas de mayor tamaño (C15), compatibles con el combustible de aviación fósil [1, 2]. En este trabajo se presentan los resultados obtenidos para la reacción de HDO de MF a partir de FUR en fase líquida y condiciones moderadas con un catalizador de 7,7 % de Co sobre SiO₂. Tras la activación (H₂ - 400 °C - 2 h), se evaluó su actividad catalítica en un reactor discontinuo de alta presión. Se usó una relación FUR/catalizador inicial de 5 g/g, bajo atmósfera de H₂ (2,75 - 3,75 MPa) a 170 - 190 °C durante 2 - 6 h. Usando FUR comercial y butil-acetato como solvente (0,74 mol FUR/L, volumen final: 20 mL). Los productos se siguieron por cromatografía gaseosa. Al variar la temperatura, se observó 95 % de selectividad a MF a 180 °C. A 170 °C se favoreció la descarbonilación, mientras que a 190 °C predominó la hidrogenación del anillo, lo cual se evidenció en la formación de furano y 2-metiltetrahidrofurano (MTHF), respectivamente. Por otro lado, se alcanzó conversión total incluso a la mayor relación FUR/Catalizador estudiada, 25 FUR/Catalizador (0,8 % de catalizador en el sistema reaccionante). Al aumentar FUR, el rendimiento a MF disminuyó, aumentando el intermediario alcohol furfurílico. A su vez, la selectividad a MTHF disminuyó, es decir la hidrogenación ocurre primero sobre el carbonilo. Mediante caracterizaciones (TPO, ICP), se observó un aumento de %C sobre el catalizador al crecer FUR/Catalizador sin pérdida de carga metálica. Por ende, el desempeño estuvo determinado por la selectividad y desactivación del catalizador. Finalmente, se percibió que el aumento de la presión de H₂ o del tiempo favorece la hidrogenación hacia la vía de MF deseada. En síntesis, el catalizador Co(7,7)/SiO₂ alcanzó un rendimiento del 95 % a MF (180 °C; 3,75 MPa H₂; 5 h; 10 FUR/catalizador), conversión total y baja carga de depósitos carbonosos (8 %C). Además, se realizaron ciclos de reutilización. Así, este proceso representa una alternativa de valorización de biomasa y desarrollo de rutas sostenibles para la producción de biocombustibles líquidos.