Ο νέος καταλύτης οδηγεί σε πιο αποτελεσματική παραγωγή βουταδιενίου

Πίστωση: CC0 Public Domain

Ερευνητές του North Carolina State University ανέπτυξαν έναν νέο καταλύτη που βελτιώνει την αποτελεσματικότητα της μετατροπής του βουτανίου, ενός συστατικού του φυσικού αερίου, σε βουταδιένιο — ένα βασικό δομικό στοιχείο στο συνθετικό καουτσούκ και μια ποικιλία πλαστικών.


Η παραγωγή βουταδιενίου από βουτάνιο είναι πρόκληση. Οι τρέχουσες τεχνικές για τη μετατροπή του βουτανίου σε βουταδιένιο είτε δημιουργούν ένα σύνολο υποπροϊόντων που κανείς δεν θέλει, είτε μετατρέπουν μόνο ένα μικρό μέρος του βουτανίου σε βουταδιένιο κάθε φορά που το βουτάνιο περνά μέσα από τη χημική ουσία αντιδραστήρας. Ως αποτέλεσμα, πρέπει να τρέξετε το βουτάνιο στην ίδια διαδικασία επανειλημμένα.

«Αυτή είναι μια δαπανηρή διαδικασία από άποψη ενέργειας και χρημάτων», λέει ο Fanxing Li, αντίστοιχος συγγραφέας της εργασίας και καθηγητής Χημικής και Βιομοριακής Μηχανικής Alcoa στο Κρατικό Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας. «Γιατί μετά από κάθε πέρασμα χημικός αντιδραστήραςΠρέπει να διαχωρίσετε το βουταδιένιο και τα υποπροϊόντα από το βουτάνιο – το οποίο καταναλώνει πολλή ενέργεια – και να περάσει ξανά το βουτάνιο μέσω του αντιδραστήρα. “

Για το λόγο αυτό, υπάρχουν πολύ λίγα φυτά που είναι αφιερωμένα στην παραγωγή βουταδιενίου. Αντίθετα, μεγάλο μέρος του βουταδιενίου που χρησιμοποιείται στην κατασκευή προέρχεται από φυτά όπου το βουταδιένιο συλλέγεται ως υποπροϊόν άλλων αντιδράσεων.

“Αυτό είναι ένα πρόβλημα”, λέει ο Lee, “επειδή η ζήτηση για βουταδιένιο υπερβαίνει κατά πολύ τη διαθέσιμη προσφορά.” «Θέλαμε να βρούμε έναν πιο αποτελεσματικό τρόπο για να μετατρέψουμε το βουτάνιο σε βουταδιένιο, καθιστώντας τις εγκαταστάσεις παραγωγής βουταδιενίου πιο εμπορικά βιώσιμες – και αυτό το έργο είναι ένα σημαντικό βήμα προς αυτή την κατεύθυνση».

Συγκεκριμένα, οι ερευνητές σχεδίασαν έναν καταλύτη που μετατρέπει περισσότερο βουτάνιο σε βουταδιένιο με κάθε πέρασμα από τον αντιδραστήρα, σε σύγκριση με προηγούμενους καταλύτες. Η εργασία διεξήχθη χρησιμοποιώντας την αντίδραση οξειδωτικής αφυδρογόνωσης.

«Μπορέσαμε να μετατρέψουμε έως και 42,5% του βουτανίου σε βουταδιένιο με ένα πέρασμα», λέει ο Lee. “Η προηγούμενη καλύτερη απόδοση που μπορέσαμε να βρούμε ήταν περίπου 30%. Αυτό είναι ένα μεγάλο πρώτο βήμα, αλλά το βλέπουμε ως απόδειξη της ιδέας – πιστεύουμε ότι μπορούμε ακόμα να κάνουμε πολλά για να βελτιώσουμε την επιλεκτικότητα αυτής της διαδικασίας.”

ο καταλύτης Το ίδιο είναι ένα κέλυφος βρωμιούχου λιθίου που περιβάλλει έναν πυρήνα φερρίτη στροντίου λανθανίου. Η αντίδραση απαιτεί έναν τυπικό αντιδραστήρα και η μετατροπή λαμβάνει χώρα σε θερμοκρασία 450-500 °C.

«Είμαστε ανοιχτοί σε συνεργασίες για να διερευνήσουμε περαιτέρω τις δυνατότητες αυτής της δουλειάς», λέει ο Lee.

Χαρτί, «Καταλύτες οξειδοαναγωγής περοβσκίτη με επικάλυψη αλκαλικών αλογονιδίων για αναερόβια οξειδωτική αφυδρογόνωση». n-βουτάνιο», 27 Ιουλίου στο Περιοδικό Open Access πρόοδος της επιστήμης. Ο πρώτος συγγραφέας της εργασίας είναι ο Yunfei Gao, πρώην Ph.D. Φοιτητής και μεταδιδάκτορας στο NC State και τώρα μέλος ΔΕΠ στο Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Ανατολικής Κίνας.


Τάση μείωσης ροής μεμβρανών με βάση το Pd που χρησιμοποιούνται σε διαδικασίες αφυδρογόνωσης βουτανίου


περισσότερες πληροφορίες:
Yunfei Gao et al, καταλύτες οξειδοαναγωγής περοβσκίτη επικαλυμμένοι με αλογονίδιο αλκαλίου για αναερόβια οξειδωτική αφυδρογόνωση ν-βουτανίου, πρόοδος της επιστήμης (2022). DOI: 10.1126 / sciadv.abo7343. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abo7343

το απόσπασμα: New Catalyst Leads to More Efficient Butadiene Production (2022, 27 Ιουλίου) Ανακτήθηκε στις 27 Ιουλίου 2022 από https://phys.org/news/2022-07-catalyst-efficient-butadiene-production.html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Ανεξάρτητα από οποιαδήποτε δίκαιη συναλλαγή για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν επιτρέπεται να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.

READ  Πώς και πότε να δείτε, να κάνετε streaming και να γυρίσετε αυτό το σπάνιο γεγονός της Πέμπτης

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *