Ny katalysator fører til mere effektiv butadienproduktion

Forskere ved North Carolina State University har udviklet en ny katalysator, der forbedrer effektiviteten af ​​at omdanne butan, en komponent af naturgas, til butadien - en byggesten i syntetisk gummi og en række plastik.

Det er svært at skabe butadien ud fra butan. Eksisterende teknikker til at omdanne butan til butadien skaber enten en masse biprodukter, som ingen ønsker, eller omdanner kun en lille del af butanen til butadien, hver gang butanen passerer gennem den kemiske reaktor. Som et resultat er du nødt til at køre butanen gennem den samme proces gentagne gange.

"Dette er en dyr proces i form af både energi og penge," siger Fanxing Li, tilsvarende forfatter til værket og Alcoa-professor i kemisk og biomolekylær ingeniørvidenskab ved North Carolina State University. "Fordi efter hver passage gennem den kemiske reaktor, skal du adskille butadienen og biprodukterne fra butanen - hvilket tager meget energi - og køre butanen gennem reaktoren igen."

På grund af dette er der meget få planter, der er dedikeret til at producere butadien. I stedet kommer meget af den butadien, der bruges i fremstillingen, fra planter, hvor butadien opsamles som et biprodukt af andre reaktioner.

"Det er et problem, fordi efterspørgslen efter butadien langt overgår det tilgængelige udbud," siger Li. "Vi ønskede at komme med en mere effektiv måde at omdanne butan til butadien på, hvilket gør butadienproduktionsfaciliteter mere kommercielt levedygtige - og dette arbejde er et vigtigt skridt i den retning."

Specifikt har forskerne konstrueret en katalysator, der omdanner mere butan til butadien ved hver passage gennem reaktoren sammenlignet med tidligere katalysatorer. Arbejdet blev udført ved hjælp af en oxidativ dehydrogeneringsreaktion.

"Vi var i stand til at omdanne op til 42,5% af butanen til butadien i en enkelt passage," siger Li. "Den tidligere bedste præstation, vi kunne finde, var omkring 30%. Dette er et stort første skridt, men vi ser det som et bevis på konceptet – vi tror, ​​vi stadig kan gøre meget mere for at forbedre selektiviteten af ​​denne proces."

Selve katalysatoren er en lithiumbromidskal, der omgiver en kerne af lanthanstrontiumferrit. Reaktionen kræver en modulær reaktor, og omdannelsen finder sted ved mellem 450 og 500 grader Celsius.

"Vi er åbne for partnerskaber for yderligere at udforske potentialet i dette arbejde," siger Li.

Papiret, "Alkalimetalhalogenid coated perovskit redox katalysatorer til anaerob oxidativ dehydrogenering af n -butan," udgives den 27. juli i det åbne tidsskrift Science Advances . Første forfatter af papiret er Yunfei Gao, en tidligere ph.d. studerende og postdoc ved NC State, som nu er på fakultet ved East China University of Science and Technology. + Udforsk yderligere

Flux-reducerende tendens af Pd-baserede membraner anvendt i butandehydrogeneringsprocesser