Un nuevo catalizador hace que la síntesis de estireno sea más barata y ecológica

Los investigadores en ingeniería química han desarrollado un nuevo catalizador que aumenta drásticamente el rendimiento en la síntesis de estireno, al tiempo que reduce el uso de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero al mismo tiempo.

«El estireno es un químico sintético que se utiliza para fabricar una variedad de plásticos, resinas y otros materiales», dice Fanxing Lee, autor del trabajo y profesor de ingeniería química de Alcoa en la Universidad Estatal de Carolina del Norte. «Dado su uso generalizado, nos complace poder desarrollar una tecnología que sea rentable y reducirá el impacto ambiental de la fabricación de estireno». Las estimaciones de la industria indican que los fabricantes producirán más de 33 millones de toneladas de estireno por año para 2023.

Las técnicas tradicionales de producción de estireno tienen un rendimiento de ruta única de alrededor del 54%. En otras palabras, por cada 100 unidades de materia prima que ingrese al proceso, obtendrá 54 unidades de estireno de cada carril. Usando Catalizador, Los investigadores lograron un rendimiento único del 91%.

los Proceso de conversión Ocurre a 500-600 ° C, el mismo rango de temperatura que los procesos de fabricación de estireno convencionales. Sin embargo, existe una gran diferencia.

«Las tecnologías actuales requieren que se inyecten cantidades muy grandes de vapor en el reactor donde se lleva a cabo la conversión», dice Yoonfei Zhao, investigador postdoctoral en Carolina del Norte y coautor de un artículo sobre el trabajo. «Nuestro método no requiere vapor. En términos prácticos, esto reduce en gran medida la cantidad de energía necesaria para realizar la conversión».

Específicamente, el proceso de conversión que involucra el nuevo catalizador utiliza un 82% menos de energía y reduce las emisiones de CO2 en un 79%.

«Estos desarrollos son posibles gracias al diseño de ingeniería del catalizador en sí», dice Xing Zhu, coautor del artículo e investigador de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Kunming (KUST). «El nuevo catalizador redox contiene una superficie de hierro potásico para la etapa catalítica y un núcleo mixto de óxido de calcio y manganeso para el almacenamiento de oxígeno en la retina». Zhu trabajó en el proyecto como investigador visitante en Carolina del Norte.

«Para adoptar el nuevo catalizador, los fabricantes de estireno necesitarán adoptar un tipo de reactor diferente al que están usando actualmente», dice Lee. «Necesitarían algo similar a un reactor CATOFIN. Pero estos ya son de uso generalizado para otras aplicaciones industriales». Ahorro de costes Desde el nuevo proceso debe ser grande «.

El papel, «un catalizador multifuncional dedicado a una eficiencia superior». Estireno Producción según el «esquema de oxidación periódica», publicado en la revista Comunicaciones de la naturaleza.