Il nuovo catalizzatore migliora la conversione del butano in butadiene / New catalyst improves conversion of butane into butadiene

 Il nuovo catalizzatore migliora la conversione del butano in butadiene / New catalyst improves conversion of butane into butadiene

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Il butadiene è un precursore della gomma sintetica e di una varietà di materie plastiche  / Butadiene is a precursor to synthetic rubber and a variety of plastics 

I ricercatori hanno sviluppato un nuovo catalizzatore che migliora l'efficienza di conversione del butano in butadiene, un precursore della gomma sintetica e di alcune plastiche.

Il catalizzatore, sviluppato da un gruppo della North Carolina State University, è descritto in dettaglio in Science Advances.

Le tecniche esistenti per convertire il butano in butadiene creano sottoprodotti indesiderati o convertono una piccola frazione del butano in butadiene ogni volta che il butano passa attraverso il reattore chimico.

"Questo è un processo costoso in termini sia di energia che di denaro", ha affermato Fanxing Li, corrispondente autore del lavoro e professore Alcoa di ingegneria chimica e biomolecolare presso la North Carolina State University. "Perché dopo ogni passaggio attraverso il reattore chimico, devi separare il butadiene ed i suoi derivati ​​dal butano - che richiede molta energia - e far scorrere nuovamente il butano attraverso il reattore".

Di conseguenza, ci sono pochissimi impianti dedicati alla produzione di butadiene. Invece, gran parte del butadiene utilizzato nella produzione proviene da impianti in cui il butadiene viene raccolto come sottoprodotto di altre reazioni.

"Questo è un problema, perché la domanda di butadiene supera di gran lunga l'offerta disponibile", ha detto Li in una nota. "Volevamo trovare un modo più efficiente per convertire il butano in butadiene, rendendo gli impianti di produzione di butadiene più redditizi dal punto di vista commerciale - e questo lavoro è un passo importante in quella direzione".

I ricercatori hanno progettato un catalizzatore che converte più butano in butadiene ad ogni passaggio attraverso il reattore, rispetto ai catalizzatori precedenti. Il lavoro è stato svolto utilizzando una reazione di deidrogenazione ossidativa.

"Siamo stati in grado di convertire fino al 42,5% del butano in butadiene in un unico passaggio", ha detto Li. “La precedente migliore prestazione che abbiamo trovato era di circa il 30%. Questo è un primo grande passo, ma lo consideriamo un proof of concept: pensiamo di poter fare ancora molto di più per migliorare la selettività di questo processo".

Il catalizzatore è un guscio di bromuro di litio che circonda un nucleo di ferrite di stronzio di lantanio. La reazione richiede un reattore modulare e la conversione avviene tra 450 e 500 gradi Celsius.

"Siamo aperti a collaborazioni per esplorare ulteriormente il potenziale di questo lavoro", ha affermato Li.

ENGLISH

Researchers have developed a new catalyst that improves the efficiency of converting butane into butadiene, a precursor to synthetic rubber and certain plastics.

The catalyst, developed by a team at North Carolina State University, is detailed in Science Advances.

Existing techniques for converting butane into butadiene create unwanted by-products or convert a small fraction of the butane into butadiene each time the butane passes through the chemical reactor.

“This is an expensive process in terms of both energy and money,” said Fanxing Li, corresponding author of the work and Alcoa Professor of Chemical and Biomolecular Engineering at North Carolina State University. “Because after every pass through the chemical reactor, you have to separate the butadiene and by-products from the butane – which takes a lot of energy – and run the butane through the reactor again.”

Consequently, there are very few plants devoted to producing butadiene. Instead, much of the butadiene used in manufacturing comes from plants where butadiene is collected as a by-product of other reactions.

“That’s a problem, because the demand for butadiene far outstrips the available supply,” Li said in a statement. “We wanted to come up with a more efficient way of converting butane into butadiene, making butadiene production facilities more commercially viable – and this work is an important step in that direction.”

The researchers have engineered a catalyst that converts more butane into butadiene with each pass through the reactor, compared to previous catalysts. The work was done using an oxidative dehydrogenation reaction.

“We were able to convert up to 42.5 per cent of the butane into butadiene in a single pass,” Li said. “The previous best performance we could find was around 30 per cent. This is a big first step, but we view it as a proof of concept – we think we can still do a lot more to improve the selectivity of this process.”

The catalyst is a lithium bromide shell surrounding a core of lanthanum strontium ferrite. The reaction requires a modular reactor, and conversion takes place at between 450 and 500 degrees Celsius.

Da:

https://www.theengineer.co.uk/content/news/new-catalyst-improves-conversion-of-butane-into-butadiene