Um processo industrial que atualmente consome grande quantidade de energia em plantas petroquímicas ao redor do globo poderia ser substituído por um processo alternativo tão eficiente que não requer aquecimento ou pressão elevada.

Niveen Khashab do Centro de Membranas Avançadas e Materiais Porosos da KAUST e seus colegas desenvolveram uma nova maneira de separar derivados de benzeno chamados xilenos.

"As discussões com a indústria para implementar a tecnologia já estão em andamento, "Khashab diz.

Os xilenos vêm em três formas diferentes, conhecidos como isômeros, que diferem entre si apenas na localização de um único átomo de carbono. Os xilenos são usados ​​em muitas aplicações de grande escala, incluindo em polímeros, plásticos e fibras, e como aditivos de combustível, mas muitos usos dependem de apenas um dos três isômeros. Porque os isômeros são tão semelhantes, suas propriedades físicas, como ponto de ebulição, são muito próximos, o que torna a separação deles energeticamente cara.

"Todo ano, os custos globais de energia para separar esses isômeros usando destilação é de cerca de 50 gigawatts, o suficiente para abastecer cerca de 40 milhões de residências, "diz Gengwu Zhang, pós-doutorado na equipe de Khashab e primeiro autor do estudo. "Queríamos desenvolver um método com alta eficiência e baixo consumo de energia para separar e purificar esses isômeros para a indústria petroquímica."

Para separar os isômeros de xileno, Khashab e sua equipe usaram moléculas em forma de donut chamadas cucurbiturilos. O buraco no meio dessas moléculas pode hospedar moléculas menores dentro dele. O orifício no meio da cucúrbita [7] urila tem o tamanho ideal para hospedar o orto-isômero de xileno, a equipe mostrou. Usando um processo chamado extração líquido-líquido, a equipe usou cucurbit [7] urila para separar o orto-xileno dos outros isômeros. "Poderíamos separar o orto-xileno com mais de 92 por cento de especificidade após um ciclo de extração, "Zhang diz." Ao contrário dos métodos anteriores, nosso método é realizado sob temperatura e pressão ambiente, o que significa baixo consumo de energia e fácil operação, " ele adiciona.

Todo o processo foi desenhado para ser prontamente adotado nas plantas existentes das empresas petroquímicas, Khashab explica. “As torres de extração líquido-líquido já são utilizadas na indústria e por isso é relativamente fácil incorporar nosso material nesta configuração, "diz ela. Além disso, cucurbit [7] uril é barato, disponíveis comercialmente ou de fácil fabricação, e altamente estável em comparação com a maioria dos materiais porosos.

"Já mostramos que podemos separar o xileno das amostras comerciais de óleo em escalas de até 0,5 litros, "Khashab acrescenta." Estamos em contato com a Saudi Aramco para levar este processo à implementação industrial. "

A equipe também está examinando outros pedidos para este processo de separação, Zhang diz.

O estudo está publicado na revista Chem .