p O processo de MTO, que foi comercializado pela primeira vez em 2010, é um processo catalítico de conversão de metanol - que normalmente é feito de carvão, gás natural, biomassa, e companhia ₂ - sobre um catalisador zeólito SAPO-34. Está se tornando uma das principais fontes de produção de olefinas leves, incluindo etileno e propeno, de recursos não petrolíferos. p Um dos maiores desafios do MTO é a rápida desativação do catalisador zeólita devido à deposição de coque.

p Em práticas industriais, uma configuração de reator-regenerador de leito fluidizado é normalmente usada a fim de manter a operação contínua, em que o ar ou oxigênio é normalmente introduzido para queimar o coque depositado para restaurar a atividade do catalisador no regenerador. Isso envolve a transformação de espécies de coque em CO ₂ , com uma fração substancial do recurso de carbono sendo convertida em gás de efeito estufa de baixo valor.

p Um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Ye Mao e Prof. Liu Zhongmin do Instituto de Física Química de Dalian (DICP) da Academia Chinesa de Ciências regenerou o catalisador desativado no processo de metanol em olefinas (MTO) industrialmente importante, transformando diretamente o coque depositado no catalisador zeólito para intermediários ativos em vez de queimar até óxido de carbono.

p Este trabalho foi publicado em Nature Communications em 4 de janeiro.

p Foi mostrado anteriormente que o MTO segue o mecanismo de pool de hidrocarbonetos, isto é, as olefinas leves são formadas favoravelmente com a participação de espécies intermediárias ativas, também conhecido como espécies de pool de hidrocarbonetos (HCPs), durante a reação. Os HCPs irão evoluir para espécies de coque que desativam o catalisador.

p Usando cálculos de teoria funcional de densidade (DFT) e múltiplas técnicas de espectroscopia, a equipe mostrou que cátions naftalênicos, entre os HCPs eram altamente estáveis ​​dentro das zeólitas SAPO-34 em alta temperatura, e o craqueamento a vapor pode transformar direcionalmente as espécies de coque em zeólitas SAPO-34 em espécies naftalênicas em alta temperatura.

p Essa tecnologia não só recupera a atividade do catalisador, mas também promove a formação de olefinas leves devido ao efeito sinérgico imposto pelas espécies naftalênicas.

p Além disso, os pesquisadores verificaram esta tecnologia na planta piloto do reator-regenerador de leito fluidizado no DICP com operações contínuas semelhantes às industriais, alcançar uma seletividade de olefinas leves inesperadamente alta de 85% na reação MTO e 88% de CO e H valiosos ₂ com CO insignificante ₂ na regeneração.

p Essa tecnologia abre um novo espaço para controlar a seletividade de produtos via regeneração em processos catalíticos industriais.