Pesquisadores de engenharia química desenvolveram um novo catalisador que aumenta significativamente o rendimento na fabricação de estireno, ao mesmo tempo em que reduz o uso de energia e as emissões de gases de efeito estufa.

"O estireno é um produto químico sintético usado para fazer uma variedade de plásticos, resinas e outros materiais, "diz Fanxing Li, autor correspondente do trabalho e professor de Engenharia Química da Alcoa na North Carolina State University. "Por ser de uso tão difundido, estamos satisfeitos por podermos desenvolver uma tecnologia que seja econômica e reduzirá o impacto ambiental da fabricação de estireno. ”As estimativas da indústria prevêem que os fabricantes estarão produzindo mais de 33 milhões de toneladas de estireno a cada ano até 2023.

As tecnologias convencionais de produção de estireno têm um rendimento de passagem única de cerca de 54%. Em outras palavras, para cada 100 unidades de matéria-prima que você coloca no processo, você obteria 54 unidades de estireno de cada passagem. Usando seu novo catalisador, os pesquisadores conseguiram um rendimento de passagem única de 91%.

O processo de conversão ocorre a 500-600 graus Celsius - a mesma faixa de temperatura dos processos convencionais de fabricação de estireno. Contudo, Há uma grande diferença.

"As técnicas atuais exigem a injeção de grandes volumes de vapor no reator onde ocorre a conversão, "diz Yunfei Gao, um pós-doutorado na NC State e co-autor principal de um artigo sobre o trabalho. "Nossa técnica não requer vapor. Em termos práticos, isso reduz drasticamente a quantidade de energia necessária para realizar a conversão. "

Especificamente, o processo de conversão que incorpora o novo catalisador usa 82% menos energia - e reduz as emissões de dióxido de carbono em 79%.

"Esses avanços são possíveis devido ao projeto de engenharia do próprio catalisador, "diz Xing Zhu, co-autor principal do artigo e pesquisador da Universidade de Ciência e Tecnologia de Kunming (KUST). "O novo catalisador redox tem uma superfície de ferrita de potássio para a fase catalítica e um núcleo de óxido de manganês de cálcio misto para armazenamento de oxigênio em rede." Zhu trabalhou no projeto como pesquisador visitante na NC State.

“Para adotar o novo catalisador, os fabricantes de estireno precisariam adotar um estilo de reator diferente do que estão usando atualmente, "Li diz." Eles precisariam de algo semelhante a um reator CATOFIN. Mas esses já são amplamente utilizados para outras aplicações industriais. E a economia de custos com o novo processo deve ser significativa. "

O papel, "Um catalisador multifuncional sob medida para a produção de estireno ultraeficiente sob um esquema redox cíclico, "é publicado na revista Nature Communications .