Pesquisadores da North Carolina State University desenvolveram um novo catalisador que melhora a eficiência da conversão de butano, um componente do gás natural, em butadieno – um bloco de construção em borracha sintética e uma variedade de plásticos.
Criar butadieno a partir de butano é complicado. As técnicas existentes para converter butano em butadieno criam um monte de subprodutos que ninguém quer ou convertem apenas uma pequena fração do butano em butadieno cada vez que o butano passa pelo reator químico. Como resultado, você precisa executar o butano repetidamente pelo mesmo processo.

"Este é um processo caro em termos de energia e dinheiro", diz Fanxing Li, autor correspondente do trabalho e professor de engenharia química e biomolecular da Alcoa na North Carolina State University. "Porque depois de cada passagem pelo reator químico, você tem que separar o butadieno e subprodutos do butano - que consome muita energia - e passar o butano pelo reator novamente."

Por causa disso, há muito poucas plantas dedicadas à produção de butadieno. Em vez disso, grande parte do butadieno usado na fabricação vem de plantas onde o butadieno é coletado como subproduto de outras reações.

"Isso é um problema, porque a demanda por butadieno supera em muito a oferta disponível", diz Li. "Queríamos encontrar uma maneira mais eficiente de converter butano em butadieno, tornando as instalações de produção de butadieno comercialmente mais viáveis ​​- e este trabalho é um passo importante nessa direção".

Especificamente, os pesquisadores projetaram um catalisador que converte mais butano em butadieno a cada passagem pelo reator, em comparação com os catalisadores anteriores. O trabalho foi feito usando uma reação de desidrogenação oxidativa.

"Conseguimos converter até 42,5% do butano em butadieno em uma única passagem", diz Li. "O melhor desempenho anterior que pudemos encontrar foi de cerca de 30%. Este é um grande primeiro passo, mas o vemos como uma prova de conceito - achamos que ainda podemos fazer muito mais para melhorar a seletividade desse processo."

O próprio catalisador é uma casca de brometo de lítio em torno de um núcleo de ferrita de lantânio e estrôncio. A reação requer um reator modular e a conversão ocorre entre 450 e 500 graus Celsius.

"Estamos abertos a parcerias para explorar ainda mais o potencial deste trabalho", diz Li.

O artigo, "Catalisadores redox de perovskita revestidos com haleto de metal alcalino para desidrogenação oxidativa anaeróbica de n -butane", será publicado em 27 de julho na revista de acesso aberto Science Advances . O primeiro autor do artigo é Yunfei Gao, ex-Ph.D. estudante e pós-doc na NC State, que agora faz parte do corpo docente da Universidade de Ciência e Tecnologia da China Oriental. + Explorar mais

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