El etileno se produce en mayores cantidades que cualquier otro químico básico en el mundo. La molécula pequeña que consiste en dos átomos de carbono y cuatro átomos de hidrógeno, es un componente básico en la fabricación de una amplia gama de químicos básicos, polímeros y plastificantesEl material de empaquetado de polietileno PE es solo una aplicación popular entre muchas. Hoy en día, el etileno se fabrica principalmente a partir del petróleo crudo en un proceso conocido como craqueo, pero la volatilidad continua de los precios y la disponibilidad finita del petróleo crudo han provocado un aumento para una alternativa.enfoque de fabricación: su síntesis a partir del metanol en el llamado proceso de metanol a olefinas MTO. Ahora un equipo de científicos de ETH Zurich y ENS Lyon ha trabajado en detalle cómo comienza la reacción.
Los químicos desarrollaron el proceso MTO a fines de la década de 1970, y hoy hay plantas de fabricación en todo el mundo. China tiene más plantas MTO que cualquier otro país: cinco instalaciones a gran escala están actualmente en funcionamiento y se planean otras trece más.La razón de esto es simple: China tiene una gran demanda de productos petroquímicos con acceso limitado a los depósitos de petróleo. Lo que el país tiene son grandes reservas de carbón, y el metanol puede fabricarse con bastante facilidad gasificando carbón. Además, el metanol puede fabricarse a partir deEn consecuencia, los inversores chinos planean fabricar metanol en los Estados Unidos para exportar a China, aprovechando las abundantes reservas de gas de esquisto de los Estados Unidos.
¿De dónde viene el ion de carbenio requerido?
Para que ocurra la reacción MTO, el metanol se une con las llamadas zeolitas a 400 grados Celsius. Estas zeolitas son minerales de aluminosilicato granular porosos que facilitan la reacción como catalizadores. Durante mucho tiempo, los químicos no pudieron explicar exactamente el MTOHace 20 años, los científicos postulaban que otras moléculas tenían que estar involucradas: moléculas de hidrocarburo cíclico cargadas positivamente en las que se unen entre cinco y seis átomos de carbono, también conocidos como iones de carbenio cíclicos. Dichas especies realmente reaccionan con metanol: unen dos moléculas de metanoljuntos y forman un enlace carbono-carbono, antes de producir etileno.
Sin embargo, si estos iones de carbenio cíclicos están involucrados y son necesarios para que comience la reacción, la pregunta es ¿de dónde provienen? Muchos científicos propusieron que estos iones deben estar presentes como contaminantes adventicios en metanol.
Ahora, el equipo de investigación franco-suizo ha propuesto una explicación diferente. "Hemos demostrado que la alúmina, que siempre está presente en las zeolitas, puede transformar fácilmente el metanol en etileno y otros hidrocarburos, que luego se pueden convertir en iones de carbenio en los porosdel catalizador de zeolita ", explica Christophe Copéret, profesor de química de superficies e interfaces en ETH Zurich y uno de los autores del estudio." Si bien el proceso MTO está en funcionamiento a escala industrial, este trabajo arroja nueva luz sobre cómo el procesocomienza. Y muestra que los materiales de óxido simples como la alúmina pueden desencadenar la formación de enlaces carbono-carbono a partir de derivados de metanol, abriendo así nuevas vías para la mejora del metanol en hidrocarburos de cadena larga ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por ETH Zúrich . Original escrito por Fabio Bergamin. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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