Un grupo de científicos japoneses ha desarrollado un catalizador selectivo ultraestable para deshidrogenar propano, un proceso esencial para producir la sustancia petroquímica clave del propileno, sin desactivación, incluso a temperaturas de más de 600 ° C.
El propileno es una importante materia prima para plásticos, caucho sintético, tensioactivos, colorantes y productos farmacéuticos. En los últimos años, ha habido una mayor demanda de propileno producido a partir de propano más barato, originado en lutitas. Las temperaturas de reacción de más de 600 ° C sones necesario para obtener rendimientos de propileno suficientes, pero bajo estas duras condiciones, la desactivación severa del catalizador es inevitable debido a la deposición y / o sinterización de carbono. Los catalizadores en uso práctico, por lo tanto, deben regenerarse continuamente o en ciclos cortos, haciendo que el proceso sea ineficiente y costoso.
En el presente estudio, el grupo, incluido el estudiante de maestría Yuki Nakaya y el profesor asociado Shinya Furukawa en el Instituto de Catálisis de la Universidad de Hokkaido, se centró en los intermetálicos PtGa de platino Pt y galio Ga, que tienen propiedades únicasy estructuras. PtGa tiene una alta estabilidad térmica y su estructura no cambia incluso a altas temperaturas. También se sabe que tiene dos tipos de sitios catalíticos en su superficie: un sitio con tres átomos de Pt sitio Pt3 y uno conPt aislado similar a un átomo sitio Pt1.
El grupo planteó la hipótesis de que si los sitios Pt3, que facilitan la deposición de carbono además de producir propileno, se desactivan para permitir que solo funcionen los sitios Pt1, el catalizador será ultraestable y también capaz de evitar la deposición de carbono. El grupo intentóvarios métodos de síntesis de metales y catalizadores para hacer que solo funcione el sitio Pt1.
El catalizador recientemente desarrollado PtGa-Pb / SiO2, que está soportado en sílice y fabricado mediante la adición de plomo Pb a la superficie de PtGa, no muestra desactivación cuando se deshidrogena propano a 600 ° C.El catalizador mantuvo la conversión inicialtasa de 30 por ciento durante 96 horas después del comienzo de la reacción, que es significativamente más estable que los catalizadores convencionales. La selectividad de propileno es tan alta como 99.6 por ciento con pocas reacciones secundarias, incluida la deposición de carbono. Los resultados mostraron que este catalizador produce el mejor rendimiento del mundo entemperaturas de 580 ° C o más. En particular, su vida útil es más del doble que la longevidad récord reportada anteriormente para tales catalizadores. Además, el catalizador puede producirse tan barato como los catalizadores convencionales. Su análisis estructural confirmó los sitios Pt3,no Pt1 sitios, fueron cubiertos y deshabilitados por Pb, como esperaban.
"Nuestro hallazgo podría conducir a un proceso industrial más eficiente y más barato para producir propileno a partir de propano sin la necesidad de regeneración del catalizador, que es muy superior en selectividad y estabilidad que los convencionales", dice Furukawa. "Además, este método podríaser aplicable a la deshidrogenación de otros alcanos inferiores como el etano y el isobutano, contribuyendo así al desarrollo de la industria petroquímica ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Hokkaido . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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