Onderzoekers van de North Carolina State University hebben een nieuwe katalysator ontwikkeld die de efficiëntie verbetert bij het omzetten van butaan, een bestanddeel van aardgas, in butadieen, een bouwsteen in synthetisch rubber en een verscheidenheid aan kunststoffen.

Het maken van butadieen uit butaan is lastig. Bestaande technieken om butaan om te zetten in butadieen creëren ofwel een heleboel bijproducten die niemand wil, ofwel zetten slechts een klein deel van het butaan om in butadieen telkens wanneer het butaan door de chemische reactor gaat. Als gevolg hiervan moet u de butaan herhaaldelijk door hetzelfde proces laten lopen.

"Dit is een duur proces in termen van zowel energie als geld", zegt Fanxing Li, corresponderend auteur van het werk en Alcoa Professor of Chemical and Biomolecular Engineering aan de North Carolina State University. "Want na elke passage door de chemische reactor moet je het butadieen en de bijproducten scheiden van het butaan - wat veel energie kost - en het butaan weer door de reactor laten lopen."

Hierdoor zijn er maar weinig fabrieken die zich toeleggen op de productie van butadieen. In plaats daarvan komt veel van het butadieen dat bij de productie wordt gebruikt uit fabrieken waar butadieen wordt verzameld als bijproduct van andere reacties.

"Dat is een probleem, want de vraag naar butadieen is veel groter dan het beschikbare aanbod", zegt Li. "We wilden een efficiëntere manier bedenken om butaan om te zetten in butadieen, waardoor de productiefaciliteiten voor butadieen commercieel levensvatbaarder worden - en dit werk is een belangrijke stap in die richting."

In het bijzonder hebben de onderzoekers een katalysator ontwikkeld die meer butaan omzet in butadieen bij elke passage door de reactor, vergeleken met eerdere katalysatoren. Het werk werd gedaan met behulp van een oxidatieve dehydrogeneringsreactie.

"We waren in staat om tot 42,5% van het butaan in één keer om te zetten in butadieen", zegt Li. "De vorige beste prestatie die we konden vinden was ongeveer 30%. Dit is een grote eerste stap, maar we zien het als een proof of concept - we denken dat we nog veel meer kunnen doen om de selectiviteit van dit proces te verbeteren."

De katalysator zelf is een lithiumbromide-omhulsel dat een kern van lanthaan-strontiumferriet omgeeft. De reactie vereist een modulaire reactor en de omzetting vindt plaats tussen 450 en 500 graden Celsius.

"We staan ​​open voor partnerschappen om het potentieel van dit werk verder te verkennen", zegt Li.

Het artikel, "Met alkalimetaalhalogenide gecoate perovskiet-redoxkatalysatoren voor anaërobe oxidatieve dehydrogenering van n -butane," zal op 27 juli worden gepubliceerd in het open-access tijdschrift Science Advances . Eerste auteur van het artikel is Yunfei Gao, een voormalig Ph.D. student en postdoc bij NC State, die nu een faculteit is aan de East China University of Science and Technology. + Verder verkennen

Flux-reducerende neiging van op Pd gebaseerde membranen die worden gebruikt in butaandehydrogeneringsprocessen