Vật liệu bẫy khí giúp tách axetylen, giảm chi phí sản xuất etylen

10:10' AM - Thứ ba, 04/10/2016

Ngày nay, etylen là nguyên liệu hóa chất quan trọng hàng đầu trong công nghiệp hóa chất và được sản xuất nhiều hơn bất cứ hợp chất hữu cơ nào khác trên thế giới.

Trên quy mô công nghiệp, etylen thường được sản xuất trong các quy trình nhiều bậc bằng phương pháp crăcking dầu mỏ. Nhưng trong quá trình đó nó thường bị nhiễm axetylen. ở bước cuối cùng của công đoạn sản xuất, người ta phải loại bỏ axetylen vì nó là chất độc xúc tác đối với các quá trình trùng hợp tiếp theo của etylen.

Etylen và axetylen có trọng lượng phân tử và tính chất hóa học tương tự như nhau, vì vậy tách riêng hai chất dựa trên tính chất hóa học là việc rất khó. Hiện tại, một số phương pháp loại bỏ axetylen đã được áp dụng, nhưng chúng thường tiêu tốn nhiều năng lượng. Ví dụ, một trong những công nghệ được áp dụng hiện nay là tiến hành hydro hóa axetylen để chuyển hóa nó thành etylen. Nhưng trong quá trình này, một phần etylen cũng bị hydro hóa và chuyển thành etan.

Phương pháp tách axetylen bằng cách hấp phụ chọn lọc sẽ hiệu quả hơn nhiều về mặt hiệu suất và năng lượng, nhưng những chất hấp phụ đã được thử nghiệm cho đến nay đều chỉ có khả năng hấp phụ thấp hoặc không đạt hiệu quả tốt về mặt năng lượng.

Vừa qua, các nhà khoa học tại Đại học Tổng hợp Limerick (Ailen) đã phát hiện hai vật liệu mới có thể tách axetylen ra khỏi etylen với hiệu quả cao. Phát hiện này có thể mở ra triển vọng thay thế các quá trình tách tiêu tốn nhiều năng lượng hiện nay, do đó giúp giảm chi phí và phát thải khí CO2 trong sản xuất etylen.

Những vật liệu hấp thụ mới được phát hiện thuộc nhóm vật liệu SIFSIX, đây là những vật liệu mà trước đây đã được phát hiện là đặc biệt có hiệu quả trong việc thu giữ khí CO2.

Vật liệu SIFSIX thường bao gồm các khung vật liệu hữu cơ - kim loại hai chiều, được liên kết với nhau bằng các anion SiF6-, tạo thành cấu trúc xốp với các thành vô cơ có tính xốp và năng lực hấp phụ cao.

Nhóm nghiên cứu nói trên đã phát triển vật liệu SIFSIX đầu tiên vào năm 1995. Sau đó, vào năm 2013 họ phát hiện vật liệu này có khả năng bẫy giữ CO2 cao chưa từng thấy. Khi khảo sát nhóm các vật liệu SIFSIX trong quá trình hấp phụ các khí khác, các nhà khoa học phát hiện thấy SIFSIX-2-Cu-i là vật liệu tốt nhất để tách axetylen ra khỏi etylen. Một vật liệu SIFSIX khác là SIFSIX-1-Cu còn thể hiện năng lực hấp phụ axetylen tốt hơn khi áp dụng đối với các hỗn hợp etylen-axetylen có tỷ lệ thành phần 50:50.

Theo một nhà khoa học tại Đại học Tổng hợp California (Mỹ), các nhà nghiên cứu Ailen nói trên đã sử dụng sức mạnh của vật liệu khung hữu cơ - kim loại để điều chỉnh các lỗ xốp cả về mặt điện tử và bố trí không gian, qua đó cho phép loại bỏ axetylen một cách chọn lọc ra khỏi etylen. Đây là đóng góp quan trọng cho công nghệ sản xuất etylen và cho chúng ta thấy sức mạnh của việc kiểm soát các quá trình ở cấp phân tử.

HS

Theo ChemistryWorld, 5/2016

Sponsor links (Provided by VIEPortal.net - The web cloud services for enterprises)
Thiết kế web, Thiết kế website, Thiết kế website công ty, Dịch vụ thiết kế website, Dịch vụ thiết kế web tối ưu, Giải pháp portal cổng thông tin, Xây dựng website doanh nghiệp, Dịch vụ web bán hàng trực tuyến, Giải pháp thương mại điện tử, Phần mềm dịch vụ web, Phần mềm quản trị tác nghiệp nội bộ công ty,