Científicos de Novosibirsk, desarrollan optimización del proceso de producción de etileno “verde” a partir de bioetanol
Novosibirsk, Novosibirsk, Rusia, Asia.- Los especialistas del Instituto Federal de Investigación de Catálisis SB RAS crearon un modelo cinético del proceso industrial de producción de etileno a partir de bioetanol para comprobar cómo las impurezas de la materia prima afectan la calidad y el rendimiento del producto objetivo. El estudio demostró que las impurezas de isopropanol aumentan la selectividad del etileno «verde» resultante porque inhiben fuertemente la formación de subproductos.
El etileno es uno de los productos químicos a gran escala, necesario para la producción de reactivos químicos, polímeros, productos químicos domésticos, textiles, etc. Se produce a partir de productos derivados del petróleo mediante pirólisis, pero la dirección de producir etileno «verde» a partir de materias primas alternativas: también se está desarrollando el bioetanol.
Los científicos del IC SB RAS están investigando un método para la síntesis de etileno a partir de bioetanol a partir de materias primas vegetales no comestibles. Se puede utilizar como residuo agrícola, por ejemplo, cáscaras o paja de cereales: avena, trigo o arroz. El etileno resultante se posiciona como una fuente para la producción de productos químicos de bajo volumen y alto valor añadido: nanotubos de carbono de paredes múltiples, polietileno, polietileno de peso molecular ultraalto y compuestos basados en ellos.
El bioetanol contiene subproductos de la fermentación como butanol, isopropanol, isobutanol y otros alcoholes como impurezas. Los científicos decidieron comprobar cómo afectará la presencia de impurezas en la materia prima a la producción de etileno; estos datos son necesarios para comprender qué tan económicamente rentable será el proceso al procesar materias primas reales.
Los investigadores simularon la producción de etileno en un reactor industrial a partir de bioetanol con una pureza del 92% y un contenido de impurezas de isopropanol del 0,03 al 0,3%. Resultó que la presencia de impurezas inhibe la formación de compuestos secundarios, lo que aumenta el rendimiento del producto objetivo.
Los investigadores comprobaron la viabilidad de desarrollar una tecnología a pequeña escala para producir etileno «verde» basada en reactores tubulares que constan de miles de tubos cargados con un catalizador especial de óxido de aluminio. IC SB RAS ha patentado un método respetuoso con el medio ambiente para producir este catalizador. Según los investigadores, la capacidad óptima de producción de etileno «verde» en reactores tubulares es de 20 a 60 mil toneladas por año. Una descripción del proceso fue publicada en la revista Catalyst.
En la siguiente etapa, los científicos comprobarán los resultados obtenidos de la simulación de un reactor industrial en una planta piloto. Ya ha sintetizado lotes piloto de etileno para compuestos para la industria del cable y compuestos de alta resistencia basados en polietileno de peso molecular ultraalto y nanotubos de carbono de paredes múltiples.
