Cavidade

Oct 23, 2023

Imprensa Ciência China

imagem: Os intermediários de reação confinados e as espécies de coque no microambiente da cavidade do zeólito, as rotas de reação preferenciais na rede de reação complexa, a desativação do catalisador e a difusão da molécula unem-se à conversão de metanol controlada pela cavidade e impulsionam a evolução dinâmica da reação MTO.Veja mais

Crédito: ©Science China Press

O processo de metanol para olefinas (MTO), uma rota inovadora e eficiente para a produção de olefinas através de recursos não petroquímicos, alcançou desenvolvimento e aplicação bem-sucedidos na indústria e atraiu a atenção da química C1 e da catálise de zeólita na pesquisa fundamental. O Instituto de Física Química de Dalian (DICP) desenvolveu a tecnologia DMTO que pode produzir olefinas a partir do carvão através do metanol, que alcançou um sucesso considerável em termos de rendimento económico e inovação tecnológica, lançando uma nova era de produção sustentável de olefinas a partir de recursos não petrolíferos. Desde então, o DICP criou a segunda e terceira gerações do processo DMTO (DMTO-II e DMTO-III), que estão se tornando importantes rotas para a produção de eteno e propeno na China. A fim de manter a competitividade e a sustentabilidade da emergente indústria química do carvão, a compreensão abrangente e aprofundada dos fundamentos e princípios de controlo selectivo do processo de reacção catalítica deve ser continuamente aprofundada para apoiar o desenvolvimento de novos materiais catalisadores e técnicas de processo.

Catalisadores de peneira molecular, especialmente para o zeólito do tipo cavidade com abertura de poros pequenos, o microambiente complexo que incorpora a estrutura do tipo cavidade exibiram características e vantagens demonstráveis ​​na seletividade de forma da reação MTO. Este ambiente catalítico complexo causou grandes diferenças na distribuição do produto, na desativação do catalisador e na difusão molecular, revelando a conversão de metanol controlada por cavidade sobre o anel de oito membros (8-MR) e o catalisador zeólito do tipo cavidade.

Na recente revisão publicada na National Science Review, a equipe de pesquisa liderada pelos Profs. LIU Zhongmin e WEI Yingxu (do Centro Nacional de Pesquisa em Engenharia de Tecnologia de Catálise de Baixo Carbono, DICP, CAS) resumiram o princípio controlado por cavidade na reação de metanol a olefinas. O comportamento da reação de conversão de metanol controlada por cavidade, a formação controlada por cavidade das espécies de reservatórios de hidrocarbonetos e a via de reação, a desativação do catalisador controlada por cavidade e o comportamento de difusão, e as estratégias controladas inspiradas são revisadas a seguir.

Comportamento de reação MTO controlada por cavidade : A estrutura e o tamanho da cavidade controlam diretamente a distribuição do produto, a desativação do catalisador e a difusão molecular. Os autores revisaram as diferenças no comportamento da reação e na distribuição do produto na conversão do metanol catalisada por catalisadores 8-MR típicos e zeólitos do tipo cavidade com tamanho de poro semelhante, mas estrutura de cavidade diferente. A compreensão do comportamento da reação MTO controlada por cavidade contribuiria para o estabelecimento da seletividade de forma dos materiais zeólitos.

Intermediários de reação controlados por cavidade e rotas de reação : O microambiente catalítico especial do zeólito do tipo cavidade varia os intermediários da reação e as vias de reação no processo de reação MTO. Este microambiente catalítico especial impulsiona a evolução dinâmica da reação MTO. Os autores expuseram o efeito controlado por cavidade da geração de espécies de reservatórios de hidrocarbonetos e o caminho de reação dominante da geração de olefinas na complexa rede de reação.

Formação de coque controlada por cavidade e desativação de catalisador : Os autores resumiram o modo de deposição e desativação de espécies de coque no SAPO-34, incluindo a descoberta de espécies de adamantano de baixa temperatura, a identificação de precursores chave durante a evolução do polimetilbenzeno para polimetilnaftaleno e o mecanismo proposto de modo de crescimento de passagem em gaiola de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos. Em seguida, foram discutidas as diferenças nas espécies de coque e nos mecanismos de desativação de catalisadores zeólitos com diferentes estruturas de cavidade.