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    Un abrazo químico del anfitrión perfecto

    Gengwu Zhang realiza el experimento de separación utilizando dos torres de extracción. Crédito:© 2020 KAUST

    Un proceso industrial que actualmente consume grandes cantidades de energía en plantas petroquímicas de todo el mundo podría ser reemplazado por un proceso alternativo tan eficiente que no requiera calentamiento ni presión elevada.

    Niveen Khashab del Centro de Membranas Avanzadas y Materiales Porosos de KAUST y sus colegas han desarrollado una nueva forma de separar los derivados del benceno llamados xilenos.

    "Ya se están celebrando conversaciones con la industria para implementar la tecnología, "Dice Khashab.

    Los xilenos vienen en tres formas diferentes, conocidos como isómeros, que difieren entre sí solo en la ubicación de un solo átomo de carbono. Los xilenos se utilizan en muchas aplicaciones a gran escala, incluso en polímeros, plásticos y fibras, y como aditivos de combustible, pero muchos usos se basan en solo uno de los tres isómeros. Debido a que los isómeros son tan similares, sus propiedades físicas, como el punto de ebullición, son muy cercanos, lo que hace que separarlos sea energéticamente caro.

    "Todos los años, el costo energético global de separar estos isómeros mediante destilación es de aproximadamente 50 gigavatios, suficiente para alimentar aproximadamente 40 millones de hogares, "dice Gengwu Zhang, un postdoctorado en el equipo de Khashab y primer autor del estudio. "Queríamos desarrollar un método con alta eficiencia y bajo consumo de energía para separar y purificar estos isómeros para la industria petroquímica".

    Los químicos de KAUST están desarrollando un método de separación para la industria petroquímica con alta eficiencia y bajo consumo de energía. Crédito:© 2020 KAUST; Heno Hwang

    Para separar los isómeros de xileno, Khashab y su equipo utilizaron moléculas con forma de rosquilla llamadas cucurbiturilos. El agujero en el medio de estas moléculas puede albergar moléculas más pequeñas en su interior. El orificio en el medio de la cucurbita [7] uril tiene el tamaño ideal para albergar el orto-isómero de xileno, el equipo mostró. Usando un proceso llamado extracción líquido-líquido, el equipo utilizó cucurbitáceas [7] uril para separar el orto-xileno de los otros isómeros. "Podríamos separar el orto-xileno con más del 92 por ciento de especificidad después de un ciclo de extracción, "Dice Zhang." A diferencia de los métodos anteriores, nuestro método se realiza a temperatura y presión ambiente, lo que significa un consumo de energía muy bajo y un funcionamiento sencillo, " él añade.

    Todo el proceso fue diseñado para ser adoptado fácilmente en las plantas existentes de empresas petroquímicas, Khashab explica. "Las torres de extracción líquido-líquido ya se utilizan en la industria, por lo que es relativamente fácil incorporar nuestro material en esta configuración, "dice ella. Además, cucurbitáceas [7] uril es económico, disponible comercialmente o fabricado fácilmente, y muy estable en comparación con la mayoría de los materiales porosos.

    "Ya hemos demostrado que podemos separar el xileno de las muestras comerciales de aceite a escalas de hasta 0,5 litros, ", Añade Khashab." Estamos en contacto con Saudi Aramco para llevar este proceso a la implementación industrial ".

    El equipo también está examinando otras aplicaciones para este proceso de separación, Dice Zhang.

    El estudio se publica en la revista Chem .


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