Desde botellas de refresco hasta ropa de poliéster, el etileno forma parte de muchos productos que utilizamos a diario. En parte para satisfacer la demanda, Shell Oil Company está construyendo una planta de craqueo de etano en el condado de Beaver, Pensilvania., específicamente para producir moléculas de etileno a partir del abundante etano que se encuentra en el gas natural. Sin embargo, la reacción química utilizada para convertir el etano en etileno valioso es incompleta, por tanto, estas plantas producen una mezcla impura de etileno y etano. Separar etileno puro del etano es un proceso difícil y costoso, pero una que una nueva investigación de la Escuela de Ingeniería Swanson de la Universidad de Pittsburgh está lista para agilizar.
La técnica investigada en dos nuevos artículos, publicado en el Revista de la Asociación Estadounidense de Químicos y Organometálicos , evitaría la licuefacción y destilación al diseñar un material que solo se una a moléculas de etileno, separándolos así del etano.
El etileno es una olefina, una molécula con un enlace insaturado (como las grasas insaturadas). Los métodos actuales para separar etileno del etano implican enfriar la mezcla a temperaturas muy bajas, licuarlo, y alimentarlo en una gran columna de destilación, que es un proceso costoso y que consume mucha energía. Desarrollado por un equipo dirigido por los profesores Karl Johnson, Doctor., y Götz Veser, Doctor., de Ingeniería Química y del Petróleo, y el profesor Nathaniel Rosi, Doctor., del Departamento de Química, este nuevo proceso potencialmente ahorraría una gran cantidad de energía, reduciendo las emisiones de carbono y los costes al mismo tiempo.
El corazón de este nuevo método de separación son los átomos de cobre aislados a los que las olefinas como el etileno pueden unirse fuertemente. Dado que los átomos de cobre naturalmente quieren agruparse, que destruye su capacidad de unirse con olefinas, Los investigadores de Pittsburgh utilizaron estructuras organometálicas (MOF) para aislar eficazmente átomos individuales de cobre en la ubicación correcta para producir etileno de alta calidad con una pureza mínima del 99,999 por ciento.
"La singularidad de este material es que los átomos de cobre aislados están en el estado de oxidación correcto y la geometría correcta dentro del marco orgánico metálico para proporcionar una selectividad muy alta, más alta que otros métodos de adsorción, y se puede escalar fácilmente. "dice Johnson, el W.K. Profesor de Whiteford en el Departamento de Ingeniería Química y del Petróleo y Director Asociado del Centro de Investigación en Computación. "Los MOF son una alternativa práctica a un proceso ineficiente y costoso".
"Diseño de sitios metálicos abiertos en estructuras metal-orgánicas para separaciones de parafina / olefina, "se publicó en el Journal of theAmerican Chemical Society y fue coautor de Mona H. Mohamed, Doctor, Austin Gamble Jarvi, Sunil Saxena, Doctor, y Nathaniel Rosi, Doctor, del Departamento de Química de Pitt; y Yahui Yang, Lin Li, Doctor, Sen Zhang, Johnathan Ruffley, Götz Veser, Doctor, Karl Johnson, Doctor, del Departamento de Ingeniería Química y del Petróleo. Rosi tiene un cargo secundario en Ingeniería Química y del Petróleo.
"Conocimientos fundamentales sobre la reactividad y la utilización de sitios metálicos abiertos en Cu (I) -MFU-4 /, "fue publicado en Organometallics y fue coautor de Lin Li, Doctor, Yahui Yang, Mona H. Mohamed, Doctor, Sen Zhang, Götz Veser, Doctor, Nathaniel Rosi, Doctor, y Karl Johnson, Doctor.
