Los investigadores de ingeniería química han desarrollado un nuevo catalizador que aumenta significativamente el rendimiento en la fabricación de estireno. reduciendo al mismo tiempo el uso de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero.

"El estireno es una sustancia química sintética que se utiliza para fabricar una variedad de plásticos, resinas y otros materiales, "dice Fanxing Li, autor correspondiente del trabajo y profesor Alcoa de Ingeniería Química en la Universidad Estatal de Carolina del Norte. "Debido a su uso tan generalizado, nos complace poder desarrollar una tecnología que sea rentable y reducirá el impacto ambiental de la fabricación de estireno ”. Las estimaciones de la industria predicen que los fabricantes producirán más de 33 millones de toneladas de estireno cada año para 2023.

Las tecnologías de producción de estireno convencionales tienen un rendimiento en una sola pasada de aproximadamente el 54%. En otras palabras, por cada 100 unidades de materia prima que ponga en el proceso, obtendría 54 unidades de estireno de cada pasada. Usando su nuevo catalizador, los investigadores pudieron lograr un rendimiento en una sola pasada del 91%.

El proceso de conversión tiene lugar a 500-600 grados Celsius, el mismo rango de temperatura que los procesos de fabricación de estireno convencionales. Sin embargo, Existe una gran diferencia.

"Las técnicas actuales requieren inyectar grandes volúmenes de vapor en el reactor donde tiene lugar la conversión, "dice Yunfei Gao, becario postdoctoral en NC State y coautor principal de un artículo sobre el trabajo. "Nuestra técnica no requiere vapor. En términos prácticos, esto reduce drásticamente la cantidad de energía necesaria para realizar la conversión ".

Específicamente, el proceso de conversión que incorpora el nuevo catalizador utiliza un 82% menos de energía y reduce las emisiones de dióxido de carbono en un 79%.

"Estos avances son posibles gracias al diseño de ingeniería del catalizador en sí, "dice Xing Zhu, coautor principal del artículo e investigador de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Kunming (KUST). "El nuevo catalizador redox tiene una superficie de ferrita de potasio para la fase catalítica y un núcleo de óxido de manganeso de calcio mixto para el almacenamiento de oxígeno reticulado". Zhu trabajó en el proyecto como académico visitante en NC State.

"Para adoptar el nuevo catalizador, Los fabricantes de estireno tendrían que adoptar un estilo de reactor diferente al que utilizan actualmente. "Li dice." Necesitarían algo similar a un reactor CATOFIN. Pero esos ya son de uso generalizado para otras aplicaciones industriales. Y los ahorros de costos del nuevo proceso deberían ser significativos ".

El papel, "Un catalizador multifuncional a medida para la producción de estireno ultraeficiente bajo un esquema redox cíclico, "se publica en la revista Comunicaciones de la naturaleza .