{"id":5794,"date":"2023-01-05T08:05:20","date_gmt":"2023-01-05T08:05:20","guid":{"rendered":"https:\/\/antenchem.com\/?p=5794"},"modified":"2023-01-06T02:38:54","modified_gmt":"2023-01-06T02:38:54","slug":"crosstalk-tech-zeolite-catalysts-olefins-reaction","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/antenchem.com\/es\/crosstalk-tech-zeolite-catalysts-olefins-reaction\/","title":{"rendered":"Tecnolog\u00eda de diafon\u00eda din\u00e1mica multiescala de catalizadores de zeolita en la reacci\u00f3n de metanol a olefinas"},"content":{"rendered":"
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\"La<\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Los expertos han demostrado la importancia de los catalizadores de zeolita en el campo de la qu\u00edmica a trav\u00e9s de muchos experimentos. <\/h3>\n\n\n\n

La conversi\u00f3n de metanol a olefinas (MTO) es una de las reacciones m\u00e1s importantes en la qu\u00edmica C1 y ha demostrado ser la ruta industrial no petroqu\u00edmica m\u00e1s exitosa para producir olefinas ligeras. <\/p>\n\n\n\n

El Instituto de F\u00edsica Qu\u00edmica de Dalian (DICP) de la Academia de Ciencias de China lleva cuarenta a\u00f1os trabajando en la investigaci\u00f3n y el desarrollo de la reacci\u00f3n MTO. En 2009, la tecnolog\u00eda MTO de Dalian (DMTO), el primer dispositivo MTO del mundo, se complet\u00f3 y se puso en funcionamiento en China. Desde 2010, Dalian Chemical contin\u00faa desarrollando procesos DMTO de tercera generaci\u00f3n (DMTO-II y DMTO-III) a trav\u00e9s de una innovaci\u00f3n tecnol\u00f3gica m\u00e1s efectiva. Por lo tanto, MTO se ha convertido en una de las rutas importantes para la producci\u00f3n de etileno y propileno en China.<\/p>\n\n\n\n

Establecer un conocimiento completo de la difusi\u00f3n din\u00e1mica multiescala y los procesos de reacci\u00f3n es crucial para la cat\u00e1lisis selectiva de forma de zeolita y se necesita con urgencia en la academia y la industria, especialmente para la conversi\u00f3n de MTO de cat\u00e1lisis de zeolita. Hasta ahora, la difusi\u00f3n y reacci\u00f3n de MTO y DTO (dimetil \u00e9ter a olefinas) generalmente se han trabajado por separado y se enfocaron en una sola escala. La autocat\u00e1lisis din\u00e1mica de MTO complica a\u00fan m\u00e1s la reacci\u00f3n y la difusi\u00f3n en la reacci\u00f3n de MTO. Descubrir los efectos de interacci\u00f3n din\u00e1mica de la difusi\u00f3n y la reacci\u00f3n en materiales catalizadores de zeolita MTO dependientes del tiempo a m\u00faltiples escalas es un desaf\u00edo pero imperativo.<\/p>\n\n\n\n

Tecnolog\u00eda de diafon\u00eda din\u00e1mica multiescala de catalizadores de zeolita en la reacci\u00f3n de metanol a olefinas<\/h3>\n\n\n\n

En el estudio publicado recientemente en National Science Review, el equipo de investigaci\u00f3n dirigido por el Prof. LIU Zhongmin y WEI Yingxu (del Laboratorio Nacional de Ingenier\u00eda para Metanol a Olefinas, DICP, CAS) revel\u00f3 el comportamiento din\u00e1mico de diafon\u00eda multiescala y el mecanismo entre materiales dependientes del tiempo. , efecto sobre la difusi\u00f3n y la reacci\u00f3n de conversi\u00f3n de metanol y dimetil \u00e9ter catalizada por SAPO-34.<\/p>\n\n\n\n

Informaron que la din\u00e1mica de las reacciones de DTO (en relaci\u00f3n con MTO) est\u00e1 claramente regulada por la diafon\u00eda del material de reacci\u00f3n de difusi\u00f3n, incluso cuando se lleva a cabo en el mismo material de zeolita sint\u00e9tica y est\u00e1 muy cerca de los mecanismos de la piscina de hidrocarburos. Por un lado, el material SAPO-34 de tipo cavidad evoluciona din\u00e1micamente con el tiempo desde el inicio hasta el decaimiento de la reacci\u00f3n MTO autocatal\u00edtica debido a la modificaci\u00f3n de compuestos org\u00e1nicos confinados. Por otro lado, los materiales dependientes del tiempo a su vez generan cat\u00e1lisis a trav\u00e9s de la evoluci\u00f3n din\u00e1mica de la difusi\u00f3n y las reacciones. Esta diafon\u00eda din\u00e1mica dependiente del tiempo entre los materiales y las reacciones se produce desde la escala del lecho del catalizador hasta el cristal del catalizador y las escalas de la cavidad del CHA.<\/p>\n\n\n\n

El comportamiento y el mecanismo de diafon\u00eda multiescala se originan en la selectividad de la forma del reactivo de los materiales catalizadores de zeolita cuando la reacci\u00f3n din\u00e1mica continua de MTO y DTO. En comparaci\u00f3n con el metanol, la transferencia de masa de DME est\u00e1 limitada en el aditivo de zeolita SAPO-34 porque su barrera de alta energ\u00eda de permeabilidad superficial y difusividad intragranular dificulta la penetraci\u00f3n de la superficie exterior y el salto intercavitario de DME. La transferencia de masa restringida de DME alarga la zona de acci\u00f3n de DTO en el lecho del catalizador, pero tambi\u00e9n conduce a un potencial qu\u00edmico local m\u00e1s bajo de los reactivos, lo que da como resultado una cin\u00e9tica de reacci\u00f3n moderada y un coque m\u00e1s pesado en el microambiente del catalizador local.<\/p>\n\n\n\n

Esta diafon\u00eda del material de reacci\u00f3n de difusi\u00f3n que se produce a escala microsc\u00f3pica en la cavidad del CHA desencadena comportamientos de diafon\u00eda a m\u00faltiples escalas: (i) el interior del cristal del catalizador todav\u00eda es accesible para una porci\u00f3n considerable de DME en la \u00faltima etapa de la reacci\u00f3n, manteniendo la rotaci\u00f3n de alta capacidad de DME, y (ii) en \u00faltima instancia conducen a un patr\u00f3n de reacci\u00f3n y desactivaci\u00f3n relativamente suave y homog\u00e9neo, as\u00ed como a una mayor eficiencia de utilizaci\u00f3n del catalizador.<\/p>\n\n\n\n

En contraste, la conversi\u00f3n de metanol presenta una reacci\u00f3n heterog\u00e9nea capa por capa y un modo de desactivaci\u00f3n, mientras que el alto potencial qu\u00edmico local del metanol hace que la reacci\u00f3n mejorada y la desactivaci\u00f3n se concentren en el exterior del cristal del catalizador, convirti\u00e9ndose en la principal regi\u00f3n efectiva. La caracter\u00edstica de la reacci\u00f3n DTO presentada en este caso, la cin\u00e9tica de reacci\u00f3n moderadamente desarrollada y la deposici\u00f3n de coque suprimida implican la posibilidad de realizar la operaci\u00f3n a largo plazo del proceso DTO de lecho fijo.<\/p>\n\n\n\n

Catalizadores de zeolita<\/a> no solo incorporan la caracter\u00edstica de reacci\u00f3n de la cat\u00e1lisis heterog\u00e9nea, sino que tambi\u00e9n proporcionan una cin\u00e9tica de reacci\u00f3n local mejorada, moderada o suprimida a trav\u00e9s de un microambiente catal\u00edtico especial, lo que da como resultado una difusi\u00f3n multiescala y reacciones heterog\u00e9neas, logrando as\u00ed una cat\u00e1lisis selectiva de forma y eficiente. Para reacciones din\u00e1micas espec\u00edficas catalizadas por materiales de zeolita, lograr la sinergia espaciotemporal \u00f3ptima de materiales, difusi\u00f3n y reacciones es la clave m\u00e1s importante para optimizar el procesamiento del catalizador y el desarrollo continuo.<\/p>\n\n\n\n

Referencia<\/h3>\n\n\n\n