Новый реактор сэкономит миллионы при производстве пластиков и резины из газа

Новый способ получения важного ингредиента для пластмасс, клея, ковровых волокон, бытовых чистящих средств и многого другого из природного газа может снизить производственные затраты в постнефтяной экономике на миллионы долларов благодаря новому химическому реактору, разработанному инженерами Мичиганского университета.

Реактор позволяет получать пропилен — химическое вещество, которое также используется для производства длинного списка промышленных химикатов, включая ингредиенты для нитрильного каучука, используемого в автомобильных шлангах и уплотнителях, а также синих защитных перчатках. Большая часть используемого сегодня пропилена поступает с нефтеперерабатывающих заводов, которые получают его в качестве побочного продукта при переработке сырой нефти в бензин.

По мере того как нефть и бензин будут выходить из моды в пользу природного газа, солнечной и ветровой энергии, производство пропилена и других продуктов, получаемых из нефти, может упасть ниже текущего спроса без новых способов их получения.

Природный газ, добываемый из сланцев, является потенциальной альтернативой пропилену, получаемому из сырой нефти. Он богат пропаном, который достаточно похож на пропилен, чтобы стать перспективным материалом-предшественником, но существующие методы получения пропилена из природного газа пока слишком неэффективны, чтобы преодолеть разрыв между спросом и предложением.

Очень сложно экономически выгодно превратить пропан в пропилен, — говорит Сульо Линич, профессор химического машиностроения Мартин Льюис Перл и автор-корреспондент исследования, опубликованного в журнале Science.

Чтобы запустить эту реакцию, ее нужно нагреть, а стандартные методы требуют очень высоких температур для получения достаточного количества пропилена. При таких температурах вы получаете не только пропилен, но и твердые углеродные отложения и другие нежелательные продукты, которые разрушают катализатор. Чтобы регенерировать реактор, нам приходится часто сжигать твердые углеродные отложения, что делает процесс неэффективным.

Новая реакторная система исследователей эффективно производит пропилен из сланцевого газа, разделяя пропан на пропилен и водород. Она также дает водороду выход, изменяя баланс между концентрацией пропана и продуктов реакции таким образом, что позволяет получить больше пропилена. После отделения водород можно безопасно сжечь отдельно от пропана, нагревая реактор настолько, чтобы ускорить реакции без образования нежелательных соединений.

Такое разделение достигается благодаря вложенным друг в друга трубкам с мембранами из полых волокон. Самая внутренняя трубка состоит из материалов, которые расщепляют пропан на пропилен и водород. В то время как трубка удерживает большую часть пропилена внутри самой внутренней камеры, водородный газ может выходить во внешнюю камеру через поры в мембранном слое материала. В этой камере водородный газ сжигается под контролем путем подмешивания точного количества кислорода.

Поскольку водород можно сжигать внутри реактора и он может работать при более высоком давлении пропана, технология может позволить заводам производить пропилен из природного газа без установки дополнительных нагревателей. По оценкам исследователей, завод, производящий 500 000 метрических тонн пропилена в год, может сэкономить до 23,5 миллионов долларов по сравнению с другими методами, начиная со сланцевого газа. Эта экономия складывается из экономии на эксплуатации за счет сжигания водорода, полученного в ходе реакции, а не других видов топлива.

21.03.2024


Подписаться в Telegram



Энергия

JACS: Ученые выяснили, как повысить эффективность фотокатализа
JACS: Ученые выяснили, как повысить эффективность фотокатализа

Фотокаталитическое выделение водорода из ...

Учёные КФУ разработали новые материалы для металл-ионных аккумуляторов
Учёные КФУ разработали новые материалы для металл-ионных аккумуляторов

Учёные Института физики Казанского федеральног...

IEEE Access: Ученые открыли доступ к данным о работе электрических сетей
IEEE Access: Ученые открыли доступ к данным о работе электрических сетей

Исследователи из Национальной лаборатории...

Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%

Группа исследователей впервые продемонстрирова...

JRSNZ: Ветряные электростанции могут компенсировать выбросы за 2 года
JRSNZ: Ветряные электростанции могут компенсировать выбросы за 2 года

Ветряная электростанция, проработав менее двух...

EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент

Не зря авиакомпании не разрешают сда...

Acta Astronautica: В открытом космосе можно построить солнечные фермы
Acta Astronautica: В открытом космосе можно построить солнечные фермы

Согласно результатам нового исследования, пров...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Ученые МИСИС выяснили, как сделать суперконденсаторы ещё круче
Ученые МИСИС выяснили, как сделать суперконденсаторы ещё круче
ACS Nano: Благодаря 3D-печати ученые впервые увидели, как светятся наноструктуры
ACS Nano: Благодаря 3D-печати ученые впервые увидели, как светятся наноструктуры
Как музыка влияет на эмоции дошкольников: открытие психологов МГУ
Как музыка влияет на эмоции дошкольников: открытие психологов МГУ
Исследование МГПУ объясняет, как справиться с одиночеством в мегаполисе
Исследование МГПУ объясняет, как справиться с одиночеством в мегаполисе
Студент из Владивостока придумал товарные ценники на основе электронных чернил
Студент из Владивостока придумал товарные ценники на основе электронных чернил
Microgravity: Полет на Марс может не состояться из-за просроченных лекарств
Microgravity: Полет на Марс может не состояться из-за просроченных лекарств
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Ученые из СПбГУТ отправились в научную экспедицию в Арктику
Ученые из СПбГУТ отправились в научную экспедицию в Арктику
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
Учёные предлагают контролировать москитов с помощью генетической селекции
Учёные предлагают контролировать москитов с помощью генетической селекции
Казанский студент намерен разработать умные очки в 3 раза дешевле аналогов
Казанский студент намерен разработать умные очки в 3 раза дешевле аналогов

Новости компаний, релизы

40% профессионалов предпочитают работать удаленно с дачи
Гидрологи СПбГУ первыми в мире показали, что распределение микропластика в водах Ладожского озера зависит от температурного ...
Ученые Казанского аграрного университета нашли способ повысить урожайность картофеля в Татарстане
В Нижнем Новгороде проходит Шестой «ЯлФест-2024»
Президенту Узбекистана презентовали вертолет Ансат