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Emissionsverringerung Neuartiges Material könnte Ethylenproduktion umweltfreundlicher machen

| Redakteur: Alexander Stark

Wissenschaftler von Exxon Mobil und dem spanischen Instituto de Tecnologia Quimica (ITQ) in Valencia haben ein neues Material mit revolutionärem Potenzial entdeckt. Mit ihm ließen sich der Energiebedarf und die Emissionen der Ethylenherstellung signifikant verringern.

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Ethylen ist ein wichtiger Grundstoff für die Produktion von Chemikalien und Kunststoffen. Alternative Technologien mit geringerem Energieverbrauch für die Abspaltung von Ethylen von Ethan zu finden, ist eine schwierige Herausforderungen, da sich beide Stoffe sehr ähneln.
Ethylen ist ein wichtiger Grundstoff für die Produktion von Chemikalien und Kunststoffen. Alternative Technologien mit geringerem Energieverbrauch für die Abspaltung von Ethylen von Ethan zu finden, ist eine schwierige Herausforderungen, da sich beide Stoffe sehr ähneln.
(Bild: Exxon Mobil)

Irving/USA — Abhängig von seinem Einsatz, könnte das neue Material in Zusammenspiel mit weiteren neuartigen Trennprozessen sowohl den Energiebedarf, als auch den CO2-Ausstoß bei der Ethylen-Abscheidung um bis zu 25 % verringern. Die Forschungsergebnisse wurden im Wissenschaftsjournal Science veröffentlicht.

Die Forscher fanden heraus, dass das aus einer ungewöhnlichen Kieselsäure-Zeolith-Struktur bestehende Material für den Einsatz in der Gas-Abscheidung geeignet ist, wie sie beispielsweise bei der Gewinnung von Ehtylen aus Ethan angewandt wird. Die dabei erzielte Selektivität bei Raumtemperatur sei bisher einmalig.

Aus den Eigenschaften des Materials könnten sich Rückschlüsse für den Aufbau von weiteren Stoffen wie Adsorbern und Membranen für den Einsatz in verschiedenen Abscheideverfahren der chemischen Industrie ziehen lassen. Zeolith ist ein poröses Material, das bei chemischen Prozessen häufig als Adsorber oder als Katalysator verwendet wird.

Kryogene Destillation, die derzeit als kommerzielles Verfahren zur Ethylen-Abscheidung angewandt wird, ist sehr energieintensiv. Falls die Entwicklung eines kommerziellen Verfahrens erfolgreich ist, könnte das neuartige Material den Energiebedarf und die Emissionen der Ehtylenproduktion erheblich verringern.

Wichtiger Grundstoff

Ethylen ist ein wichtiger Grundstoff für die Produktion von Chemikalien und Kunststoffen. Alternative Technologien mit geringerem Energieverbrauch für die Abscheidung von Ethylen von Ethan zu finden, ist eine schwierige Herausforderungen, da sich beide Stoffe sehr ähneln. Chemieunternehmen haben bereits unterschiedliche Alternativen zur kryogenen Destillation wie neue Adsorber und Abscheideprozesse, untersucht. Doch viele dieser Technologien bieten nur eine geringe Selektivität und lassen sich nach einer Verunreinigung nicht regenerieren.

Das patentierte neue Material mit der Bezeichnung ITQ-55 ist durch seine einzigartige, flexible Porenstruktur in der Lage, Ethylen über Ethan selektiv zu adsorbieren. Das Material erlaubt die Diffusion der flacheren Ethylen-Moleküle und hält die zylindrisch geformten Ethan-Moleküle zurück. ITQ-55 fungiert dabei als flexibles Molekular-Sieb.

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Weitere Forschungen sind allerdings nötig, bevor umfangreiche Demonstrationsverfahren und die Kommerzialisierung möglich sind. „Unser Ziel, die kryogene Destillation zu ersetzen, ist ein langfristiges Projekt, das noch viele weitere Jahre an Forschung und Versuchen, sowohl innerhalb als auch außerhalb des Labors, benötigt“, sagte Gary Casty, Leiter des Bereichs Katalyse bei Exxon Mobil Research and Engineering. Im nächsten Schritt würden sich die Forscher darauf konzentrieren, das gesamte Potenzial des neuen Zeolith-Materials besser zu verstehen, fügte er hinzu.

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