Separación de C(5)-hidrocarburos en materiales microporosos: rendimiento complementario de los MOF y las zeolitas

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Ciencia de la Separación Ciencia de la Separación
• Ingeniería Química Ingeniería Química.

Sus antecedentes:

• El craqueo con vapor produce mezclas complejas de hidrocarburos C (C5) incluyendo diolefinas, monoolefinas y parafinas.
• La separación eficiente de estos componentes es un desafío, pero es vital para los procesos químicos posteriores.
• La separación de los isómeros de C(5)-diolefinas (isopreno, trans-piperileno, cis-piperileno) es particularmente poco estudiada.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la separación de la fase líquida de los hidrocarburos alifáticos C ((5)).
• Para comparar la eficacia de las estructuras metal-orgánicas (MOF) y las zeolitas para la separación de las diolefinas, monoolefinas y parafinas C ((5)).
• Para dilucidar los mecanismos de adsorción que rigen la selectividad en estas separaciones.

Principales métodos:

• Los estudios de adsorción se llevaron a cabo utilizando tres materiales: MIL-96 (un MOF), y dos zeolitas con topologías CHA y LTA.
• Estos materiales poseen jaulas espaciosas accesibles a través de ventanas de poros estrechos (< 0,5 nm).
• Se midieron las selectividades y capacidades de adsorción para varias mezclas de hidrocarburos C ((5).

Principales resultados:

• MIL-96 y la chabazita (zeolita CHA) adsorben preferentemente el trans-piperileno de las mezclas de C(5)-diolefinas debido al eficiente empaque de poros.
• La chabazita también separa el cis-piperileno y el isopreno a través de la exclusión de tamaño del isómero ramificado.
• MIL-96 separa de manera única los tres isómeros de diolefinas de las C(5) -monoolefinas y parafinas; [Cu(3)(BTC)(2)] MOF separa las C(5) -olefinas de las parafinas.

Conclusiones:

• La chabazita es adecuada para separar los tres isómeros de C(5)-diolefinas y también puede diferenciar linealmente de las monoolefinas y parafinas ramificadas.
• MIL-96 demuestra la capacidad de separar las diolefinas de las monoolefinas y parafinas.
• Un sistema combinado de MOFs y zeolitas puede lograr la separación completa de las fracciones de C ((5)).