Purificación de propileno en un solo paso a partir de una mezcla cuaternaria mediante un único fisisorbente

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Materiales
• Ingeniería Química
• Ciencia de la Adsorción

Sus antecedentes:

• La separación por adsorción es crucial para la generación de productos de alta pureza.
• Los materiales porosos actuales luchan por capturar múltiples impurezas simultáneamente.
• La purificación eficiente de propileno (C3H6) a partir de mezclas C3 sigue siendo un desafío importante.

Objetivo del estudio:

• Diseñar nuevos marcos metal-orgánicos (MOF) para la captura selectiva de múltiples impurezas.
• Demostrar un MOF capaz de purificar C3H6 en un solo paso a partir de una mezcla cuaternaria.
• Desarrollar una alternativa energéticamente eficiente para la producción de C3H6.

Principales métodos:

• Diseño y síntesis de una serie de MOF (ZU-921 a ZU-924) con sitios de unión cooperativos.
• Utilización de ingeniería de ligandos para ajustar la densidad de sitios electronegativos para la adsorción selectiva.
• Realización de experimentos de ruptura utilizando una columna escalada para evaluar el rendimiento de purificación de C3H6.

Principales resultados:

• ZU-921 demostró la adsorción selectiva de alquinos, alenos y alcanos sobre alquenos.
• Se logró una pureza ultra alta de C3H6 (99,99%) en un solo paso a partir de una mezcla cuaternaria de C3.
• Se obtuvo una alta productividad (17,27 L/kg) en una columna escalada 10 veces.

Conclusiones:

• Los MOF diseñados ofrecen una estrategia viable para el diseño avanzado de adsorbentes para la captura de múltiples impurezas.
• ZU-921 proporciona una solución eficaz y energéticamente eficiente para la purificación de C3H6.
• Este trabajo avanza el campo de la separación por adsorción selectiva para aplicaciones industriales.