Nuevo material basado en grafeno bajaría costos en la separación de gases para producir plásticos.
El nuevo material se puede describir como nanocintas de grafeno encapsuladas dentro de nanotubos de carbono de una sola pared. El material híbrido desarrollado en la Universidad de California (UC) puede abaratar el proceso de separación del gas en la producción de plásticos y combustibles.
Actualmente para la separación de los diferentes gases de los hidrocarburos en los compuestos químicos puros que se requieren en la producción de plásticos, las refinerías fragmentan el petróleo crudo a temperaturas de 500 a 600 grados Celsius.
El procedimiento -conocido como “crack”- descompone los hidrocarburos complejos en moléculas más livianas y de cadena más corta.
Luego las refinerías enfrían las mezclas gaseosas a 100 grados Celsius bajo cero a fin de licuificarlas y dividen los gases en los destinados a la producción de plásticos y los que se usarán como combustible en la calefacción o la cocina.
“La destilación criogénica a temperaturas muy bajas y presiones muy altas es la separación que requiere más energía en la industria petroquímica, y también es un problema ambiental porque contribuye al cambio climático global”, explicó Jeffrey Long, profesor de química en la Universidad de California (UC), en Berkeley (EE.UU.).
Long y sus colegas de la UC han creado un material basado en hierro -un marco metal orgánico o MOF, por su sigla en inglés- que puede usarse a altas temperaturas para separar eficientemente los gases eliminando el enfriamiento.
Suministro muy puro de propileno y etileno
Según Long, se necesita un suministro muy puro de propileno y etileno para la producción de algunos de los polímeros más importantes, como el polipropileno, destinados a productos de consumo, “pero las refinerías derrochan una cantidad de energía para pasar esos gases en alta temperatura a las temperaturas criogénicas”.
“Si uno es capaz de hacer la separación a altas temperaturas se podría ahorrar esa energía”, añadió. “Y este material es realmente bueno en la obtención de estas separaciones”.
En la industria petroquímica el etileno y el propileno se denominan olefinas, en tanto que el metano, el etano y el propano se conocen como parafinas.
El MOF de hierro también sirve en la purificación del gas natural, que es una mezcla de metano y varios tipos de impurezas de hidrocarburos, las cuales deben retirarse antes de que el gas vaya para el uso doméstico.
“Los compuestos MOF tienen un área muy alta de superficie, lo cual proporciona mucha área sobre la cual puede interactuar una mezcla de gas, y esa superficie contiene átomos de hierro que pueden enlazarse con los hidrocarburos no saturados”, señaló Long.
El acetileno, el etileno y el propileno se “pegan” a estos sitios de hierro mucho más que el etano, el propano o el metano y “ésa es la base de la separación”, añadió el científico.
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