Новая технология, не наносящая ущерба окружающей среде, которая создана учеными Аргоннской Национальной Лаборатории Министерства энергетики США (DOE), сможет произвести революцию в области производства этилена.

Аргоннская исследовательская группа, возглавляемая старшим специалистом по керамике Балу Балачандраном, разработала высокотемпературную мембрану, которая может производить этилен из потока этана извлечением чистого водорода. "Это чистый и энергоэффективный способ производства химического вещества, для получения которого ранее были необходимы дорогие и создающие много отходов методы, при этом было много загрязняющих выбросов", - говорит Балачандран.

У этилена множество применений во всех отраслях промышленности.  Фермеры и садоводы используют его в качестве растительного гормона для усиления цветения и ускорения созревания, особенно, при выращивании бананов. Врачи и хирурги также давно использовали этилен в качестве анестетика, а уж полимеры на основе этилена имеются во всех продуктах от пакетов для замороженных продуктов до стеклопластика.

Поскольку новая мембрана пропускает только водород, поток этана не вступает в контакт с атмосферным кислородом и азотом, препятствуя созданию вредных испарений от газов, способствующих созданию парникового эффекта – оксида азота, двуокиси углерода и монооксида углерода, - которое обычно связано с традиционным производством этилена с помощью пиролиза, при котором этан подвергается воздействию струй горячего воздуха. Мировые производители этилена производят более 75 миллионов метрических тонн этилена в год, вызывая, тем самым, эмиссии газов, способствующих возникновению парникового эффекта, с объемом в миллионы метрических тонн.

В отличие от пиролиза, для которого необходима постоянная подача тепла, водородная транспортная мембрана (HTM) производит топливо, необходимое для осуществления реакции. Благодаря использованию воздуха с одной стороны мембраны уже перемещенный водород может вступать в реакцию с кислородом для получения энергии. "За счет использования этой мембраны мы, в основном, делаем так, что реакция сама себя снабжает энергией", - говорит Балачандран. "Тепловая энергия вырабатывается там, где она нужна".

Новый мембранный реактор также выполняет дополнительную химическую функцию: за счет постоянного удаления водорода из потока мембрана изменяет соотношением реактивов и продуктов, позволяя, тем самым, реакции производить больше этилена, чем она могла бы теоретически дать до достижения равновесия. "Мы, в сущности, запутываем или обманываем термодинамический предел", - говорит Балачандран. "Мембранный реактор думает: «Я еще не достиг равновесия, буду-ка я продолжать реакцию».

Хотя коллектив Балачандрана, в который входили химики Стивен Доррис, Тей Ли, Крис Маршалл и Чарльз Скоутон, проводил этот эксперимент просто для того, чтобы доказать способность мембраны вырабатывать этилен, он надеется продлить действие проекта за счет сотрудничества с промышленным партнером, который будет осуществлять промышленное производство мембран. Поскольку использование мембраны позволяет сократить количество этапов, которые необходимы для получения этилена, по его словам, данная технология может дать возможность производить химическое вещество с меньшими затратами.

Ожидается, что результаты исследования будут представлены на конференции «Чистые технологии 2008», которая будет проходить в Бостоне в июне. Работа финансировалась за счет Программы по промышленным технологиям Министерства энергетики, штаб-квартира которой находится в Управлении по энергосбережению и возобновляемым источникам энергии.

www.newchemistry.ru