Этилен очистили с помощью цеолитного материала

Pablo J. Bereciartua et. al. / Science
Химики из Испании и США синтезировали цеолитный материал, который по-разному пропускает молекулы этана и этилена, и показали, что с его помощью можно эффективно очищать этилен от органических примесей. Статья исследователей опубликована в Science.
Этилен (C2H4) является одним из основных компонентов при промышленном синтезе многих химических препаратов и полимеров, таких как полиэтилен, дихлорэтан, этиленгликоль, стирол и этиловый спирт. Ежегодно производится около 150 тонн этилена, при этом большую часть вещества получают с помощью парового крекинга и сжижения газа.
При таком способе производства этилен оказывается загрязнен другими углеводородами (в основном этаном), поэтому его очищают с помощью криогенной дистилляции. Этот процесс использует тот факт, что различные углеводороды переходят из газообразного состояния в жидкое при различных температурах, и при постепенном охлаждении смеси газов в первую очередь из нее выпадают вещества с более высокой температурой кипения. К сожалению, энергетические затраты на дистилляцию очень высоки (примерно 0,3 процента от общемирового потребления электроэнергии). В данной работе ученые предлагают гораздо менее энергозатратный способ очистки этилена от примесей.
Потом ученые синтезировали материал, помещая сложное органическое вещество в щелочную среду и добавляя анионы фтора F− для запуска изменений в диоксиде кремния. Кристаллическую структуру образовавшегося вещества ученые исследовали методом порошковой рентгеновской дифракции и программы TREOR, восстанавливающей структуру из экспериментальных данных. Оказалось, что параметры решетки синтезированного вещества совпадают с найденными теоретическими значениями, отвечающими цеолиту ITQ-55.
Таким образом, эксперимент показал, что с помощью ITQ-55 действительно можно эффективно отделять этан из смеси этана и этилена (если прекратить продувание в момент наибольшего насыщения цеолита). По словам ученых, селективность процесса очищения с помощью найденного ими вещества достигает ста и может быть в дальнейшем повышена до трехсот, тогда как селективность обычных методов колеблется от десяти до тринадцати.
Ранее мы писали о том, как ученые очистили воду от хлористых примесей с помощью цеолита ZSM-5. Также недавно физики смоделировали лед необычно низкой плотности, отталкиваясь от пористой цеолитной структуры.
Дмитрий Трунин