Tilbake til søkeresultatene

GASSMAKS-Økt verdiskaping fra naturgass

Intergrowth Materials for Improved Methanol-To-Olefin Catalysts

Tildelt: kr 5,1 mill.

Katalysatorer står sentralt i prosessindustrien. Disse gjør at prosesser sparer energi, går raskere, blir billigere, gir mindre biprodukter. INTERCAT prosjektet har nettopp som mål å legge til grunn for slike forbedringer gjennom å forstå en industriell katalysator på atomært grunnlag og optimalisere denne gjennom skreddersydd syntese. SAPO-34 er en mikroporøs katalystor som brukes til omdanning av metanol (laget fra naturgass, kull eller biomasse) til olefiner. Sistnevnte utgjør en av de mest anvendbare kjemisk byggesteiner for fremstilling av mangt fra plastikk og polymerer til medisin. En mikroporøs katalysator har ørsmå hull med størrelse som passer med små kjemiske molekyler som vil kunne omdannes gjennom en katalytisk reaksjon. Faktisk kan form og størrelse på hulrommene selektivt styre hva slags kjemiske produkter som dannes. En nøkkelproblemstilling i INTERCAT er knyttet til spesielle defekter i slike katalysator som oppstår når strukturblokker feilplasseres I krystallstrukturen, såkalt intergrowth (IG). Tilstedeværelse av slike stablefeil medfører at porene får noe ulike geometri. Et ekstremt tilfelle er at hele partiklen får strukturtype SAPO-18 istedet for SAPO-34. Et særs viktig prosessaspekt er at det foreligger indikasjoner på a t en høy andel av stablefeil medfører økt levetid for en industriell katalysator. Vår angrepsvinkel er først å utvikle robuste syntesemetoder for å gi veldefinerte prøver med ulik mengde stablefeil (IG). Deretter har vi som hovedfokus å utvikle metodikk for å bestemme graden og typen av stablefeil gjennom bruk av røntgendiffraksjon (dels ved synkrotronen, ESRF, i Grenoble), samt å forstå dannelsen av defektene ved å studere overflater av krystallitter ved atomic force microscopy (AFM). De siste årene har vi gjort store fremskritt med hensyn på å forstå slike komplekse IG-materialer. Vi behersker syntese av materialer med et bredt spekter av stablefeil (IG) og har etablert et bibliotek over ulike prøver. Materialene er karakterisert med sveipelektron mikroskopi, røntgendiffraksjon og AFM. Større gjennombrudd er oppnådd i 2012/13 gjennom en utviklet metodikk for tilpasning av de observerte pulverrøntgendiffraksjonmønstrene hvor stablefeil inngår som en variabel parameter. In situ AFM har avdekket mekanismer for krystallvekst av katalystor partikler. I den siste tiden har det blitt foretatt katalytisk testing for å avdekke mulige sammenhenger mellom stablefeil, karakteristiske overflatetrekk observert med AFM og katalytisk aktivitet.

The Methanol-to-Olefin process (MTO) is an important step in the route of natural gas to petrochemicals and fine chemicals, originally developed by Norsk Hydro (now INEOS Chlorvinyls). Deactivation of the catalyst is a major feature of the process and rec ent results indicate that the catalyst structure and composition may have a role in the deactivation mechanism. Systematic studies of the composition (Silicon distribution) of intergrowths of the dominant MTO catalyst, Silicoaluminophosphate (SAPO) -34, w ith a closely related polymorph, SAPO-18, are expected to reveal important aspects of the deactivation process. High resolution in situ synchrotron studies of a family of materials prepared and characterised using isotopic labelling techniques aim to link structure/composition to performance under realistic testing conditions. Studies of the crystal growth mechanisms of the intergrowth materials aim to establish the controlled synthesis of materials of desired composition and structure. Collaboration with international partners in the UK will provide complimentary modelling and in situ studies. Links to industrial users INEOS Chlorvinyls will ensure the commercialisation of interesting materials.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

GASSMAKS-Økt verdiskaping fra naturgass