Propylene (C3H6) production via oxidative dehydrogenation of propane (C3H8) with carbon dioxide (CO2)- ODP-CO2

A/A87
Επιστημ. ΥπεύθυνοςΠαναγιωτοπούλου Παρασκευή
Φορέας
Κωδικός Έργου82549
Ημερομηνία Έναρξης17/1/2022
Ημερομηνία Λήξης16/7/2025
Φυσικό Αντικείμενο

Το έργο σχετίζεται με την ανάπτυξη μιας εναλλακτικής, αποδοτικής και φιλικής προς το περιβάλλον διεργασίας για την παραγωγή προπυλενίου μέσω οξειδωτικής αφυδρογόνωσης του προπανίου χρησιμοποιώντας διοξείδιο του άνθρακα (CO2) ως οξειδωτικό. Βασικό πλεονέκτημα της προτεινόμενης διεργασίας είναι η συμμετοχή του CO2 τόσο στην μετατροπή του προπανίου σε προπυλένιο όσο και στην κατανάλωση υδρογόνου μέσω της αντίστροφης αντίδρασης μετατόπισης του CO με ατμό (Reverse Water-Gas Shift, RWGS). Η απομάκρυνση υδρογόνου από το αέριο ρεύμα θα υπερνικήσει τους θερμοδυναμικούς περιορισμούς της τελευταίας αντίδρασης, οδηγώντας σε υψηλότερες αποδόσεις προπυλενίου. Η προτεινόμενη διεργασία θα ανταποκριθεί αποτελεσματικά στις αυξανόμενες απαιτήσεις της αγοράς του προπυλενίου, ενώ ταυτόχρονα θα συμβάλλει στην μείωση της συγκέντρωσης του CO2 στην ατμόσφαιρα και κατ’ επέκταση στον περιορισμό του φαινομένου του θερμοκηπίου, το οποίο είναι ένα από τα βασικά περιβαλλοντικά προβλήματα, υπεύθυνο για την υπερθέρμανση του πλανήτη και την πρόκληση σοβαρών κλιματικών αλλαγών.

Πλαίσιο ΧρηματοδότησηςΛΟΙΠΑ ΕΘΝΙΚΑ, ΕΛΙΔΕΚ
Προϋπολογισμός195.000,00 €
Λέξεις ΚλειδιάΟξειδωτική αφυδρογόνωση του προπανίου με CO2, αξιοποιήση CO2, προπυλένιο, καταλυτικά υλικά
Ιστοσελίδαhttps://www.odp-co2.tuc.gr
Σύντομη περιγραφήΒασικό τμήμα του έργου αποτελεί η σύνθεση, ο χαρακτηρισμός και η βελτιστοποίηση καταλυτικών υλικών, τα οποία πρέπει να χαρακτηρίζονται από υψηλή ενεργότητα και εκλεκτικότητα σε προπυλένιο, υψηλή σταθερότητα στον χρόνο αντίδρασης και ανθεκτικότητα στην εναπόθεση άνθρακα. Δεδομένου ότι ένας από τους βασικούς ρόλους του CO2 στην προτεινόμενη διεργασία είναι η κατανάλωση του υδρογόνου που παράγεται από την αφυδρογόνωση του προπανίου, η σύζευξη της τελευταίας αντίδρασης με την RWGS μελετάται λεπτομερώς. Ένας από τους σημαντικότερους στόχους του έργου είναι να προσδιοριστούν τα επιθυμητά χαρακτηριστικά των καταλυτών και οι βέλτιστες λειτουργικές συνθήκες για την αποδοτική μετατροπή του C3H8 προς C3H6, μέσω της οξειδωτικής αφυδρογόνωσης του C3H8 με CO2. Μέχρι στιγμής έχει αναπτυχθεί ένας μεγάλος αριθμός ενεργών, εκλεκτικών και σταθερών καταλυτών σε συνθήκες πρακτικού ενδιαφέροντος (π.χ. θερμοκρασία, σύσταση αντιδρώντος μίγματος κλπ.). Παράλληλα μέσα από λεπτομερή χαρακτηρισμό των καταλυτών με χρήση διαφόρων τεχνικών (ΒΕΤ, XRD, CO2-TPD κα) έχει προσδιοριστεί μέρος των φυσικοχημικών ιδιοτήτων των υλικών που καθορίζουν την καταλυτική ενεργότητα και εκλεκτικότητα. Τα αποτελέσματα αυτά είναι εξαιρετικής σημασίας και θα αποτελέσουν τη βάση για τη βελτιστοποίηση των καταλυτών και την κατάλληλη επιλογή εκείνων που θα χρησιμοποιηθούν για την κινητική και μηχανιστική μελέτη της αντίδρασης καθώς και για την αξιολόγηση των καταλυτών υπό πραγματικές συνθήκες αντίδρασης. Στα πλαίσια της βελτιστοποίησης των καταλυτικών υλικών, εκκρεμεί η σύνθεση κάποιων επιπλέον καταλυτών και οι αντίστοιχοι χαρακτηρισμοί τους καθώς και η μελέτη της συμπεριφοράς τους για την αντίδραση της οξειδωτικής αφυδρογόνωσης του προπανίου με CO2, που αναμένεται να ολοκληρωθούν τους επόμενους μήνες.\r\nΣημαντικό ρόλο στην απόδοση των καταλυτών αναμένεται να παίζουν οι λειτουργικές συνθήκες αντίδρασης (θερμοκρασία, μοριακός λόγος CO2/C3H8, ταχύτητα χώρου), για αυτό και ο προσδιορισμός και η βελτιστοποίηση τους αποτελεί έναν από τους βασικούς στόχους του έργου. Η επίδραση των λειτουργικών παραμέτρων στην καταλυτική συμπεριφορά έχει ήδη ξεκινήσει να μελετάται διεξοδικά σε επιλεγμένους καταλύτες. Παράλληλα βρίσκονται σε εξέλιξη πειράματα μακροχρόνιας σταθερότητας για τον έλεγχο της πιθανής απενεργοποίησης των βέλτιστων καταλυτών και της εναπόθεσης άνθρακα στην επιφάνεια τους σε σχέση με τις συνθήκες αντίδρασης. Τα μέχρι στιγμής αποτελέσματα έχουν θέσει τη βάση για τον προσδιορισμό των βέλτιστων συνθηκών αντίδρασης για την επίτευξη υψηλής ενεργότητας και εκλεκτικότητας και αναμένεται να ολοκληρωθούν εντός του προβλεπόμενου χρονοδιαγράμματος.\r\n
Εικόνα-