Акрилонитрил, полученный из нефти товарный химикат, есть одним из самый обширно применяемых мономеров в химической индустрии со многим коммерческим применением. Сейчас, акрилонитрил употребляется в производстве акриловых волокон для ковров, тканей и одежды, и в пластмассах, таких как упаковочные материалы и пищевые контейнеры.
Самое основное для этого проекта, акрилонитрил – кроме этого главный обычный блок в соединениях углеволокна, каковые употребляются для lightweighting применений в автомобильном и воздушных перевозок. Акрилонитрил произведен сейчас промышленно через энергоемкий и химически страшный процесс. Группа стоит в условиях лабораторного оборудования.Изображенный слева направо Адам Брэтис, Виолета Санчес i Nogue, Тодд Итон, Грегг Бекхэм, Вассили Воротников, и Эрик Карп, часть команды NREL, трудящейся над конкурентоспособным, стабильным процессом для акрилонитрила и углеволокон от возобновляемой биомассы. (Фотография Денниса Шредера / NREL)
Волатильность стоимостей пропилена и экологическая устойчивость мотивировали поиск других дорог, применяя биополученное сырье для индустрии, такое как глицерин и глутаминовая кислота. Все же ни один не был в состоянии соперничать с классическим процессом с позиций стоимости и урожая. Сейчас, новое изучение NREL показывает обещание к достижению данной цели.Сравнительно не так давно изданный в Науке, «Возобновляемое Производство Акрилонитрила» показывает путь к рентабельному, биооснованному производственному процессу акрилонитрила.
Исследователи смогли достигнуть 98%-го урожая акрилонитрила, применяя новый, прочный каталитический процесс. На базе одних лишь урожаев это – крайне важное открытие: в сравнении, по окончании шести десятилетий улучшений оптимизации и коммерческого масштаба, классический процесс производства акрилонитрила достигает урожаев примерно 80%-83%.«Большой урожай акрилонитрила разрешает нам предлагать потенциальный производственный процесс для преобразования lignocellulosic биомассы к возобновляемому акрилонитрилу и углеволокнам», сообщил Грегг Бекхэм, фаворит группы в NREL и ведущий создатель изучения. «Исторически, цены на акрилонитрил были изменчивы из-за связей с стоимостями пропилена. Данный другой производственный процесс, тот, что надеется на возобновляемо поставленное сырье для индустрии, имел возможность оказать помощь стабилизировать цены на акрилонитрил и привести к более широкому принятию рынка основанных на углеволокне материалов.
Это – ответственный ход вперед для lightweighting приложений транспортировки, так создавая большое понижение затрат для транспортировки, и уменьшая отечественное действие на внешнюю среду».В дополнение к высокой доходности данный новый подход владеет многократными преимуществами по текущему основанному на нефти процессу производства акрилонитрила.
Новый процесс ликвидирует производство водородного цианида – токсичный продукт стороны – применяет более простой и менее дорогой катализатор и мог быть сделан в более несложной реакторной конфигурации. Помимо этого, данный новый высокопродуктивный процесс может применять непродовольственную биомассу, такую как сельскохозяйственные отходы, как сырье для индустрии вместо пропилена.
«Мы радостны возможностями данной новой химии для производства акрилонитрила в конечном итоге разрешить производство возобновляемо поставленных углеволокон», сообщили Глава лаборатории Партнера NREL Адам Брэтис и научный руководитель NREL-ведомого Возобновляемого Консорциума Углеволокна. Это инновационное изучение – итог междисциплинарного сотрудничества исследователей через химическое машиностроение, вычислительное моделирование и биологию, включая авторов NREL Эрика Карпа, Тодда Итона, Виолету Санчес i Ногу, и Вассили Воротников, и другие участники от NREL, Колорадского университета в Боулдере, Джонсона Мэтти и Mid-Atlantic Technology, Research & Innovation Center.
NREL оценивает, что новый процесс имел возможность поместить продажную цену взятого из биомассы акрилонитрила ниже 1$ за фунт от cellulosic биомассы либо основанного на крахмале сахара. Цель за 1$ за фунт вычисляли нужной для конкурентоспособности цены с традиционно произведенным акрилонитрилом.Ведомый частично интересом к применению углеволокна для lightweighting самолёта и транспортных средств, что будет экономить деньги на стоимости горючего, спрос на углеволокна, как предполагается, будет возрастать на 11% до 18% каждый год. И, учитывая, что промышленность углеволокна особенно чувствительна к ценовым колебаниям их главного химического акрилонитрила (требуется приблизительно 2 фунта акрилонитрила, дабы произвести 1 фунт углеволокна), имеется ясная потребность развивать другие конкурентоспособные процессы.
В прошлом волатильность стоимостей пропилена и экологическая устойчивость в рамках производства соединений вынудили поиск других подходов к пропилену ammoxidation создавать акрилонитрил. С процессом, обрисованным в данной работе, исследователи NREL – один ход ближе к данной цели.