Estudio de la reacción MTO mediante difracción de rayos X de alta energía

Un sincrotron es un acelerador de partículas en el que se mantienen las partículas en una órbita cerrada. Las partículas cargadas viajando a altas velocidades producen radiación, que es aprovechada por los científicos para realizar multitud de pruebas, ya que la radiación producida desde el infrarrojo hasta los rayos X es muy intensa y concentrada.

Las olefinas son una serie de compuestos orgánicos provenientes principalmente del craqueo del petróleo que tienen multitud de aplicaciones, sobre todo para producir plásticos. La reacción de metanol para producir olefinas (MTO) es una alternativa que se esta estudiando ampliamente para poder producir estas olefinas de una fuente distinta al petróleo. La viabilidad de la reacción MTO pasa por el estudio de los procesos que ocurren durante la catálisis, para poder solucionar los problemas que van surgiendo con la desactivación del catalizador por la formación de coque.

La difracción de rayos X de alta energía ofrece una oportunidad única para explorar materiales gruesos en su mayor parte. Es ampliamente utilizado en la ciencia de materiales y en la metalurgia, incluyendo estudios de perfección cristalina y transiciones de fase, tensión residual y de deformación en aleaciones, ordenamiento magnético y densidad de spin. Así mismo han aparecido nuevas áreas de trabajo como el estudio de las estructuras de los líquidos y sólidos amorfos, formación de imágenes por dispersión, la estructura electrónica de los materiales superconductores y en las medidas de deformación in situ en aleaciones como una función del tiempo.

En este caso se estudió la distribución de los intermedios de síntesis en la zeolíta que servía como catalizador a la vez que se monitorizaban a la salida con un espectrómetro de masas los compuestos que salían. Se pudo comprobar en que punto los cambios en el catalizador pasaban a ser producidos por la aparición de coque, y se logró relacionar con el caudal de metanol que se introducía y con la cantidad de sitios activos.

El comportamiento observado pudo ser explicado por un nuevo modelo del proceso. Este modelo fue el primero en incluir una relación entre la alimentación de metanol y los niveles crecientes de coque. Los conocimientos adquiridos ayudarán a mejorar la eficiencia del proceso en la escala industrial.


fuente: http://www.esrf.eu/Industry/case-studies/MTO-process/index_html
http://www.esrf.eu/Industry/applications/synchrotrontechniques/synchrotron-techniques#powder