Macroporous catalyst for ethanol valorization - TN02000044/15 - V42

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F67985858%3A_____%2F25%3A00643057" target="_blank" >RIV/67985858:_____/25:00643057 - isvavai.cz</a>

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Makroporézní katalyzátor pro valorizaci ethanolu - TN02000044/15 - V42

Original language description

Funkční vzorek je zaměřen na vývoj makroporézních katalyzátorů na bázi MgO – jednak dispergovaných na aktivním uhlí, jednak připravených technikou elektrostatickým zvlákňováním – určené pro valorizaci ethanolu kondenzačními reakcemi C–C Guerbetovým couplingem. Aktivní uhlí poskytuje vysokou disperzi MgO, zatímco nanovlákenný MgO nabízí otevřenou makroporézní síť s mezoporozitou vhodnou pro transport meziproduktů Guerbetovy reakce. Obě skupiny katalyzátorů umožňují tvorbu vyšších alkoholů (2n, 3n, 4n) a uhlovodíků C₇–C₈, přičemž nanovlákenný MgO katalyzátor dále nabízí výhody pro reakce probíhající i v kapalné fázi, díky nízkému difuznímu odporu a dobré stabilitě bazických center. Chemicko-inženýrský modelování potvrdilo technickoekonomickou proveditelnost procesu.

Czech name

Makroporézní katalyzátor pro valorizaci ethanolu - TN02000044/15 - V42

Czech description

Funkční vzorek je zaměřen na vývoj makroporézních katalyzátorů na bázi MgO – jednak dispergovaných na aktivním uhlí, jednak připravených technikou elektrostatickým zvlákňováním – určené pro valorizaci ethanolu kondenzačními reakcemi C–C Guerbetovým couplingem. Aktivní uhlí poskytuje vysokou disperzi MgO, zatímco nanovlákenný MgO nabízí otevřenou makroporézní síť s mezoporozitou vhodnou pro transport meziproduktů Guerbetovy reakce. Obě skupiny katalyzátorů umožňují tvorbu vyšších alkoholů (2n, 3n, 4n) a uhlovodíků C₇–C₈, přičemž nanovlákenný MgO katalyzátor dále nabízí výhody pro reakce probíhající i v kapalné fázi, díky nízkému difuznímu odporu a dobré stabilitě bazických center. Chemicko-inženýrský modelování potvrdilo technickoekonomickou proveditelnost procesu.

Type

G_funk - Functional sample

CEP classification

—

OECD FORD branch

20402 - Chemical process engineering

Project

<a href="/en/project/TN02000044" target="_blank" >TN02000044: Biorefining and circular economy for sustainability</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2025

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Internal product ID

valorizace ethanolu

Numerical identification

130/2002 Sb.

Technical parameters

Funkční vzorek zahrnuje dva pokročilé typy makroporézních katalyzátorů na bázi oxidu hořečnatého – MgO dispergované na aktivním uhlí a nanovlákenný MgO připravený technikou elektrostatického zvlákňování. Katalyzátory na bázi aktivního uhlí se vyznačují vysokým specifickým povrchem přesahujícím 900 m2·g-1 a transportními póry kolem 200 nm, které umožňují vysokou disperzi MgO v rozmezí 5–40 hm.% a stabilitu aktivních bazických center. Texturní charakteristiky ukazují postupné snižování specifického povrchu (SBET) se zvyšujícím se obsahem MgO, přičemž katalyzátor 30Mg/C představuje optimální kompromis mezi disperzí a přístupností aktivních míst. Nanovlákenný MgO disponuje průměrem vláken kolem 400 nm, otevřenou makroporézní sítí s póry o velikostech jednotky mikrometrů a vnitřní mezoporozitou (střední velikost póru odpovídající 11 nm), která zajišťuje účinný transport objemných meziproduktů Guerbetovy reakce. Oba typy katalyzátorů jsou tepelně stabilní, morfologicky homogenní a vykazují vysokou chemickou odolnost za provozních teplot kolem 400 oC. Díky výhodné vnitřní struktuře vykazují nízký difuzní odpor, vysokou dostupnost aktivních center a výraznou selektivitu k tvorbě vyšších alkoholů a uhlovodíků.

Economical parameters

Funkční vzorek katalyzátoru na bázi aktivního uhlí a nanovlákenného MgO nabízí významné ekonomické výhody v oblasti výroby pokročilých biopaliv a vyšších alkoholů. Především umožňuje využití levného a široce dostupného bioethanolu jako vstupní suroviny, čímž snižuje závislost na dražších fosilních výchozích látkách. Makroporézní katalyzátory vykazují vysokou selektivitu k 2n a 3n alkoholům, díky čemuž klesá energetická a provozní náročnost následné separace. Chemicko-inženýrské modelování rektifikace prokázalo, že optimální dvou- či tříkolonové uspořádání s rekuperací tepla může snížit specifickou spotřebu energie až na 0,015–0,016 MJ·kg⁻¹ separovaného produktu, což představuje řádové snížení nákladů oproti konvenčním postupům. Výhodou je také nízká tvorba nežádoucího isopropanolu u katalyzátoru 30Mg/C, která snižuje ztráty cílových 2n a 3n alkoholů.

Application category by cost

—

Owner IČO

67985858

Owner name

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i - ORLEN Unipetrol a.s.

Owner country

CZ - CZECH REPUBLIC

Usage type

P - Využití výsledku jiným subjektem je v některých případech možné bez nabytí licence

Licence fee requirement

N - Poskytovatel licence na výsledek nepožaduje licenční poplatek

Web page

—