La Deidrogenazione degli alcani leggeri: processo, aspetti e catalizzatori innovativi

Le reazioni di deidrogenazione riguardano tutte le reazioni che portano alla rottura di un legame C-H con contemporanea formazione di una molecola di H2 e una molecola contenente un doppio legame C=C. Proprio grazie alla formazione di questo doppio legame che è altamente reattivo possiamo utilizzare queste molecole come intermedi per la produzione per esempio di polimeri. Le reazioni di deidrogenazione di maggior interesse industriale riguardano le paraffine leggere contenenti 2-5 atomi di carbonio per la produzione delle corrispettive olefine, paraffine lineari di 10-15 atomi di carbonio destinate all’ottenimento di alchilbenzeni lineari e infine etil benzene che viene deidrogenato a stirene. Tra le reazioni di interesse industriale troviamo anche la deidrogenazione di alcoli in chetoni o aldeidi. Negli ultimi anni, la richiesta sempre più crescente di propilene ha portato ad una rapida applicazione e sviluppo delle tecnologie di deidrogenazione del propano. In particolare, in Cina, si prevede che la capacità di trattamento della deidrogenazione del propano aumenterà da 7 milioni di tonnellate attuali a 30 milioni di tonnellate entro il 2030. In questa relazione verranno analizzati i meccanismi del processo di deidrogenazione, i catalizzatori utilizzati che si dividono principalmente in catalizzatori a complessi metallici o ossidi metallici. Nei processi commerciali OleflexTM, CatofinTM, STARTM, LindeTM e FBD-4, sono stati applicati catalizzatori a base di Pt-Sn o CrOx. Sebbene i catalizzatori basati su Pt e Cr siano applicati nei processi di deidrogenazione commerciali, le elevate preoccupazioni in termini di costi per quanto riguarda il platino e, in termini ambientali per quanto riguarda il Cr, hanno limitato la loro ulteriore applicazione. In questo elaborato, oltre ai progressi della ricerca sui catalizzatori, vengono introdotte anche le nuove conoscenze del meccanismo di reazione e i progressi tecnici dei reattori di deidrogenazione.