| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| 3.49 MB | Adobe PDF |
Authors
Advisor(s)
Abstract(s)
A separação dos isómeros de xileno é um problema clássico da indústria petroquímica devido à sua ligação
directa à produção de PET. A destilação é uma das formas possíveis de remover o o-xileno, mas falha para
os restantes alquilaromáticos devido aos pontos de ebulição serem muito próximos. Além da cristalização,
a qual possui uma pobre eficiência, a adsorção é largamente usada, sendo operado industrialmente em leito
móvel simulado (SMB). Como adsorventes nesses processos são usados os zeólitos X e Y, permutados com
catiões, tal como o Na+, K+ e Ba2+.
Os metal-organic frameworks (MOFs) são uma nova classe de materiais cristalinos e recebem actualmente
bastante interesse devido às suas potencialidades para serem aplicados como adsorventes. O carácter
maioritariamente orgânico da superfície interna dos MOFs oferece um potencial sem precedentes para
melhorar e ajustar a afinidade para adsorbatos aromáticos.
Este trabalho representa um dos primeiros estudos acerca do uso de MOFs na separação por adsorção
em fase gasosa dos isómeros de xileno. Neste trabalho, apresenta-se um estudo detalhado do equilíbrio de
adsorção mono- e multicomponente dos isómeros de xileno e do etilbenzeno no MOF Zn(BDC)(Dabco)0:5.
Os resultados obtidos, indicam que o MOF em estudo apresenta duas categorias de sítios activos de
adsorção e que a forma como as moléculas se empacotam na estrutura microporosa do sólido pode ser
determinante na separação. Além da baixa selectividade, o valor elevado das entalpias de adsorção, comparativamente
aos zeólitos, é prejudicial do ponto de vista da operação de processos adsorptivos. The separation of mixed C8 alkylaromatic compounds is one of the most challenging issues in the chemical
industry because of its direct link with PET manufacture. Distillation is only feasible for the removal of
o-xylene; it fails for the other C8 alkylaromatic compounds because of the similarity of their boiling points.
Besides crystallization, which has a poor efficiency, adsorption is widely used and is operated industrially
in simulated moving bed processes. Zeolites X and Y exchanged with cations such as Na+, K+ e Ba2+ are
used in such processes.
Metal-organic frameworks (MOFs) are a new class of microporous crystalline materials and currently
receive much attention in regard to adsorption applications. The mainly organic character of the inner
surface of MOFs offers unprecedented potential for enhancing and fine-tuning the affinity for aromatic
adsorbates.
This work represents one of the first uses of MOFs in the separation by adsorption of xylene isomers
under vapor conditions. This work reports a detailed experimental study of single and multicomponent
adsorption equilibrium of xylene isomers and ethylbenzene in the MOF Zn (BDC)(Dabco)0:5. The results
arising from this study lead us to conclude that the MOF has two categories of adsorption sites and that
the stacking of the molecules in the microporous structure is crucial in the separation. Besides the poor
selectivity, the high value of the adsorption enthalpy of aromatics in this MOF, in comparison to zeolites,
is not beneficial with respect to the operation of adsorption processes.
Description
Keywords
Metal-organic framework Separação dos isómeros de xileno Equilíbrio de adsorção Adsorção multicomponente Metal-organic framework Xylene isomers separation Adsorption equilibrium Multicomponent adsorption
Pedagogical Context
Citation
Nicolau, Marco Paulo Marques - Separação dos Isómeros de Xileno em Metal-Organic Frameworks - MOFs. Bragança: ESTiG, 2008. Dissertação de Mestrado em Engenharia Química
Publisher
Instituto Politécnico de Bragança, Escola Superior de Tecnologia e de Gestão