Le nanotecnologie applicate ai processi catalitici industriali
Le nanotecnologie applicate ai processi catalitici industriali
Le nanotecnologie applicate ai processi catalitici industriali
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TORINO: 28 Ottobre 2008<br />
<strong>Le</strong> <strong>nanotecnologie</strong> <strong>applicate</strong> <strong>ai</strong><br />
<strong>processi</strong> <strong>catalitici</strong> <strong>industriali</strong><br />
G. Bellussi, P. Pollesel<br />
Eni S.p.A. R&M Division, R&S Dept, Via F. Maritano 26, I-20097 I 20097<br />
San Donato Milanese (MI – Italy);<br />
giuseppe.bellussi@eni.it<br />
paolo.pollesel@eni.it<br />
aolo.pollesel@eni.it
La loro peculiarità è l’organizzazione della<br />
materia a livello molecolare, ovvero su scala<br />
nanometrica<br />
una dimensione < 100 nm<br />
spesso tra 1 e 20 nm<br />
MATERIALI<br />
NANOPARTICELLARI<br />
(facce esterne esposte)<br />
elevato rapporto<br />
superficie/volume<br />
MATERIALI<br />
NANOPOROSI<br />
(organizzazione<br />
tridimensionale)<br />
2
Catalizzatori<br />
Energia libera di una reazione chimica<br />
3
Cammino di una reazione chimica<br />
4
Azione dei catalizzatori<br />
5
Mercato dei catalizzatori<br />
Applications % Geographic area %<br />
Refining 27 Western Europe 26<br />
Chemicals 27 North America 32<br />
Environmental 22 Japan 19<br />
Polymers 24 Asia/Pacific 24<br />
Other 5<br />
Il mercato dei catalizzatori vale alcuni miliardi di<br />
US$ ma copre un mercato molto più vasto:<br />
almeno uno step catalitico è compreso nel 90%<br />
dei <strong>processi</strong> chimici<br />
6
Spinte per l’innovazione l innovazione nella catalisi<br />
Regolamentazione ambientale sempre<br />
più severa<br />
Aumento dei costi di smaltimento rifiuti<br />
Aumento dei costi per le soluzioni di<br />
abbattimento inquinanti end-of-pipe<br />
I costi ambientali modificano<br />
gli economics dei <strong>processi</strong> chimici<br />
7
Produzione di rifiuti nell’industria<br />
nell industria<br />
Industry Segment<br />
Oil Refining<br />
Bulk Chemistry<br />
Fine Chemicals<br />
Pharmaceuticals<br />
Product (tonnage)<br />
10 6 –10 8<br />
10 4 –10 6<br />
10 2 –10 4<br />
10 – 10 3<br />
Kg by-product /Kg product<br />
< 0.1<br />
< 1 – 5<br />
5 – 50<br />
25 – 100<br />
I <strong>processi</strong> <strong>catalitici</strong> possono minimizzare la produzione di rifiuti <strong>industriali</strong><br />
R.A. Sheldon, “Catalysis and pollution prevention”, Chem. Ind. (1997) 12.<br />
8
Utilizzo di acidi liquidi come catalizzatori<br />
Problemi …<br />
Handling<br />
Sicurezza<br />
Corrosione<br />
Separazione e smaltimento rifiuti<br />
La sostituzione di acidi liquidi con acidi solidi<br />
riciclabili porta miglioramenti rilevanti sia<br />
all’ambiente che alle condizioni di lavoro<br />
9
Catalisi e nanomateriali<br />
In un processo catalitico avvengono interazioni a livello<br />
atomico e molecolare tra siti attivi e<br />
reagenti/intermedi/prodotti.<br />
MFI<br />
Active sites<br />
H<br />
O R<br />
Ti<br />
O O-<br />
H+<br />
G. Bellussi et al., J. Catal. 133 (1992) 220<br />
L’elevata area superficiale è correlata all’accessibilità ed<br />
alla disponibilità dei siti attivi.<br />
SiO<br />
SiO<br />
SiO<br />
10
Molecular sieves (zeolites, AlPO, …)<br />
Porous carbon<br />
Clay and pillared clay<br />
Mixed oxide with controlled porosity<br />
(MCM-41, HMS, MSA, ERS-8, …..)<br />
Nanoparticles metal oxides<br />
Nanoparticles mixed oxides<br />
Metal dispersions<br />
11
Sono materiali cristallini<br />
con una struttura<br />
caratterizzata da uno<br />
scheletro di tetraedri<br />
[TO4] che condividono un<br />
angolo<br />
Lo scheletro contiene<br />
cavità cavit aperte (canali e/o<br />
cages) che possono<br />
essere occupate da<br />
molecole d’acqua o<br />
cationi interscambiabili<br />
Zeoliti: cosa sono?<br />
12
Shape Selectivity nella catalisi zeolitica<br />
13
REACTOR<br />
I nanomateriali nei <strong>processi</strong> <strong>catalitici</strong> <strong>industriali</strong><br />
PELLETS<br />
Secondary<br />
aggregates<br />
10 mm 10 μm<br />
(10 x 10 -3 mm)<br />
Primary<br />
aggregates<br />
100 nm<br />
(100 x 10 -6 mm)<br />
nanocrystals<br />
Crystals<br />
10 nm<br />
(10 x 10 -6 mm)<br />
nanopores<br />
14
TS-1 TS<br />
Principali materiali sviluppati in ENI<br />
MSA Beta<br />
ERB-1 ERB<br />
ERS-7 ERS<br />
ERS-10 ERS 10<br />
ERS-11 ERS 11<br />
ERS-8 ERS<br />
ERS-12 ERS 12<br />
ECS<br />
1980 1990 2000<br />
2010<br />
Difenoli C-esanon esanon-<br />
Cumene<br />
ossima<br />
Etilbenzene<br />
Oligo C3=, Ossido di<br />
Propilene<br />
3=, C4= 4=<br />
Eco-fining Eco fining<br />
Separazione<br />
Gas Naturale<br />
. . .<br />
15
G. Bellussi, A. Carati, M.G. Clerici, G. Maddinelli,<br />
R. Millini, J. of Catal., 133 (1992) 220-230<br />
16
Si(OC Si(OC2H5<br />
) 4<br />
TPA-OH TPA OH<br />
H2O TS-1: TS 1: il catalizzatore industriale<br />
17
TS-1: TS 1: dal laboratorio all’impianto all impianto industriale<br />
Reattore pilota di<br />
capacità 1 m 3<br />
18
Reattore Slurry<br />
Catalizzatore<br />
Dimensioni dei cristalli: TS-1 TS 1 sub-<br />
micronica; micronica<br />
Porosità Porosit intercristallina: mesopori; mesopori<br />
Alta concentrazione fase attiva;<br />
Alta resistenza meccanica e chimica.<br />
19
TS-1: TS 1: primo catalizzatore industriale con organizzazione<br />
gerarchicamente ordinata della porosità porosit<br />
50 µm 5 µm 1 µm 1000 Å<br />
0.5 µm<br />
20
Ossidrilazione del fenolo a Catecolo e Idrochinone<br />
OH<br />
T = 100 °C<br />
Phenol/H 2O2 = 3 : 1<br />
Catalyst 3% wt<br />
H2O2 conversion 100 %<br />
H2O2 2 yield 84 %<br />
Phenol conversion 20 - 30 %<br />
Phenol selectivity 94 %<br />
Ortho/para Ortho/ para = 1<br />
OH<br />
TS-1<br />
+ H2O2 + H2O<br />
OH<br />
Conversione di H2O2 molto veloce<br />
Elevata sicurezza<br />
Selettività Selettivit molto elevata<br />
Bassa produzione di prodotti pesanti<br />
Elevata conversione del fenolo<br />
Elevata produttività<br />
produttivit<br />
Elevata qualità qualit del prodotto<br />
Bassi consumi energetici<br />
F. Maspero, Maspero,<br />
Chim. Chim.<br />
Ind. 75 (1992) 291<br />
G. Bellussi, C. Perego in Handbook of Heterogeneous Catalysis, G. Ertl, Ertl,<br />
H. Knozinger, Knozinger,<br />
J. Weitkamp Ed.s, Ed.s,<br />
Wiley-VCH, Wiley VCH, 1997 Vol. 5 p. 2329-2334. 2329 2334.<br />
21
Ossidrilazione del fenolo: confronto con altri catalizzatori<br />
Catalyst Ortho/para<br />
Phenol<br />
Conv. %<br />
Yields<br />
% on H2O2<br />
U. Romano et al., Chim. Chim.<br />
Ind., 72 (1990) 610<br />
Yields<br />
% on phenol<br />
TS-1 0.5 – 1.3 30 82 92<br />
Radical (Fe 2+ ) 2 – 2.3 9 66 79<br />
Acid 1.2 – 1.5 5 85 – 90 90<br />
Avviato nel 1985 impianto da 12000 tonn/anno tonn/anno<br />
nel petrolchimico di Ravenna<br />
22
Epossidazione di propilene<br />
t : -5 - 50 °C<br />
Solvent: MeOH + H 2 O<br />
TS-1: 0.4 - 1 %<br />
Yields: > 90 %<br />
By-products: glycols +<br />
glycol monomethyl<br />
ethers<br />
Decomposition of H 2 O 2<br />
is<br />
negligible.<br />
Conc. (M/Kg)<br />
1<br />
0,8<br />
0,6<br />
0,4<br />
0,2<br />
H 2 O 2<br />
By-products<br />
0<br />
0 50 100<br />
time (min)<br />
150<br />
O<br />
Conv. 96%<br />
Sel. 93%<br />
M.G. Clerici - G. Bellussi - U. Romano,J. of Catal., 129 (1991) 159-167<br />
Costruito impianto pilota da 2000 tonn/anno tonn/anno<br />
presso<br />
petrolchimico di Ferrara (1994)<br />
23
AMMOSSIMAZIONE DEL CICLOESANONE<br />
O + NH<br />
TS-1<br />
3 NOH<br />
H2O2 Reaction Temperature: 80 - 95 °C<br />
Solvent: t-butanol butanol<br />
H2O2/cyclo /cyclo-hexanone hexanone molar ratio: 0.8 - 1<br />
cyclo-hexanone<br />
cyclo hexanone conversion: 80 - 90 %<br />
oxime selectivity: 96 - 100 %<br />
oxime yield based on H 2O2: : 89 - 95 %<br />
P. Roffia et al., La Chimica e l’Industria,72 l Industria,72 (1990) 598.<br />
Costruito da Enichem, Enichem,<br />
impianto da 12000 tonn/anno tonn/anno<br />
a Porto Marghera,<br />
Marghera<br />
e da Sumitomo due impianti da 60000 tonn/anno tonn/anno<br />
in Giappone<br />
24
TS-1 TS<br />
MSA Beta<br />
ERB-1 ERB<br />
ERS-7 ERS<br />
ERS-10 ERS 10<br />
ERS-11 ERS 11<br />
ERS-8<br />
ERS<br />
ERS-12 ERS 12<br />
ECS<br />
1980 1990 2000<br />
2010<br />
Difenoli C-esanon esanon-<br />
Cumene<br />
ossima<br />
Etilbenzene<br />
Oligo C3=, Ossido di<br />
Propilene<br />
3=, C4= 4=<br />
Eco-fining Eco fining<br />
Separazione<br />
Gas Naturale<br />
. . .<br />
25
Sintesi di silico-allumine<br />
silico allumine a porosità porosit controllata<br />
MOLAR<br />
COMPOSITION<br />
Gelling Agent<br />
0.02 Al(OR) 3<br />
1 Si(OR) 4 8 H2 O<br />
8 EtOH<br />
(C6H13 ) 4 NOH<br />
TRANSPARENT<br />
GEL<br />
(C 3 H 7 ) 4 NOH OPALESCENT<br />
GEL<br />
ERS-8<br />
MSA<br />
(CH3 ) 3C16H33NOH FLOCCULATE MCM-41<br />
C 12 H 25 NH 2<br />
C. Perego et al., Microporous and Mesoporous<br />
Materials, 27 (1999) 345<br />
ENI materials<br />
FLOCCULATE HMS<br />
26
The Pt-MSA Pt MSA Catalyst<br />
200 Å<br />
Volume cumulativo dei por<br />
(ml/g)<br />
No. of Particles [%]<br />
1.0<br />
0.8<br />
0.5<br />
0.3<br />
0.0<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
MCM-41 (21 Å)<br />
1 10 100 1000<br />
Diametro dei pori [Å]<br />
MSA (32 Å)<br />
HMS (19 Å)<br />
0 10 20 30 40 50 60<br />
Pt Particle Diameter [Å]<br />
27
Oligomerizzazione del propilene (Pro Jet-fuels Jet fuels)<br />
Costruito pilota da 30 l/giorno a San Donato Milanese<br />
Ptot = 3 MPa; WHSV = 2 h-1; mix = 70/30<br />
28
Conversione di olio vegetale in carburante Diesel<br />
Green Diesel<br />
Perchè i combustibili rinnovabili prodotti in raffineria?<br />
Politica ambientale: nuove regole stanno favorendo l’aumento della<br />
quota di mercato dei combustibili rinnovabili; (5.75% EU, crediti per la<br />
CO2 )<br />
Geo-politica: le materie prime rinnovabili sono disponibili in diverse<br />
aree geografiche<br />
Economia: l’uso di infrastrutture di raffineria e del sistema di<br />
distribuzione è economicamente conveniente<br />
Qualità: disponibilità di componenti diesel di valore e controllo della<br />
fase di “blending”<br />
29
Trasformazione oli vegetali in carburante Diesel<br />
Materie prime Processi Prodotti<br />
Metanolo<br />
Olio Vegetale<br />
Olio Vegetale<br />
Biodiesel<br />
Biodiesel<br />
H 2 Hydro-<br />
<strong>processi</strong>ng<br />
Biodiesel<br />
Glicerina<br />
Green Diesel<br />
30
100 BBL<br />
Olio Vegetale<br />
(Trigliceridi Trigliceridi)<br />
Richiede metanolo<br />
13 BBL<br />
Metanolo<br />
99 BBL<br />
Mix di Esteri<br />
di acidi<br />
grassi<br />
(Bio Diesel)<br />
+ +<br />
8 BBL<br />
Glicerolo<br />
Richiede oli vegetali particolarmente puri (problema acidi grassi<br />
liberi)<br />
Bilancio del biodiesel: i problemi<br />
8 vol-% del prodotto (glicerolo) è a basso valore<br />
Sottoproduzione di acque saline e saponose da smaltire<br />
31
Bilancio del biodiesel: la soluzione<br />
100 BBL Olio<br />
Vegetale<br />
+ Idrogeno<br />
(Trigliceridi Trigliceridi)<br />
99 BBL<br />
Green Diesel<br />
9 BBL<br />
+<br />
C3H6<br />
• Resa equivalente in volume di combustibile diesel<br />
• Usa idrogeno di raffineria<br />
• Nessun sottoprodotto liquido di basso valore<br />
CO/CO 2<br />
H2O • Può processare gli acidi grassi presenti in olii non purificati<br />
+<br />
32
OlioVegetale<br />
Reattore<br />
Il processo Ecofining<br />
Ecofining<br />
Separatore<br />
Acqua<br />
Rimozione<br />
gas acidi<br />
Make-up Make up<br />
Idrogeno<br />
CO 2<br />
Propano &<br />
leggeri<br />
Nafta<br />
o Jet Fuel<br />
Diesel<br />
Trasforma gli oli vegetali mediante<br />
un idrotrattamento<br />
Il prodotto è un componente altocetanico<br />
pregiato<br />
I prodotti sono tutti idrocarburi<br />
senza composti ossigenati<br />
Co-produzione di propano, nafta e<br />
jet fuel modulabile<br />
UOP 4657E-26<br />
33
Contenuto di Ossigeno, %<br />
Gravità specifica<br />
Contenuto di zolfo, ppm<br />
Potere calorifico, kJ/kg<br />
Cloud Point, °C<br />
Distillazione, °C<br />
Numero di Cetano<br />
Stabilità<br />
• Propriet<br />
Proprietà Propriet del “Green Green Diesel”<br />
Diesel<br />
ULSD Minerale<br />
0<br />
0.84<br />
TS-1 TS<br />
MSA Beta<br />
ERB-1 ERB<br />
ERS-7 ERS<br />
ERS-10 ERS 10<br />
ERS-11 ERS 11<br />
ERS-8<br />
ERS<br />
ERS-12 ERS 12<br />
ECS<br />
1980 1990 2000<br />
2010<br />
Difenoli C-esanon esanon-<br />
Cumene<br />
ossima<br />
Etilbenzene<br />
Oligo C3=, Ossido di<br />
Propilene<br />
3=, C4= 4=<br />
Eco-fining Eco fining<br />
Separazione<br />
Gas Naturale<br />
. . .<br />
35
☺<br />
Processo di produzione del cumene<br />
+ H 3 PO 4<br />
ZEOLITE<br />
L’impiego della zeolite contribuisce a ridurre i problemi<br />
di sicurezza, handling, gestione scarti<br />
Il processo a base di zeolite, rispetto a H 3PO 4 permette<br />
di ottenere:<br />
ca 42% minori investimenti<br />
ca 5% minori costi di produzione<br />
ca 40% minori costi ambientali<br />
Chem. Systems Report 96/97-2<br />
36
Company<br />
Process<br />
Zeolite<br />
Reactor<br />
Processi per cumene a base di catalizzatori zeolitici<br />
Mobil-Raytheon<br />
Mobil Raytheon<br />
MCM-22 MCM 22<br />
Fixed-bed Fixed bed<br />
UOP<br />
Q-max max<br />
Beta<br />
Fixed-bed Fixed bed<br />
G. Bellussi , C. Perego; Cattech 7 (2000) 4<br />
CD-Tech CD Tech<br />
Y<br />
Catal. Catal.<br />
Dist.<br />
Dow-Kellog<br />
Dow Kellog<br />
3-DDM DDM<br />
Mordenite<br />
Fixed-bed Fixed bed<br />
EniChem<br />
Beta<br />
Fixed-bed Fixed bed<br />
37
%<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
Sintesi di cumene: cumene:<br />
confronto tra zeoliti<br />
T = 150 °C, C, P = 3,8 MPa, MPa,<br />
Bz/Prop Bz/Prop<br />
= 7/1, WHSV = 5 h -1<br />
BEA MOR MWW US-FAU MTW<br />
Conversion<br />
DIPB<br />
n-PB<br />
Oligom./20<br />
C. Perego,S. Perego,S.<br />
Amarilli, Amarilli,<br />
R. Millini, G. Bellussi, G. Girotti, G. Terzoni, Microp. Microp.<br />
Mat. 6 (1996) 395.<br />
38
Molar %<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
June 96<br />
July 96<br />
Propylene Conv.<br />
Overall molar yield<br />
Catalyst productivity<br />
July 96<br />
August 96<br />
September 96<br />
October 96<br />
November 96<br />
November 96<br />
December 96<br />
January 97<br />
February 97<br />
March 97<br />
April 97<br />
June 97<br />
June 97<br />
July 97<br />
August 97<br />
October 97<br />
November 97<br />
January 98<br />
February 98<br />
April 98<br />
June 98<br />
Thousand Kg<br />
12<br />
Enichem H3PO PO4 Based<br />
Catalyst Productivity Ranges<br />
from 1500 to 2000 Kg<br />
Avviato nel 1995 impianto da 300000 tonn/anno di Cumene a Porto Torres<br />
November 98<br />
April 99<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
39
TS-1 TS<br />
MSA Beta<br />
ERB-1 ERB<br />
ERS-7 ERS<br />
ERS-10 ERS 10<br />
ERS-11 ERS 11<br />
ERS-8<br />
ERS<br />
ERS-12 ERS 12<br />
ECS<br />
1980 1990 2000<br />
2010<br />
Difenoli C-esanon esanon-<br />
Cumene<br />
ossima<br />
Etilbenzene<br />
Oligo C3=, Ossido di<br />
Propilene<br />
3=, C4= 4=<br />
Eco-fining Eco fining<br />
Separazione<br />
Gas Naturale<br />
. . .<br />
40
ERS-7 ha mostrato interessanti proprietà<br />
per la purificazione di gas naturale<br />
A. Carati. C. Rizzo et al., WO 2008/000380A1<br />
41
TS-1 TS<br />
MSA Beta<br />
ERB-1 ERB<br />
ERS-7 ERS<br />
ERS-10 ERS 10<br />
ERS-11 ERS 11<br />
ERS-8<br />
ERS<br />
ERS-12 ERS 12<br />
ECS<br />
1980 1990 2000<br />
2010<br />
Difenoli C-esanon esanon-<br />
Cumene<br />
ossima<br />
Etilbenzene<br />
Oligo C3=, Ossido di<br />
Propilene<br />
3=, C4= 4=<br />
Eco-fining Eco fining<br />
Separazione<br />
Gas Naturale<br />
. . .<br />
42
ECS: Alumino-silicati<br />
Alumino silicati cristallini, ibridi organico-inorganico<br />
organico inorganico<br />
ECS-2 ECS<br />
G. Bellussi, A. Carati, E. Di Paola, R. Millini, W. O. Parker, Jr., C. Rizzo, S. Zanardi<br />
“Crystalline hybrid organic-inorganic alumino-silicates” , Microporous and Mesoporous<br />
Materials, 2008 in press<br />
ECS-7 ECS<br />
43
10 nm<br />
2 0 . 0 0 n m<br />
ECS7<br />
ECS-7<br />
200KV<br />
10. 00 nm<br />
ECS5<br />
10 nm<br />
200KV<br />
ECS-5<br />
TEM microscopy<br />
ECS2<br />
200KV<br />
10 nm<br />
ECS-210.<br />
00 nm<br />
44
ECS-5<br />
ECS<br />
ECS-2 ECS<br />
45
Densità e contenuto di zolfo per alcuni greggi<br />
47
Source: UNITAR 1998<br />
Disponibilità mondiale di olio<br />
The total world oil endowment is in the range of 9 -13 trillion bbl<br />
Conventional<br />
Oil 30%<br />
Extra Heavy<br />
and Bitumen<br />
55%<br />
Heavy Oil<br />
15%<br />
10 - 20 API<br />
100 - 10,000<br />
cPoise<br />
< 10 API<br />
> 10,000<br />
cPoise<br />
48
Distribuzione mondiale di oli nonconvenzionali<br />
49
EST (Eni Slurry Technology) è un processo<br />
innovativo proprietario per la conversione e<br />
l’upgrading di cariche petrolifere pesanti<br />
Petroleum<br />
Residues<br />
Heavy<br />
Oils<br />
Tar Sands<br />
Bitumen<br />
Processo EST<br />
EST<br />
Bottomless<br />
Syncrude<br />
Δ API > 20<br />
50
EST è un processo di hydrocracking che utilizza<br />
catalizzatori dispersi (slurry) ed uno schema innovativo di<br />
processoche consente la conversione totale della carica a<br />
distillati<br />
Caratteristiche del processo EST<br />
EST<br />
107 bbl<br />
87 bbl 87 bbl<br />
+<br />
HeavyCrude Oil<br />
100 bbl<br />
EbullatedBed EbullatedBed Coking<br />
FuelOil<br />
15 bbl<br />
Coke 16 wt%<br />
+<br />
51
H 2<br />
Feed + H 2<br />
Slurry Reactor<br />
H<br />
H<br />
H H<br />
H<br />
2 H 2<br />
2 H H<br />
H2 H 2 2<br />
H H H<br />
2 H2 H H H H 2 H 2<br />
2 H<br />
H H 2 H 2 2 2 HH2 2<br />
H 2 H H 2 HH2 H 2 2 H2 2 2<br />
H H H H<br />
H2 2 H2 H H<br />
HH2 H 2 H H 2 2<br />
2<br />
HH2 H 2 2 H2 2 2<br />
H H 2 H 2 2<br />
Schema di processo<br />
H 2<br />
H2 Catalyst & Residue<br />
Recycle<br />
Topping<br />
Fractionation<br />
system<br />
Gas<br />
Purge<br />
Conversion<br />
products<br />
52
Precursore del<br />
catalizzatore di<br />
idrogenazione<br />
Carica (Ar Ar-R) R)<br />
EST: la chimica<br />
H 2<br />
La conversione a distillati è controllata<br />
termicamente<br />
MoS 2 è presente come particelle lamellari isolate.<br />
Fenomeni distacking (particelle a 2 – 3 starti)<br />
riguardano solo una piccola parte di catalizzatore.<br />
H 2<br />
MoS 2<br />
Ar . + R .<br />
Distillati<br />
(ArH ArH + RH)<br />
Coke<br />
53
EST: il catalizzatore<br />
<strong>Le</strong> misure HRTEM mostrano un’eccellente dispersione del catalizzatore; la maggior<br />
parte di MoS 2 è presente come singoli layers isolati. I fenomeni di stacking<br />
(particelle a 2 – 3 strati) coinvolgono solo una minima parte del catalizzatore<br />
1 nm<br />
54
Early 90’s<br />
Start of the R&D<br />
activity<br />
SDA<br />
Section<br />
2000-2003<br />
Construction and<br />
running of a 0.3<br />
bpd Pilot Plant<br />
Fractionator<br />
EST: fasi dello sviluppo<br />
Reactor<br />
2Q 2003<br />
Construction start up of<br />
Commercial Demonstration<br />
Plant (CDP) in Eni Taranto<br />
refinery<br />
L’unità dimostrativa<br />
opera con successo dal<br />
novembre 2005<br />
3Q 2005<br />
CDP completion<br />
55
EST Commercial Demonstration Plant<br />
56
CONCLUSIONI<br />
Gli aspetti ambientali hanno raggiunto sempre maggiore<br />
rilevanza nel campo dei <strong>processi</strong> <strong>industriali</strong>, tanto da<br />
influenzarne fortemente gli economics<br />
La catalisi eterogenea può contribuire a ridurre l’impatto<br />
ambientale mediante nuovi catalizzatori e <strong>processi</strong><br />
<strong>Le</strong> <strong>nanotecnologie</strong> possono contribuire all’ottimizzazione<br />
ed alla scoperta di nuovi catalizzatori.<br />
57
OPPORTUNITA’ OPPORTUNITA PER LE NANOTECNOLOGIE<br />
L’abilità nell’organizzare i materiali a livello molecolare,<br />
ovvero su scala nanometrica, <strong>ai</strong>uta a “progettare” il<br />
catalizzatore in funzione dei prodotti desiderati,<br />
modificando i siti superficiali o la composizione.<br />
Nel caso della nanocatalisi la scienza dei materiali consente<br />
quindi, partendo dalla scala nanometrica, di migliorare<br />
rilevanti <strong>processi</strong> <strong>industriali</strong> rispetto a :<br />
Efficienza energetica (consumi materie prime, CO2, …)<br />
Qualità prodotti<br />
Minor impatto ambientale (emissioni, by-products, …)<br />
58
CRYSTAL<br />
10 nm<br />
nanopores<br />
Dal “nano nano” al … macro<br />
59