In de VS is octrooi aangevraagd op een metal organic framework dat lineaire hexaanketens scheidt van vertakte varianten. Erg handig voor raffinaderijen die het octaangehalte van hun benzine willen verhogen, suggereert een Amerikaans-Nederlandse publicatie in Science.

Het mof heet Fe2(BDP)3, waarbij BDP staat voor 1,4-benzeendipyrazolaat (en Fe uiteraard voor ijzer). Het vormt een aparte structuur met driehoekige poriën. Het werd ontwikkeld in het lab van Berkeley-hoogleraar Jeffrey Long, aan de hand van computersimulaties van UvA-hoogleraar Rajamani 'Krish' Krishna.

Zijn berekeningen wijzen uit dat alleen lineair hexaan een sterke vanderwaalsinteractie vertoont met het inwendige oppervlak van de poriën. Bij methylpentaan is het een stuk minder, en dimethylbutaan is al helemaal te hoekig om strak tegen de wand aan te gaan liggen.

Stuur je dus een mengsel van alle 5 mogelijke hexaanisomeren door een kolom die met dit mof is gevuld, dan komt 2,2-dimethylbutaan er als eerste uit, gevolgd door 2,3-dimethylbutaan. Dan volgt 3-methylpentaan, dan 2-methylpentaan en dan pas n-hexaan. En laat dat nu vrijwel de volgorde van hun octaangetallen zijn, van hoog naar laag. Vertakte alkanen hebben als motorbrandstof nu eenmaal betere eigenschappen dan lineaire.

De auteurs stellen dan ook voor om hun laboratoriumkolom op te schalen naar raffinaderijformaat. Dagelijks worden enorme hoeveelheden hexaan opgewerkt in katalytische isomerisatie-units, die een deel van de lineaire moleculen omzetten in vertakte varianten. Wat er aan lineair n-hexaan over is, wordt er met zeolieten uitgezeefd en terug naar de isomerisatie gestuurd. Methylpentanen van dimethylbutanen scheiden kan zo’n zeoliet niet. Het mof kan dat wél, zodat je voortaan ook de pentanen naar de isomerisatie kunt terugsluizen en alleen de dimethylbutanen als kostbaarste fractie overhoudt.

Waarbij de auteurs aantekenen dat je met hetzelfde mof ook pentanen en heptanen moet kunnen sorteren op octaangetal.

bron: UvA, NIST, Science

Onderwerpen