VINACHEM

Các nhà hóa học tại Đại học Ludwig Maximilian, Muy-ních (CHLB Đức), đã phát triển phương pháp mới sản xuất formaldehyt, dựa trên thuật toán được thiết kế nhờ sự hỗ trợ của học máy, tối ưu hóa và thiết kế thí nghiệm. Quy trình mới giúp tăng gấp 5 lần hiệu suất tổng hợp formaldehyt.

Quá trình tổng hợp formaldehyt trong công nghiệp bắt đầu bằng sản xuất khí tổng hợp, sau đó chuyển hóa thành metanol và tiến hành oxy hóa metanol thành formaldehyt với sự trợ giúp của chất xúc tác. Tuy nhiên, bản thân quá trình sản xuất khí tổng hợp đã đòi hỏi phải thực hiện ở nhiệt độ cao và sử dụng các nhiên liệu hóa thạch như khí thiên nhiên hoặc than. Trong một công trình nghiên cứu trước đây, các nhà nghiên cứu tại Đại học Ludwig Maximilian đã miêu tả việc phát triển sơ đồ phản ứng cho phép tổng hợp dimethoxymethane (DMM) - dẫn xuất formaldehyt, có thể được thủy phân thành formaldehyt và metanol - trong một bước duy nhất từ khí tổng hợp, với sự có mặt của chất xúc tác ruteni và trong các điều kiện nhiệt độ, áp suất vừa phải. Phương pháp mới này có nhiều ưu điểm so với phương pháp truyền thống. Trước tiên, nó cho phép sử dụng CO2. Hơn nữa, toàn bộ quá trình sử dụng ít năng lượng hơn nhiều so với quy trình tổng hợp thông thường, vì nó diễn ra ở nhiệt độ thấp và chỉ bao gồm một số bước phản ứng.

Hiện nhóm nghiên cứu đang tìm cách tối ưu hóa quá trình trên bằng cách thay đổi các thông số khác nhau có thể ảnh hưởng đến hiệu suất tổng hợp formaldehyt trong hệ thống của họ. Họ đã sử dụng thuật toán học máy để xác định các thông số kết hợp với kết quả tốt nhất. Bằng cách điều chỉnh thích hợp các thông số đầu vào trong quá trình phản ứng mới, họ đã có khả năng kiểm tra trực tiếp hiệu quả của thuật toán. Các nhà nghiên cứu cho biết, sơ đồ phản ứng mới giúp tăng 500% hiệu quả tổng hợp so với phương pháp sản xuất formaldehyt truyền thống.

Các tác giả của nghiên cứu tin rằng kết quả của họ sẽ khuyến khích các kỹ sư hóa học chấp nhận quá trình mới và áp dụng nó trên quy mô kỹ thuật. Công ty BASF là đối tác của dự án nghiên cứu này và đã tham gia đánh giá tính thích hợp của quy trình mới trong sản xuất công nghiệp.

TN

Theo Chemistry & Industry, 12/2019