巴斯夫3D打印新型催化劑技術可加快化學品生產(chǎn)

作為世界上最大的化學公司，德國的巴斯夫有足夠的經(jīng)驗和需求來提高自己的生產(chǎn)能力。

2022年9月30日，南極熊獲悉，這家企業(yè)已經(jīng)通過增材制造（AM）技術開發(fā)出一款新型催化劑——X3D。在將3D打印技術應用于催化劑的化學制造后，巴斯夫能夠提升材料的性能，以獲得更好的整體產(chǎn)出。

什么是催化劑？

催化劑是加速化學反應的基本材料，其本身不會發(fā)生永久性的化學變化。大約90%的化學產(chǎn)品，從像氨和甲醇這樣的散裝材料到用于藥物生產(chǎn)的精細化學品，在制造過程的某個步驟中都要依靠催化劑進行商業(yè)化生產(chǎn)。

除此之外，催化劑也是能源生產(chǎn)的關鍵，如石油精煉和燃料電池的運行，以及食品加工。此外，通過加快工業(yè)運作，它們可以減少這些運作對環(huán)境的影響。然而，它們同時可能通過釋放有毒的副產(chǎn)品（如自由基）對環(huán)境產(chǎn)生負面影響。

巴斯夫的催化劑3D打印技術

使用增材制造技術使生產(chǎn)具有獨特幾何形狀的催化劑成為可能。通過3D打印具有開放幾何形狀的催化劑，巴斯夫能夠通過增加催化劑的表面積來改善其性能，從而減少反應器中的壓降。特定形狀（包括填充圖案、纖維直徑和方向）都可以根據(jù)客戶的特定需求進行定制，從而有可能增加反應器產(chǎn)量、提高產(chǎn)品質量和降低能耗。

巴斯夫已經(jīng)通過在企業(yè)內部和外部的商業(yè)工廠中運行這些3D打印催化劑數(shù)年，證明了它們的可行性。該公司將它們在運行狀態(tài)描述為 "機械堅固且經(jīng)過驗證"?，F(xiàn)在，巴斯夫已經(jīng)準備好將它們投入到商業(yè)化生產(chǎn)及供應，首先是巴斯夫的硫酸催化劑O4-111 X3D和O4-115 X3D。巴斯夫的技術服務團隊將與客戶合作，根據(jù)他們的具體項目定制這些產(chǎn)品。

巴斯夫工藝催化劑高級副總裁Detlef Ruff說："通過這項技術，我們能夠提供符合客戶需求的催化劑，幫助客戶大幅提升裝置性能，同時降低能耗，提高客戶層面的可持續(xù)性。"

硫酸的用途是什么？

巴斯夫的硫酸產(chǎn)品于1913年首次獲得專利，其產(chǎn)品本身是工業(yè)文明的產(chǎn)物，世界上大約60%的供應量用于生產(chǎn)化肥，20%專門用于制造從洗滌劑和藥品到殺蟲劑和防凍劑等化學品。

它還被用作制造其他化學品的催化劑，如尼龍，以制造尼龍，這是增材制造部門和巴斯夫的一種重要聚合物。通過設計其O4-111 X3D和O4-115 X3D用于生產(chǎn)硫酸，該公司不僅支持其客戶，而且支持其自身。

3D打印硫酸催化劑的影響

雖然提高催化劑的效率會改善一些行業(yè)的生態(tài)影響，但這是一個具有挑戰(zhàn)性的論點。例如，硫酸在磷肥生產(chǎn)和石油提煉中的作用表明，這種材料實際上是在助長環(huán)境破壞。同時，由于工業(yè)文明似乎并沒有放慢對這些材料的使用，我們可能會認為提高它們的效率比替代方案的負面影響要小一些。

無論3D打印催化劑的生態(tài)利弊如何，這里我們真正要關注的故事可能是巴斯夫將在多大程度上采用和推廣增材制造技術。這是一項完全獨特的技術應用，展示了3D打印在廣泛領域中尚未被發(fā)現(xiàn)的使用案例。如果巴斯夫大規(guī)模生產(chǎn)的這兩種催化劑被廣泛采用，并產(chǎn)生他們所期待的積極影響，那么我們可以看到這種影響不僅會滲透到巴斯夫的產(chǎn)品范圍，而且滲透到整個化學工業(yè)和其他領域。換句話說，我們只是剛剛開始了解增材制造的能力和在哪些行業(yè)的應用。