Новости химической науки > И будем гнать алканы из опилок

Новый способ конверсии целлюлозы в жидкую смесь нормальных насыщенных углеводородов может стать надежным источником тех веществ, которые в настоящее время получают из нефтехимического сырья.

По мере истощения запасов ископаемого топлива, а также увеличения спроса на углеводороды для топлива или химического синтеза неизбежно возрастает количество работ, посвященных получению этих веществ из альтернативных источников. В качестве одного из таких популярных источников рассматривается целлюлозосодержащая биомасса, которую можно получать либо из отходов сельского хозяйства, либо из растений, не имеющих пищевой ценности.

Рисунок из Energy Environ. Sci., 2014, DOI: 10.1039/c4ee01523a

Берт Селз (Bert Sels) с соавторами из Бельгии и Германии разработал эффективный процесс получения н-гексана и других линейных углеводородов из целлюлозы, дальнейшие этапы переработки могут превратить эти алканы либо в компоненты топлива, либо в использовать их в качестве сырья для химических производств. Разработанный исследователями процесс, осуществляемый в режиме one-pot, позволяет трансформировать опилки, не прошедшие предварительную обработку в смесь линейных алканов (основной компонент смеси – н-гексан). Переработка опилок происходит при 220°C в течение 6 часов, для конверсии требуется рутенийсодержащий катализатор. В таких относительно мягких условиях сохраняется ряд химических связей, присутствующих в структуре целлюлозы.

Как объясняет Селз, в ходе «перегонки опилок» кислород покидает целлюлозу, а связи C–C сохраняются. Он подчеркивает, что главной сложностью в разработке метода был подбор условий, позволяющий обеспечить восстановление целлюлозы (потерю кислорода) с сохранением связей углерод-углерод – разрыв этих связей может привести к образованию не жидких, а газообразных углеводородов – метана и этана.

Селз планирует адаптировать весь процесс переработки опилок процесс таким образом, чтобы в результате конверсии целлюлозы образовывались более пригодные для применения в качестве топлива разветвленные алканы – например изогексан или диметилбутаны. Это можно реализовать на уже существующих установках промышленного крекинга углеводородного сырья, по словам Селза для вторичной химической переработки «биоалканов» не потребуется модификация существующей инфраструктуры нефтепереработки.

Селз также уверен, что со временем н-гексан, полученный из растительного сырья, может заменить нефтехимический н-гексан в процессах крупнотоннажного и тонкого химического синтеза, опять же, для этого также уже сегодня могут использоваться существующие в настоящее время мощности химических производств, на которых ведется переработка «нефтехимических» алканов.

Ричард Мерфи (Richard Murphy), эксперт по химическим материалам, получаемым из растительного сырья, отмечает, что, если разработанный процесс удастся масштабировать от лабораторной установки до химического реактора, и при таком масштабировании его производительность не потеряется, предложенный метод может стать надежным и относительно безопасным в плане экологии методом получения линейных алканов из возобновляемого химического сырья.

Источник: Energy Environ. Sci., 2014, DOI: 10.1039/c4ee01523a

метки статьи: #вопросы экологии, #кинетика и катализ, #химия биомассы