Об этом сообщила пресс-служба Института катализа СО РАН.
Полученные катализаторы позволили достичь высокого содержания углеводородов в бионефти на уровне 30%, что упростит дальнейшее создание из нее биотоплива.
Для любознательных напомним, что сапропели - это донные отложения пресных озер, которые образуются из отмерших растений, живых организмов и минеральных субстанций.
В основном их применяют в сельском хозяйстве и оздоровительной медицине.
В Омской области много озер с большим запасом сапропелей.
Ученые ЦНХТ ИК СО РАН исследуют этот материал как возобновляемое сырье, которое можно использовать в зеленой химии.
Содержание в озерном сапропеле минеральной и органической частей позволило создать из него носитель катализаторов для процесса производства бионефти - как из самого сапропеля, так и из другого органического сырья.
Тезисы автора исследования, научного сотрудника лаборатории катализаторов органического синтеза ЦНХТ ИК СО РАН, к.х.н. Е. Тереховой:
- традиционные носители биметаллических катализаторов для биоэнергетики - это природные или синтетические углеродные материалы и оксиды - алюминия, титана, кремния;
- сапропель в своем составе имеет и то, и другое - оксиды в минеральной матрице и углерод на ее поверхности;
- суммарно этот материал соединяет в себе все плюсы этих носителей.
Биметаллические катализаторы – это катализаторы с двумя активными металлами, дополняющими друг друга.
Такие катализаторы превосходят по характеристикам любой монометаллический компонент, в т.ч. по производительности, стабильности и сроку службы.
Авторы исследования отмечают, что состав сапропелей отличается не только от озера к озеру, но даже в пределах одного водоема.
Чтобы нивелировать эту разницу:
- карбонизировали сырье,
- затем обрабатывали полученный углерод-минеральный материал в азотной кислоте.
Проверка показала, что катализаторы имеют высокую активность и устойчивость.
Процесс получения бионефти моделировали с помощью имитации промышленного процесса гидроожижения сапропеля.
Гидроожижение - целый комплекс процессов, включающий в себя:
- крекинг,
- деструкцию органической массы сырья,
- конденсацию,
- гидрирование,
- экстракцию.
Затем под воздействием растворителя в среде водорода при участии сапропелевого катализатора органическая часть сырья разрушалась и переходила из твердого состояния в жидкое.
Часто сырье для биотоплива, полученное в ходе гидроожижения, содержит много кислорода и азота, что снижает его качество.
Эксперимент показал высокое содержание углеводородов в бионефти - 30%.
Это значит, что из нее можно произвести более качественное биотопливо.
По словам Е. Тереховой, в качестве сырья для производства бионефти с помощью созданных катализаторов можно использовать бурый уголь, лигнин, солому, мискантус, опилки и др. органические субстанции.
В планах ученых заменить в катализаторе никель на железо.
Тогда при использовании сапропеля система замкнется сама на себя: озеро очищают, добывают ил, получают бионефть с помощью катализатора одной с сырьем природы, а твердый остаток после гидроожижения помещают в землю как удобрение.
2й этап, над которым планируют работать ученые, — гидроочистка жидких продуктов гидроожижения от кислорода и азота с помощью других созданных в ЦНХТ ИК СО РАН катализаторов, чтобы можно было получить чистое биотопливо.
Бионефть
- исходный материал для получения биодизеля, биокеросина и других видов экологически чистого топлива;
- представляет собой смесь жидких углеводородов и др. органических веществ, получаемых из сырья растительного или биологического происхождения;
- бионефть - условное название, т.к. обычно содержание углеводородов в ней всего 5-10%, а остальное - спирты, лигнины, альдегиды и пр.
Автор: А. Никитина
