.jpg)
Специалисты ФИЦ "Институт катализа СО РАН" при поддержке Российского научного фонда усовершенствовали процесс синтеза изоалканов. Эти углеводороды используются в качестве сырья для широкого спектра химической продукции от топлива до косметических средств. В качестве катализатора были применены системы на основе фосфида никеля на носителе с добавлением цеолита SAPO-11, модифицированного бором. Это позволило значительно снизить температуру застывания продуктов изомеризации, а также повысить энергетическую эффективность процесса.
Изоалканы представляют собой насыщенные углеводороды разветвленного строения, содержащие только одинарные связи. Их получают с помощью изомеризации нормальных алканов с линейной цепью атомов углерода. У этих соединений сравнительно низкая температура кипения и высокая детонационная стойкость. Изоалканы используют в качестве высокооктановых компонентов топлива, в производстве растворителей, в косметической и фармацевтической промышленности.
Алканы как сырье для изоалканов синтезируют в том числе из растительных масел, которые подвергают гидродеоксигенации (удалению кислорода) и изомеризации (превращению линейных алканов в разветвленные изомеры). Проблема состоит в высокой температуре замерзания линейных алканов. Она может достигать +20 oC, и в российском климате их сложно использовать. Специалисты ФИЦ "Институт катализа СО РАН" осуществили гидродеоксигенацию и изомеризацию в одну стадию путем использования SAPO-11 в качестве изомеризирующей добавки к катализатору на основе фосфида никеля. Этот силикоалюмофосфатный цеолит с одномерной структурой пор показывает высокую активность и селективность.
Температура замерзания алканов благодаря добавлению SAPO-11 может снизиться до -20 oC, что делает перспективным их эксплуатацию в холодном климате. Эти показатели подходят для коммерческой реализации продуктов превращения масел и жиров. В отличие от альтернативных сульфидных катализаторов, не нужно добавлять серу для поддержания активности, и это является преимуществом в плане экологической безопасности. Также можно проводить удаление кислорода и изомеризацию в одну стадию, что положительно сказывается на энергетической эффективности процесса.
Бор в системе позволяет мягко варьировать кислотность катализатора для снижения влияния побочных реакций, из-за которых теряется целевой продукт.
В качестве модельного сырья для получения алканов ученые использовали метилпальмитат, состоящий из остатков пальмитиновой кислоты. При масштабировании он может быть заменен отработанными пищевыми маслами. В дальнейшем планируется проверить эффективность катализатора на пилотном уровне, получив его в гранулированной форме.
