Получение углеводородов топливного ряда из возобновляемого сырья

Одним из активно развивающихся перспективных направлений в области производства компонентов моторных топлив из возобновляемого сырья является переработка растительных масел в различного рода каталитических процессах. Объектом исследования в данной работе являлось рапсовое масло и продукт его переработки на катализаторе гидроочистки. Выбор рапсового масла в качестве сырья для переработки обусловлен как тем, что на территории Российской Федерации большое количество посевных площадей занимает именно рапс (ввиду своей климатической неприхотливости), так и тем, что рапсовое масло не нашло широкого применения в пищевой промышленности и производится в основном для экспорта. Авторами исследован процесс каталитической переработки рапсового масла на катализаторе гидроочистки. Переработка осуществлялась на лабораторной каталитической установке при температуре 375 °C, давлении 7 МПа, объемной скорости подачи сырья 1 ч^-1, расход водорода составил 2×10^-4 м³/ч. Для сырья и продукта каталитической переработки были определены физико-химические и низкотемпературные свойства. Также для полученного продукта каталитической переработки был определен компонентный состав. Рассмотрены основные направления химических превращений компонентов рапсового масла в углеводороды на катализаторе гидроочистки. Установлено, что из рапсового масла возможно получать углеводороды топливного ряда, в частности н-алканы, изо-алканы и алкены, которые являются перспективным сырьем для получения компонентов моторных топлив.

1. Вертакова Ю.В. Альтернативная энергетика. Развитие зеленой экономики в энергетике // Энергетическая безопасность: сб. науч. статей II Междунар. молодеж. конгр. (г. Курск, 28–29 ноября 2017 г.). Курск: Университетская книга, 2017. С. 24–26. EDN: YUZCFN.

2. Шпарова С.С. «Зеленая» экономика – процесс перехода мировых экономик к развитию социально-экономических зеленых ресурсов // Мировая экономика: проблемы безопасности. 2021. N 2. С. 81–84. EDN: MXXNLM.

3. Беренблюм А.С., Подоплелова Т.А., Шамсиев Р.С., Кацман Е.А., Данюшевский В.Я., Флид В.Р. Каталитическая химия получения углеводородных топлив из растительных масел и жиров // Катализ в промышленности. 2012. N 3. С. 84–91. EDN: NOLWUH.

4. Андреев О.С. Возобновляемые источники энергии и проблемы развития нетрадиционных источников энергии // Конкурентоспоосбность в глобальном мире: экономика, наука, технологии. 2023. N 2. С. 200–203. EDN: GUWSHK.

5. Бекулова С.Р. Возобновляемые источники энергии в условиях новой промышленной революции: мировой и отечественный опыт // Мир новой экономики. 2019. Т. 13. N 4. С. 14–21. DOI: 10.26794/2220-6469-201913-4-14-21. EDN: OOMEKA.

6. Роков А.И., Иохимович Е.Д. Экономические аспекты разработки возобновляемых источников энергии // Стратегии бизнеса. 2020. Т. 8. N. 2. С. 55–59. DOI: 10.17747/2311-7184-2020-2-55-59. EDN: FLOHOB.

7. Липин П.В., Потапенко О.В., Сорокина Т.П., Доронин В.П. Закономерности совместных превращений вакуумных газойлей с растительными маслами на бицеолитных катализаторах крекинга // Нефтехимия. 2019. Т. 59. N 4. С. 367–377. DOI: 10.1134/S0028242119040099. EDN: GWTKMU.

8. Sosnina D.V., Belozertzeva N.E., Altynov A.A., Bogdanov I.A., Kirgina M.V. Investigation of co-processing of the straight-run diesel fraction and sunflower oil over a zeolite catalyst of ZSM-5 type // Chemistry for Sustainable Development. 2022. Vol. 30, no. 4. P. 408–414. DOI: 10.15372/CSD2022398. EDN: JKGKHV.

9. Мамедова Т.А., Андрющенко Н.К., Лятифова Т.С., Аскерова Э.Н., Теюбов Х.Ш., Кесеменли Х.Г. Получение бензинов каталитического крекинга переработкой смеси нефтяного и растительного сырья // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. 2012. N 11. С. 15–18. EDN: PWLDXF.

10. Dada T.K., Vuppaladadiyam A., Duan A.X., Kumar R., Antunes E. Probing the effect of Cu-SrO loading on catalyst supports (ZSM-5, Y-zeolite, activated carbon, Al2O3, and ZrO2) for aromatics production during catalytic co-pyrolysis of biomass and waste cooking oil // Bioresource Technology. 2022. Vol. 360. P. 127515. DOI: 10.1016/j.biortech.2022.127515.

11. Li C., Ma J., Xiao Z., Stanton H., Liu R., Zuo S., et al. Catalytic cracking of Swida wilsoniana oil for hydrocarbon biofuel over Cu-modified ZSM-5 zeolite // Fuel. 2018. Vol. 218. P. 59–66. DOI: 10.1016/j.fuel.2018.01.026.

12. Zhao X., Wei L., Julson J., Qiao Q., Dubey A., Anderson G. Catalytic cracking of non-edible sunflower oil over ZSM-5 for hydrocarbon bio-jet fuel // New Biotechnology. 2015. Vol. 32, no. 2. P. 300–312. DOI: 10.1016/j.nbt.2015.01.004.

13. Smirnov A., Wang W., Kikhtyanin O., Xiao L., Wu W., Kubička D. Hydroconversion of sunflower oil to fatty alcohols and hydrocarbons using CuZn and CuZn-HBEA-based catalysts // Catalysis Today. 2023. Vol. 424. P. 113841. DOI: 10.1016/j.cattod.2022.07.009.

14. Остриков А.Н., Горбатова А.В., Копылов М.В., Аникин А.А. Показатели качества рапсового масла холодного отжима // Пищевая промышленность. 2017. N 9. С. 52–55. EDN: ZGWTAR.

15. Остриков А.Н., Горбатова А.В., Аникин А.А., Копылов М.В. Анализ жирнокислотного состава рапсового масла // Масложировая промышленность. 2016. N 6. С. 18–21. EDN: XFWDBP.

16. Katikaneni S.P.R., Adjaye J.D., Idem R.O., Bakhshi N.N. Catalytic conversion of canola oil over potassium-impregnated HZSM-5 catalysts: C2-C4 olefin production and model reaction studies // Industrial & Engineering Chemistry Research. 1996. Vol. 35, no. 10. P. 3332–3346. DOI: 10.1021/ie950740u.

17. Li Z., Wang W., Liu X., Qi S., Lan D., Wang Y. Effect of different degumming on the retention of bioactive components, acylglycerol and phospholipid composition of rapeseed oil // Process Biochemistry. 2023. Vol. 133. P. 190–199. DOI: 10.1016/j.procbio.2023.08.019.

18. Белозерцева Н.Е., Торчакова О.М., Богданов И.А., Киргина М.В. Исследование целесообразности использования биодизельных топлив в качестве смесевого компонента товарных дизельных топлив // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2022. Т. 12. N 1. С. 130–140. DOI: 10.21285/2227-2925-2022-121-130-140. EDN: WJTELR.

19. Соснина Д.В., Богданов И.А., Алтынов А.А. Получение компонентов моторных топлив переработкой смеси дизельная фракция/рапсовое масло на цеолите // Химия и химическая технология в XXI веке: материалы XXIV Междунар. науч.-практ. Конф. студентов и молодых ученых им. выдающихся химиков Л.П. Кулёва и Н.М. Кижнера, посвящ. 85-летию со дня рождения проф. А.В. Кравцова. (г. Томск, 15–19 мая 2023 г.). Томск: Изд-во ТПУ, 2023. Т. 2. С. 118–119. EDN: MSZBSS.

20. Соснина Д.В., Алтынов А.А., Киргина М.В., Богданов И.А. Получение компонентов моторных топлив каталитической переработкой смесей прямогонной дизельной фракции и рапсового масла // Ползуновский вестник. 2023. N. 4. С. 237–243. DOI: 10.25712/ASTU.2072-8921.2023.04.030. EDN: NJFSDQ.