Nowy sposób na przekształcenie celulozy w alkany

Nowa metoda, umożliwiająca przekształcenie trocin do ciekłych alkanów o prostym łańcuchu, może stanowić opłacalną alternatywę do otrzymywania substancji chemicznych, tradycyjnie pochodzących z ropy naftowej[1]. Wraz z rosnącym popytem na paliwa i związki chemiczne pochodzące z paliw kopalnych, zwiększa się zainteresowanie tanimi, występującymi w ogromnych ilościach, niespożywczymi odpadami biomasy. Ich połączenie z istniejącą infrastrukturą w rafinerii ropy naftowej może być bezcenne dla zrównoważonej produkcji.

Nowy sposób na przekształcenie celulozy w alkany_2

Rys.1 Zrębka wierzby wiciowej- biomasa spalana w polskich elektrowniach

Bert Sels i jego współpracownicy z KU Leuven w Belgii, wraz z kolegami z Instytutu Leibniza w Niemczech, opracowali skuteczny sposób wytwarzania n-heksanu i innych alkanów, które następnie mogą być przetwarzane w biopaliwa i bio-pochodzące chemiczne budulce. Proces mający miejsce w jednym reaktorze przekształca celulozę występującą w nieprzetworzonych trocinach przy użyciu rutenu jako katalizatora, w temperaturze 220°C i czasie krótszym niż 6 godzin, do alkanów o prostym łańcuchu – głównie n-heksanu. Te stosunkowo łagodne warunki są niezbędne do zachowania wiązań chemicznych występujących w celulozie. Podczas tego procesu, tlen jest usuwany ze struktury celulozy, pozostawiając sześć wiązań C-C w stanie niezmienionym. Sels wyjaśnia, że „głównym wyzwaniem w tej pracy jest usunięcie tlenu bez rozbijania wiązań C-C. Pęknięcia skutkują wytworzeniem krótkich, gazowych alkanów, takich jak metan i etan”.

Nowy sposób na przekształcenie celulozy w alkany

Rys.2 Wzór strukturalny celulozy

Cel dalszego przetworzenia n-heksanu pochodzenia biologicznego to otrzymanie rozgałęzionych lub cyklicznych alkanów, takich jak izoheksan i dimetylopropany, które są obecnie stosowane w paliwach. Te substancje chemiczne mogą być produkowane w istniejących urządzeniach przy wykorzystaniu ustalonych technologii procesowych. Oznacza to, że surowce pochodzenia biologicznego mogą być wykorzystane natychmiast, bez potrzeby zmiany istniejącej infrastruktury. Naukowcy uważają, że bio-pochodzący n-heksan może zastąpić surowce ropopochodne w celu utworzenia innych użytecznych substancji chemicznych. Jest to bardzo interesujące, ponieważ obecnie nie istnieje proces syntezy benzenu z biologicznego źródła, który zachodziłby na skalę przemysłową.

Eksperci uważają, że uzyskanie odnawialnego źródła n-heksanu i zwiększenie skali procesu, z laboratoryjnej na przemysłową, może zapewnić zmniejszenie niekorzystnego wpływu na środowisko naturalne.

  1. Beau Op de Beeck, Michiel Dusselier,   Jan Geboers,  Jensen Holsbeek,   Eline Morré,   Steffen Oswald,  Lars Giebelerb i  Bert F. Sels, (2014). Direct catalytic conversion of cellulose to liquid straight-chain alkanes. Energy Environ. Sci. DOI: 10.1039/C4EE01523A
  2. http://www.rsc.org/chemistryworld/2014/10/sawdust-cellulose-alkane-pipeline

Opracowała: Kinga Cholewińska

Bookmark the permalink.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *


*