Новости химической науки > олефины из растительного сырья

Сады не кажутся подходящим местом для поиска олефинов. Но, в соответствии с результатами нового исследования, кусты на заднем дворе могут оказаться идеальным хранилищем ценного химического сырья. Исследователи из Минесотты показали, что олефины и олефиновые эфиры, являющихся ключевым звеном полимерной промышленности, могут быть получены из растительных жиров, используя гораздо менее вредные для окружающей среды методы, чем при использовании привычных методов.

Около 300 милионов фунтов олефинов производится во всём мире ежегодно – в основном из этана и других лёгких алканов – путём высокоэнергетического процесса, известного под названием парового крекинга. По некоторым данным, около трети всех выбросов в атмосферу окислов азота и недогоревших углеводородов от химических заводов приходится на этот высокотемпературный процесс.

Менее загрязняющий и менее энергоёмкий метод – а тем более, такой, который смог бы понизить зависимость химической промышленности от нефтяных ресурсов – стал бы значительным шагом вперёд. Последние работы показывают, что такой процесс вполне реален.

Lanny D. Schmidt, профессор химической технологии и наук о материалах, и его аспирант Ramanathan Subramanian из University of Minnesota, Twin Cities, показали, что соевое масло (смесь метиловых эфиров жирных кислот растительного происхождения) может эффективно и достаточно селективно быть окислено до ценных олефинов и олефиновых эфиров. Эта реакция проводится в саморазогреваемом каталитическом реакторе за счёт тепла экзотермической реакции, без внешнего источника нагревания [Angew. Chem. Int. Ed., 44, 302 (2004)].

Для проведения окисления, исследователи из Миннесоты распыляли растительное масло на стенки реактора, где капли немедленно испарялись. Смесь органических веществ проходила через катализатор, содержащий несколько процентов родия и церия, нанесённых на окись алюминия.

Меняя отношение масла к кислороду (С/О) в потоке, исследователи контролировали ход окисления и температуру, регулируя, таким образом, общий ход процесса. К примеру, при отношении С/О ~1,3, выход составлял около 25% этилена и меньшие количества пропилена, бутена-1 и пентена-1. Напротив, при соотношении С/О в 0,9, в основном получались водород и моноокись углерода.

Учёные отмечают, что продукты С2-С5 практически нацело состоят из олефинов, в то время, как продукты с более длинной цепью включают в себя как простые олефины, так и сложные эфиры. Также сообщается, что во всех случаях количество СО2 (нежелательный продукт) было ниже 13%. Катализатор, добавляют они, не теряет свое активности и не отравляется продуктами деструкции органики.

Источник: C&EN Volume 83, Number 01, p. 10