Ученые Федерального исследовательского центра Институт катализа СО РАН при поддержке Российского научного фонда усовершенствовали синтез изоалканов – углеводородов, используемых в качестве сырья для химической продукции (от топлива до косметики). Специалисты создали катализатор на основе фосфида никеля с добавлением цеолита SAPO-11. Разработка позволила снизить температуру замерзания алканов до -20 °C, т. е. сделать их пригодными для использования в условиях холода.

Об этом сообщает пресс-служба института. 

Температура замерзания линейных алканов, сырья для изоалканов, может достигать +20 °C, что затрудняет их использование в российском климате. Ученые Института катализа СО РАН провели гидродеоксигенацию, т. е. удаление кислорода, и изомеризацию, превращение линейных алканов в разветвленные изомеры, в одну стадию:

• линейные алканы, полученные, например, из растительных масел (путём гидродеоксигенации), под действием катализатора превращаются в разветвлённые изомеры;
• это позволяет получить изоалканы (изопарафины) - насыщенные углеводороды разветвлённого строения с одинарными связями.

Это стало возможным за счет использования изомеризирующей добавки к катализатору на основе фосфида никеля SAPO-11 – силикоалюмофосфатного цеолита с одномерной структурой пор.

SAPO-11 - это микропористое молекулярное сито с одномерной структурой пор (топология AEL) и эллиптическими порами размером 4,0 • 6,5 Å. Умеренная кислотность этого цеолита и его пористая структура обеспечивают высокую активность и селективность в реакциях изомеризации.

Бор в составе катализатора позволяет изменять его кислотность, что снижает влияние побочных реакций и снижает потери целевого продукта.

В качестве сырья для получения алканов был использован метилпальмитат, метиловый эфир пальмитиновой кислоты. Есть надежда использовать в качестве сырья отработанное пищевое масло.

«Температура замерзания алканов благодаря добавлению SAPO-11 может снизиться до -20 °C, что делает перспективным их эксплуатацию в холодном климате. Эти показатели подходят для коммерческой реализации продуктов превращения масел и жиров»,

– рассказывал автор исследования, научный сотрудник Отдела тонкого органического синтеза ИК СО РАН к.х.н. И. Шаманаев.

Среди преимуществ открытия ученый выделил следующие факторы:

• проведение процессов удаления кислорода и изомеризации в одну стадию повышает энергоэффективность;
• фосфид никеля SAPO-11 был модифицирован бором, что позволяет контролировать кислотность катализатора для снижения побочных реакций;
• в отличие от альтернативных катализаторов новый не требует добавления серы для поддержания активности, – это повышает экологическую безопасность.

Об изоалканах

• насыщенные углеводороды разветвленного строения, содержащие только одинарные связи;
• их получают с помощью изомеризации нормальных алканов – насыщенных углеводородов с линейной цепью атомов углерода;
• у таких соединений сравнительно низкая температура кипения и высокая детонационная стойкость;
• изоалканы используют в качестве высокооктановых компонентов топлив, в производстве растворителей, в косметической и фармацевтической промышленности.

Напомним, в декабре прошлого года ученые Института катализа СО РАН выявили химический цикл, который мешает глубокому удалению серы из тяжелой нефти. Они установили, что процессу препятствуют природные металлокомплексы – ванадилпорфирины.

Автор: А. Игнатьева

Фото: sib.fm