Разработка технологии переработки глицерина и фурфурола в высокооктановые добавки к бензину

Согласно Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации одной из ключевых задач страны является переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, а также формирование новых источников энергии и создание новых способов её транспортировки и хранения. Это, в свою очередь, может быть обеспечено за счёт альтернативной, возобновляемой энергетики, «зелёной химии», где для топливного профиля основным источником является растительное сырьё. Согласно существующим мировым тенденциям производство топлив и добавок к ним постепенно уходит от получения химических веществ из пищевого растительного сырья – углеводов и растительных масел (первое поколение) в сектор непищевого сырья (второе поколение), например, лигноцеллюлозной биомассы. Безусловным лидером на мировом рынке является биоэтанол, который используется не только как добавка к топливам, но также и для последующих синтезов для нужд нефтехимической, фармацевтической, пищевой, лакокрасочной и других отраслей промышленности. Однако рассмотрение новых источников получения различного спектра химических веществ из так называемых «platform chemicals» (англ. «вещества-платформы») является особенно актуальным направлением, в том числе и для России, где подобные технологии пока находятся на начальном уровне, в рамках научно-исследовательских работ, и в виду того, что данная область все еще недостаточно разработана, она особенно привлекательна для внедрения новых идей, инновационных решений, и, таким образом, создания новой экономической платформы. Важнейшими примерами веществ-платформ являются фурфурол (продукт гидролиза и дегидратации полисахарида ксилана, содержащегося в лигноцеллюлозном сырье) и глицерин, который является побочным продуктом производства биодизельного топлива, полученного путем переэтерификации триглицеридов жирных кислот. Данные соединения могут быть переработаны в широкий спектр веществ, однако с целью ориентирования на топливный профиль (транспортный сектор), такие вещества должны в свою очередь обладать определенным набором физико-химических свойств, которые способны обеспечить эффективное распределение, хранение и горение топлива. Исходя из анализа рассмотренной отечественной и зарубежной литературы, где в качестве основополагающего критерия для выбора была взята способность того или иного вещества повышать антидетонационную стойкость бензина, наиболее перспективными были выбраны следующие направления исследований: получение 2-метилфурана селективным гидрированием фурфурола, получение фурфуриламина восстановительным аминированием. В области переработки глицерина в качестве основного научно-технического решения выбрана стратегия получения моноспиртов, таких как пропанол-1 и пропанол-2 путем гидрогенолиза, а также в качестве октаноповышающих компонентов в работе планируется рассмотрение эфиров фурфурола (таких как пропил- и изопропилфурфуриловый эфир) и процесса их каталитического синтеза в реакции со спиртами С3, который обладает рядом сложностей, обусловленных двустадийностью получения эфиров через соответствующие ацетали. Вопрос применения эфиров фурфурола и их вовлечения в качестве добавок к топливам недостаточно изучен, поэтому данная область исследований является предметом научного поиска.