Каталитические процессы получения углеводородных биотоплив с использованием масложирового сырья. Современные подходы

Проведен обзор научных и технических достижений за последние 15 лет в области деоксигенации масложирового сырья для получения углеводородных биотоплив. Показано, что наиболее современные способы переработки триглицеридов в углеводороды связаны с использованием процессов пиролиза, каталитического крекинга и гидропереработки, аналогичных применяемым на нефтехимических и нефтеперерабатывающих предприятиях. Особое внимание уделено рассмотрению технологий гидропереработки, внедренных или готовых к внедрению в промышленность. Рассмотрены перспективные несульфидные катализаторы для одностадийного получения низкозастывающих экологически чистых дизельных фракций из растительных масел и комбинированные технологии, направленные на повышение выхода углеводородных продуктов, гибкости в получении топлива разных видов и снижение потребления водорода.

1. Huber G.W., Iborra S., Corma A. // Chem. Rev. 2006. Vol. 106. P. 4044.

2. Варфоломеев С.Д., Ефременко Е.Н., Крылова Л.П. // Успехи химии. 2010. Т. 79. № 6. С. 544.

3. Евдокимов А.Ю., Фукс И.Г., Багдасаров Л.Н., Геленов А.А. Топлива и смазочные материалы на основе растительных и животных жиров. Обзорная информация. Сер.: Переработка нефти. Вып. 4-5. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1992.

4. Cascone R. // Нефтегазовые технологии. 2008. № 1. С. 84.

5. Сноре М., Мяки-Арвела П., Симакова И.Л., Мюллюойа Ю., Мурзин Д.Ю. // Сверхкритические флюиды: теория и практика. 2009. Т. 4. № 1. С. 3.

6. Zheny C., Xing Ji, Shuyuan Li. // Energy Sources. 2004. № 26. Р. 849.

7. Maher K.D., Bressler D.C. // Bioresource Technol. 2007. Vol. 98. Р. 2351.

8. Lima D.G., Soares V.C.D., Ribeiro E.B., Carvalho D.A., Cardoso É.C.V., Rassi F.C., Mundim K.C., Rubim J.C., Suarez P.A.Z. // J. Anal. Appl. Pyrolysis. 2004. Vol. 71. Р. 987.

9. Sadrameli S.M., Green A.E.S. // J. Anal. Appl. Pyrolysis. 2007. Vol. 78. Р. 445.

10. Idem R.O., Katikaneni S.P.R., Bakhshi N.N. // Energy and Fuels. 1996. Vol. 10. Р. 1150.

11. Huber G.W., Corma A. // Angew. Chem. Int. Ed. 2007. Vol. 46. Р. 7184.

12. Leng T.Y., Mohamed A.R., Bhatia S. // Canadian J. Chem. Eng. 1999. Vol. 77. Р. 156.

13. Katikaneni S.P.R., Adjaye J.D., Bakhshi N.N. // Energy Fuels. 1995. Vol. 9. Р. 599.

14. Katikaneni S.P.R., Adjaye J.D., Idem R.O., Bakhshi N.N. // Ind. Eng. Chem. Res. 199. Vol. 635. Р. 3332.

15. Katikaneni S.P.R., Adjaye J.D., Bakhshi N.N. // Can. J. Chem. Eng. 1997. Vol. 75. Р. 391.

16. Katikaneni S.P.R., Adjaye J.D., Bakhshi N.N. // Energy Fuels. 1995. Vol. 9. Р. 1065.

17. Katikaneni S.P.R., Adjaye J.D., Bakhshi N.N. // Canadian J. Chem. Eng. 1995. Vol. 73. Р. 484.

18. Katikaneni S.P.R., Adjaye J.D., Idem R.O., Bakhshi N.N. // J. Am. Oil Chem. Soc. 1998. Vol. 75. Р. 381.

19. Idem R.O., Katikaneni S.P.R., Bakhshi N.N. // Fuel Process. Technol. 1997. Vol. 51. Р. 101.

20. Twaiq F.A., Zabidi N.A.M., Bhatia S. // Ind. Eng. Chem. Res. 1999. Vol. 38. Р. 3230.

21. Tamunaidu P., Bhatia S. // Bioresource Technol. 2007. Vol. 98. Р. 3593.

22. Sang O.Y., Twaiq F., Zakaria R., Mohaned A.R., Bhatia S. // Energy Sources. 2003. Vol. 25. Р. 859.

23. Twaiq F.A., Zabidi N.A.M., Mohamed A.R., Bhatia S. // Fuel Process. Technol. 2003. Vol. 84. Р. 105.

24. Twaiq F.A., Mohamed A.R., Bhatia S. // Micropor. Mesopor. Mater. 2003. Vol. 64. Р. 95.

25. Ooi Y.-S., Zakaria R., Mohamed A.R., Bhatia S. // Catal. Commun. 2004. Vol. 5. Р. 441.

26. Ooi Y.-S., Zakaria R., Mohamed A.R., Bhatia S. // Appl.Catal. A. 2004. Vol. 274. Р. 15.

27. Ooi Y.-S., Zakaria R., Mohamed A.R., Bhatia S. // Energy and Fuels. 2004. Vol. 18. Р. 1555.

28. Twaiq F.A.A., Mohamad A.R., Bhatia S. // Fuel Processing Techn. 2004. Vol. 85. Р. 1283.

29. Ooi Y.-S., Zakaria R., Mohamed A.R., Bhatia S. // Energy and Fuels. 2005. Vol. 19. Р. 736.

30. Ooi Y.-S., Zakaria R., Mohamed A.R., Bhatia S. // React. Kinet. Catal. Lett. 2005. Vol. 84. Р. 295.

31. Siregar T.B.// Masters Thesis, Universiti Teknologi Malaysia. 2005.

32. CN 1850945. Catalytic cracking method for producing biodiesel using animal-plant oil / Dai Hongda Dai. 2006.

33. Pat. Appl. 2007/0007176 (USA). Catalytic cracking process for the production of diesel from vegetal oils / A. Pinho, M. Silva, A.P. Da Silva Neto, J.A.R. Cabral (Petroleo Brasileiro S.A.). 2007.

34. Dupain X., Costa D.J., Schaverien C.J., Makkee M., Moulijn J.A. // Appl.Catal. B. 2007. Vol. 72. Р. 44.

35. Pat. 153924 (J). Biomass treatment method using fluidized catalytic cracking / Y. Fujiyama, T. Okuhara («Nippon Oil Corp.»). 2007.

36. Pat. 7288685 (USA). Production of olefins from biorenewable feedstocks / T.L. Marker (UOP LLC). 2007.

37. Huber G.W., Paul O’Connor, Corma A. // Appl. Catal. A. 2007. Vol. 329. Р. 120.

38. Pat. 4992605 (USA). Production of hydrocarbons with a relatively high cetane rating / W.K. Craig, D.W. Soveran. 1991.

39. Stumborg M., Wong A., Hogan E. // Bioresource Technol. 1996. Vol. 56. Р. 13.

40. Pat. 100248 (FI). Keskitisleen valmistus / P. Aalto, O. Piirainen, U. Kiiski («Neste Oil»). 1997.

41. Pat. 1396531 (EP). Process for producing a hydrocarbon component of biological origin / J. Jakkula, V. Niemi, J. Nikkonen, V.-M.Purola, J. Myllyoja, P.Aalto, J. Lehtonen, V. Alopaeus («Fortum»). 2004.

42. Pat. 1681337 (EP). Method for the manufacture of hydrocarbons / D.Yu. Murzin, I. Kubickova, M. Snare, P. Maki-Arvela, J. Myllyuja («Neste Oil»). 2006.

43. EP 1741768. Process for the manufacture of diesel range hydro-carbons / J. Myllyoja, Р. Aalto, Р. Savolainen, J. Gronqvist, V.-M. Purola, V. Alopaeus («Neste Oil»). 2007.

44. Hancsok J., Krar M., Magyar S., Boda L., Hollo A., Kallo D. // Micropor. Mesopor. Mater. 2007. Vol. 101. Р. 148.

45. Hancsok J., Krar M., Magyar S., Boda L., Hollo A., Kallo D. // Stud. Surf. Sci. Catal. 2007. Vol. 170. Р. 1605.

46. Holmgren J., Gosling C., Marinangell G., Matker T. // Нефтегазовые технологии. 2008. № 1. С. 78.

47. Kikhtyanin Oleg V., Pubanov Anton E., Ayupov Artem B. // Fuel. 2010. Vol. 89. Р. 3085.

48. Чумаченко Ю.А., Скорплюк А.А., Лавренов А.В., Гуляева Т.И., Арбузов А.Б., Муромцев И.В., Дроздов В.А., Кудря Е.Н. // IV Семинар памяти профессора Ю.И. Ермакова «Молекулярный дизайн катализаторов и катализ в процессах переработки углеводородов и полимеризации». пос. Листвянка, Иркутской обл. 2010. Тезисы докладов. Новосибирск. 2010. С. 73.

49. Chumachenko Yu., Lavrenov A., Skorpluk A., Drozdov V., Gulyaeva T., Arbuzov A., Buyalskay K., Kudrya E. // International Conference «Catalysis for Renewable Sources: Fuel, Energy, Chemicals», St. Petersburg. Tsars Village. 2010. Novosibirsk. 2010. P. 102.

50. Skorpluk A., Lavrenov A., Chumachenko Yu., Drozdov V., Trenichin M., Gulyaeva T., Arbuzov A., Kudrya E., Leontieva N. // International Conference «Catalysis for Renewable Sources: Fuel, Energy, Chemicals». St. Petersburg. Tsars Village. 2010. Novosibirsk. 2010. P. 149.

51. Процесс H-Bio для производства биодизтоплива на НПЗ // Переработка нефти и нефтехимия за рубежом. 2007. № 1. С. 3.

52. Pat. 138254 (WO). Hydrogenation process / Gudde N.J., Townsend J.A. («BP Oil International Limited»). 2007.

53. Pat. 153927 (J). Hydro-refining method and hydro-refining oil / S. Iki, S. Takahashi («Nippon Oil Corp»). 2007.

54. Pat. 153928 (J). Method for producing low environmental load type fuel and low environmental load type fuel / S. Iki, S. Takahashi, S. Hatanaka («Nippon Oil Corp»). 2007.

55. Pat. Appl. 2007/0175795 (USA). Process for converting triglycerides to hydrocarbons. Yao J., Sughrue E.L., Cross J.B., Kimble J.B., Hsing H.-H., Johnson M.M., Ghonasgi D.B. / ConocoPhillips Company. 2007.

56. Snare M., Kubickova I., Maki-Arvela P., Eranen K., Murzin D.Yu. // Ind. Eng. Chem. Res. 2006. Vol. 45. P. 5708.

57. Snare M., Kubickova I., Maki-Arvela P., Chichova D., Eranen K., Murzin D.Yu. // Fuel. 2008. Vol. 87. P. 933.

58. Snare M., Kubickova I., Maki-Arvela P., Eranen K., Warna J., Murzin D.Yu. // Chem. Eng. J. 2007. Vol. 134. P. 29.

59. Kubičková I., Snåre M., Eränen K., Mäki-Arvela P., Murzin D.Yu. // Catal. Today. 2005. Vol. 106. P. 197.

60. Lestari S., Simakova I., Tokarev A., Mäki-Arvela P., Eränen K., Murzin D.Yu. // Catal. Lett. 2008. Vol. 122. P. 247.

61. Pat. 027955 (WO). Fuel composition / D. Bradin («Brazen Biofuels Inc»). 2007.

62. Yakovlev V.A., Khromova S.A., Sherstyuk O.V., Dundich V.O., Ermakov D.Yu., Novopashina V.M., Lebedev M.Yu., Bulavchenko О., Parmon V.N. // Catal. Tod. 2009. Vol. 144. P. 362.

63. Заварухин С.Г., Яковлев В.А., Пармон В.Н., Систер В.Г., Иванникова Е.М., Елисеева О.А. // Химическая технология топливных масел. 2010. № 1. С. 3.

64. Дундич В.О., Хромова С.А., Ермаков Д.Ю., Лебедев М.Ю., Новопашина В.М., Систер В.Г., Ямчук А.И., Яковлев В.А. // Кинетика и катализ. 2010. Т.51. № 5. С. 728.

65. Pat. 153931 (J). Method for producing hydrogen, method for producing reformed gasoline and method for producing aromatic hydrocarbon / S.Iki, K. Shimada, M. Hirose («Nippon Oil»). 2007.

66. Pat. Appl. 2007/0137097 (USA). Production of biodiesel from triglycerides via a thermal route / M. Ikura («Natural Resources of Canada»). 2007.

67. Pat. Appl. 2007/0144060 (USA). Production of biodiesel from triglycerides via a thermal route / M. Ikura («Natural Resources Canada»). 2007.

68. Pat. Appl. 2007/0170091 (USA). Production of high-cetane diesel fuel from low-quality biomass-derived feedstocks / J. Monnier, M. Ikura, G. Tourigny («Natural Resources of Canada»). 2007.