ОХНМНефтехимия Petroleum Chemistry

  • ISSN (Print) 0028-2421
  • ISSN (Online) 3034-5626

Влияние строения карбонильного компонента и состава катализатора на синтез оксиметиленовых эфиров – низкоуглеродных компонентов горюче-смазочных материалов

Код статьи
S30345626S0028242125040049-1
DOI
10.7868/S3034562625040049
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Том/ Выпуск
Том 65 / Номер выпуска 4
Страницы
306-317
Аннотация
Показана принципиальная возможность получения экологичных компонентов горюче-смазочных материалов – оксиметиленовых эфиров – на базе отечественного сырья с использованием отечественного катализатора. Синтезы проводили путем конденсации формальдегида, высвобождающегося при ацидолизе его полимерных форм, со спиртами. Показано, что путем оптимизации параметров процесса синтеза можно добиться конверсии и выхода целевых продуктов на уровне не менее 60–70% при любом строении карбонильного компонента и составе катализатора. Показано, что снижение размера частиц и степени полимеризации параформальдегида, а также использование сухих типов катионообменных смол в качестве катализатора способствует увеличению не только скорости реакции, но и повышению максимально достижимой конверсии сырья.
Ключевые слова
оксиметиленовые эфиры параформальдегид метанол 2-этилгексанол катионообменная смола кислотный катализатор кинетика
Дата публикации
12.08.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
22

Библиография

  1. 1. Bhatelia T., Lee W.J., Samanta C., Patel J., Bordoloi A. Processes for the production of oxymethylene ethers: promising synthetic diesel additives // Asia-Pacific J. Chem. Eng. 2017. V. 12. P. 827–837. https://doi.org/10.1002/apj.2119
  2. 2. Baranowski C.J., Bahmanpour A.M., Kröcher O. Cata­ly­tic synthesis of polyoxymethylene dimethyl ethers (OME): A review // Appl. Catal. B: Environ. 2017. V. 217. P. 407–420. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2017.06.007
  3. 3. Liu J., Wang L., Wang P., Sun P., Liu H., Meng Z., Zhang L. Ma H. An overview of polyoxymethylene dimethyl ethers as alternative fuel for compression ignition engines // Fuel. 2022. V. 318. ID 123582. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.123582
  4. 4. Bartholet D.L., Arellano-Treviño M.A., Chan F.L., Lu­­cas S., Zhu J., St. John P.C., Alleman T.L., McEnal­ly C.S., Pfefferle L.D., Ruddy D.A., Windom B., Foust T.D., Reardon K.F. Property predictions de­monst­rate that structural diversity can improve the per­formance of polyoxymethylene ethers as potential bio-based diesel fuels // Fuel. 2021. V. 295. ID 120509. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.120509
  5. 5. Drexler M., Haltenort P., Zevaco T.A., Arnold U., Sauer J. Synthesis of tailored oxymethylene ether (OME) fuels: Via transacetalization reactions // Sus­tain. Energy Fuels. 2021. V. 5. P. 4311–4326. https://doi.org/10.1039/D1SE00631B
  6. 6. Bowker M. Methanol synthesis from CO2 hydrogena­tion // ChemCatChem. 2019. V. 11. № 17. P. 4238–4246. https://doi.org/10.1002/cctc.201900401
  7. 7. Sun D., Sato S., Ueda W., Primo A., Garcia H., Corma A. Production of C4 and C5 alcohols from biomass-deri­ved materials // Green Chem. 2016. V. 18. P. 2579–2597. https://doi.org/10.1039/C6GC00377J
  8. 8. Scully S.M., Orlygsson J. Chapter 5. Biological pro­duc­tion of alcohols // Advanced bioprocessing for alternative fuels, biobased chemicals, and bioproducts. Elsevier Inc., 2019. P. 83–108. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-817941-3.00005-X
  9. 9. Паланкоев Т.А., Кузнецов П.С., Беденко С.П., Дементьев К.И. Низкоуглеродные компоненты моторных топлив на основе оксидов углерода (обзор) // Нефтехимия. 2024. Т. 64. № 3. С. 185–203. https://doi.org/10.31857/S0028242124030012
  10. 10. Arellano-Treviño M.A., Bartholet D., To A.T., Bart­ling A.W., Baddour F.G., Alleman T.L., Chris­ten­sen E.D., Fioroni G.M., Hays C., Luecke J., Zhu J., McEnally C.S., Pfefferle L.D., Reardon K.F., Foust T.D., Ruddy D.A. Synthesis of butyl-exchanged poly­oxy­methylene ethers as renewable diesel blendstocks with improved fuel properties // ACS Sustain. Chem. Eng. 2021. V. 9. № 18. P. 6266–6273. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.0c09216
  11. 11. Arellano-Treviño M.A., Alleman T.L., Brim R., To A.T., Zhu J., McEnally C.S., Hays C., Luecke J., Pfefferle L.D., Foust T.D., Ruddy D.A. Blended fuel property analysis of butyl-exchanged polyoxymethylene ethers as rene­wable diesel blendstocks // Fuel. 2022. V. 322. ID 124220. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.124220
  12. 12. Lautenschütz L., Oestreich D., Seidenspinner P., Ar­nold U., Dinjus E., Sauer J. Physico-chemical proper­ties and fuel characteristics of oxymethylene dialkyl ethers // Fuel. 2016. V. 173. P. 129–137. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2016.01.060
  13. 13. Lucas S.P., Labbe N.J., Marchese A.J., Windom B. Pre-vaporized ignition behavior of ethyl- and propyl-terminated oxymethylene ethers // Proc. Combust. Inst. 2023. V. 39. № 1. P. 765–774. https://doi.org/10.1016/j.proci.2022.08.065
  14. 14. Lucas S.P., Chan F.L., Fioroni G.M., Foust T.D., Gil­bert A., Luecke J., McEnally C.S., Serdoncillo J.J.A., Zdanowicz A.J., Zhu J., Windom B. Fuel properties of oxymethylene ethers with terminating groups from methyl to butyl // Energy Fuels. 2022. V. 36. № 17. P. 10213–10225. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.2c01414
  15. 15. Arellano-Treviño M.A., Baddour F.G., To A.T., Alle­man T.L., Hays C., Luecke J., Zhu J., McEnally C.S., Pfefferle L.D., Foust T.D., Ruddy D.A. Diesel fuel pro­perties of renewable polyoxymethylene ethers with structural diversity // Fuel. 2024. V. 358. Pt. B. ID 130353. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.130353
  16. 16. Lucas S.P., Zdanowicz A.J., Wolff W.W., Windom B.C. Combustion characteristics of diisopropoxymethane, a low-reactivity oxymethylene ether // Fuel. 2024. V. 362. ID 130727. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.130727
  17. 17. Берлин Ал.Ал., Дебердеев Р.Я., Перухин Ю.В., Гари­пов Р.М. Полиоксиметилены. М.: Наука, 2008. 286 c.
  18. 18. Яновская Л.А., Юфит С.С., Кучеров В.Ф. Химия аце­талей. М.: Наука, 1975. 275 с.
  19. 19. Breitkreuz C.F., Hevert N., Schmitz N., Burger J., Has­se H. Synthesis of methylal and poly(oxymethylene) di­methyl ethers from dimethyl ether and trioxane // Ind. Eng. Chem. Res. 2022. V. 61. № 23. P. 7810–7822.https://doi.org/10.1021/acs.iecr.2c00790
  20. 20. Klokic S., Hochegger M., Schober S., Mittelbach M. Investigations on an efficient and environmentally benign poly(oxymethylene) dimethyl ether (OME3-5) fuel synthesis // Renew. Energy. 2020. V. 147. Pt. 1. P. 2151–2159. https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.10.004
  21. 21. Grajales E.J., Alarcón E.A., Villa A.L. Kinetics of de­poly­merization of paraformaldehyde obtained by ther­mogravimetric analysis // Thermochim. Acta. 2015. V. 609. P. 49–60. https://doi.org/10.1016/j.tca.2015.04.016
  22. 22. Lüftl S., Visakh P.M., Chandran S. Polyoxymethylene handbook – structure, properties, applications and their nanocomposites. Scrivener Publishing LLC. 2014. 448 p.https://doi.org/10.1002/9781118914458
  23. 23. Guo J., Chin Y.-H. C. Kinetic and thermodynamic requirements for polyoxymethylene dimethyl ether synthesis catalyzed by ion-exchange resin // ACS Catal. 2024. V. 14. № 16. P. 12564–12580. https://doi.org/10.1021/acscatal.4c01616
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека