Специалисты ФИЦ «Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН» разрабатывают новые катализаторы для переработки фурфурола — ценного химического продукта, который получают из отходов деревообрабатывающей и сельскохозяйственной промышленности. Разработка важна как в плане экологичности синтеза фурановых соединений, так и в целом для развития химической отрасли страны и импортозамещения.
Фурфурол — гетероциклическое фурановое соединение, которое производят с помощью минеральных кислот из побочных продуктов сельского хозяйства и деревообрабатывающей промышленности. Его используют как растворитель, компонент твердых смол, полимеров и бактерицидных препаратов. Из фурфурола получают целый спектр ценных химических соединений, в частности фурфуриловый спирт и 2-метилфуран, широко применяющиеся в химической промышленности, в том числе в создании лекарств и средств защиты растений.
Фурфурольная промышленность в России развита слабо, действует лишь один завод, хотя продукт востребован. По словам специалиста Инжинирингового центра ФИЦ ИК СО РАН Анастасии Андреевны Суминой, для развития этого направления в стране есть обширная сырьевая база.
«В мире производят более 400 тысяч тонн фурфурола в год, а в России работает всего один завод мощностью две тысячи тонн в год. Объем производства этого соединения и его производных не покрывает потребности промышленности, и фурфурол закупается за рубежом, в основном в Китае. При этом у нас развита деревообрабатывающая отрасль, и было бы экономически эффективно перерабатывать ее отходы в ценные продукты».
Специалисты молодежной лаборатории катализаторов и материалов малотоннажных химических процессов ФИЦ ИК СО РАН создали новые экологичные и доступные катализаторы для получения фурфурилового спирта и 2-метилфурана. Сплавные каталитические системы содержат переходные металлы, такие как медь, никель, кобальт, железо, алюминий, и используются в парофазной и жидкофазной гидроконверсии фурфурола.
«Мы создаем оригинальные каталитические системы, часть из которых уже запатентованы, другие находятся на стадии регистрации прав. С помощью одной из таких систем при варьировании условий можно достичь высокой селективности как по фурфуриловому спирту (до 100 %), так и по 2-метилфурану (до 80 %)», — рассказывает научный сотрудник лаборатории катализаторов и материалов малотоннажных химических процессов ФИЦ ИК СО РАН кандидат химических наук Светлана Александровна Селищева.
Важный аспект работы лаборатории — исследования, направленные на поиск более экологичной и безопасной альтернативы традиционным катализаторам получения фурфурола на основе соединений хрома. «Промышленные катализаторы для превращения фурфурола в фурфуриловый спирт — достаточно токсичные системы. Содержание хрома в них может достигать 30 %, и они не подвергаются регенерации, то есть утилизируются после отработки. В наших планах — исследовать регенерацию этих систем», — отмечает Анастасия Сумина.
Специалисты также работают над масштабированием разработок: в ближайшее время создаваемые катализаторы исследуют на опытной установке, а также протестируют их прочностные характеристики.
Текст и фото пресс-службы ФИЦ ИК СО РАН
