ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЕ ФРАКЦИОНИРОВАНИЕ ДРЕВЕСИНЫ ЛИСТВЕННИЦЫ В СРЕДЕ СВЕРХКРИТИЧЕСКОГО ЭТАНОЛА В ПРИСУТСТВИИ БИФУНКЦИОНАЛЬНОГО КАТАЛИЗАТОРА Ru/C И ДОНОРОВ ВОДОРОДА : научное издание
Библиографическое описание:ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЕ ФРАКЦИОНИРОВАНИЕ ДРЕВЕСИНЫ ЛИСТВЕННИЦЫ В СРЕДЕ СВЕРХКРИТИЧЕСКОГО ЭТАНОЛА В ПРИСУТСТВИИ БИФУНКЦИОНАЛЬНОГО КАТАЛИЗАТОРА Ru/C И ДОНОРОВ ВОДОРОДА : научное издание / О. П. Таран [и др.]. - Текст : непосредственный // Катализ в промышленности. - 2020. - Т. 20, № 2. - С. 127-139. - ISSN 1816-0387. - ISSN 2413-6476, DOI 10.18412/1816-0387-2020-2-127-139. Перевод заглавия: Reductive fractionation of larch in a supercritical ethanol medium in the presence of bifunctional Ru/C catalyst and hydrogen donors
Аннотация:Лигнин является крупнотоннажным отходом гидролизной и целлюлозно-бумажной промышленности. Для решения проблемы его использования разрабатываются подходы к комплексной переработке древесной биомассы, основанные на ее предварительном каталитическом фракционировании на основные компоненты с последующим получением из них целевых продуктов. В работе впервые проведено исследование процесса восстановительного каталитического фракционирования древесины лиственницы в присутствии бифункционального катализатора 3%Ru/С, содержащего кислотные группы, в среде сверхкритического этанола. Цель работы - установить влияние катализатора и природы донора водорода (этанол, H2, муравьиная кислота) на выходы и состав продуктов. Показано, что гемицеллюлозы древесины эффективно (около 95 мас.%) деполимеризуются в этаноле при 250 °С. Использование водорода в присутствии катализатора позволяет увеличить конверсию лигнина до 61 мас.% при сохранении 47 мас.% целлюлозы в твердом остатке. Максимальная конверсия лигнина 67 мас.% достигнута в присутствии муравьиной кислоты, однако в этих условиях происходит нежелательная деполимеризация целлюлозы (конверсия 66 мас.%). Основными мономерными продуктами превращения лигнина на катализаторе являются пропенилгваякол и пропилгваякол. В жидких продуктах, полученных с этанолом и муравьиной кислотой в качестве восстановителей, содержание пропенилгваякола достигает 36 и 33 отн.% соответственно. В продуктах, полученных с применением водорода, содержание пропилгваякола увеличивается до 33 отн.% в присутствии катализатора.
Lignin is a bulky waste of the hydrolysis and paper-pulp industry. To solve the problem of its utilization, approaches to deep processing of wood biomass are being developed; they are based on a preliminary catalytic fractionation of wood biomass into main components, which are processed into target products. For the first time, the reductive catalytic fractionation of larch was studied in a supercritical ethanol medium in the presence of 3%Ru/С bifunctional catalyst containing acid groups. The goal of the study was to reveal the effect of the catalyst and features of a hydrogen donor (ethanol, H2, formic acid) on the yields and composition of the products. It was shown that wood hemicelluloses efficiently (ca. 95 wt.%) depolymerize to ethanol at 250 °С. The use of hydrogen in the presence of the catalyst makes it possible to increase the conversion of lignin to 61 wt.% with retaining 47 wt.% cellulose in a solid residue. The maximum conversion of lignin equal to 67 wt.% was obtained in the presence of formic acid; however, the indicated conditions lead to undesirable depolymerization of cellulose (the conversion of 66 wt.%). The main monomeric products of lignin conversion on the catalyst are propenylguaiacol and propylguaiacol. In the liquid products obtained with ethanol and formic acid as the reductants, the content of propenylguaiacol reaches 36 and 33 rel.%, respectively. In the products obtained with hydrogen, the content of propylguaiacol increases to 33 rel.% in the presence of the catalyst.
