Специалисты Института физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН впервые показали, что методом высокотемпературного радиолиза из опилок можно получить качественное жидкое топливо.

 

Исследователи сообщают, что жидкость, полученная ими из берёзовых опилок, соответствует стандартным требованиям, предъявляемым к фракционному составу моторного топлива, и имеет октановое число не ниже 90.

 

Сырьем для получения жидкого топлива послужили лигнин и целлюлоза, основные компоненты древесины. Фактически, несложный процесс получения жидкого топлива проходит в две стадии. Сначала проводят сухую перегонку древесины без доступа воздуха. Пучком ускоренных электронов нагревают хорошо высушенные опилки до 400—450°С в токе метана или пропан-бутановой смеси. Под воздействием энергии ионизирующего излучения лигнин и целлюлоза распадаются. Затем парообразные продукты радиолиза охлаждают и конденсируют в водяном холодильнике при 15°С.

 

Продукты сухой перегонки, в зависимости от породы древесины, содержат от нескольких процентов до четверти ароматических компонентов, образованных при разложении лигнина и главных продуктов радиолиза целлюлозы — фуранов, альдегидов, алкилкетонов и карбоновых кислот. Состав полученной смеси продуктов зависит от породы древесины, например, когда используются сосновые опилки, массовая доля толуола может достигать 10 процентов. Однако эта смесь нестабильна, и её необходимо преобразовать в стабильные топливные соединения.

 

Для стабилизации и нужна метановая или пропан-бутановая атмосфера. В ней продукты сухой перегонки превращаются в циклические и ациклические алканы, производные тетрагидрофурана, алифатические спирты и простые эфиры. Исследователи убедились, что жидкость, полученная из березовых опилок, соответствует стандартным требованиям, предъявляемым к фракционному составу моторного топлива, и имеет октановое число не ниже 90.

 

Выход компонентов жидкого топлива можно регулировать, изменяя условия сухой перегонки или варьируя соотношения паров и газовой смеси на этапе стабилизации. Учёные сообщают, что может быть получено моторное, реактивное или котельное топливо.

 

Конечно, древесину можно нагревать не электронным пучком, а обычным способом, например, в муфельной печи. Однако при радиационном нагреве выход органических жидкостей возрастает в два раза по сравнению с обычным. Радиолиз, проведенный при атмосферном давлении, позволяет получить из сосны, ели, березы и осины до 15 кг/(кВт•ч) органических жидкостей. Выход полезного продукта достигает 55—65% от массы облучаемой древесины. Второе существенное преимущество состоит в том, что при радиолизе не образуется вода.

Исследователи подчеркивают, что их метод универсален — с его помощью можно получать топливо практически из любого сырья, богатого непредельными органическими соединениями.

 

Получение жидкого топлива из древесных опилок — радиолиз древесины