Vysokopovrchový MgO katalyzátor pro Guerbetovu reakci bioethanolu a biobutanolu. TN01000048/05 - V1012

0577747 - ÚCHP 2024 RIV CZ cze L - Prototyp, funkční vzorek
Kaluža, Luděk - Gulková, Daniela - Soukup, Karel - Kocík, J.
Vysokopovrchový MgO katalyzátor pro Guerbetovu reakci bioethanolu a biobutanolu. TN01000048/05 - V1012.
[High surface area MgO catalyst for the Guerbet reaction of bioethanol and biobutanol.]
Interní kód: MgO katalyzátor ; 2021
Technické parametry: Technické řešení se týká využití katalyzátoru vysokopovrchového MgO zejména v aplikaci pro Guerbetovu reakci primárních alkoholů při teplotách 300-400 oC. Pro nízký obsah zbytkových chloridů vedoucí k vyšší odolnosti vůči vodě lze s výhodou použít pro dimerování primárních alkoholů vyrobených fermentací odpadní biomasy, jako je bioethanol a biobutanol. Katalyzátor Ni/MgO a Co/MgO připravený z vysokopovrchového MgO podle technického řešení je využitelný zejména v aplikaci pro Guerbetovu reakci primárních alkoholů při teplotách 250-350 oC.
Ekonomické parametry: Využití pevného katalyzátoru umožňuje snadnou výrobu Guerbetových alkoholů ve velkém měřítku, tedy měřítku přesahujícím výrobu chemických specialit. Výroba Guerbetových alkoholů je využitelná pro náhradu paliv na základně fosilních zdrojů. Bioethanol lze s výhodou přeměnit na 1-butanol, sloučeninu s oktanovým číslem větším než 80, sloučeninu s vyšším spalným teplem než ethanol a sloučeninu, která váže za normálních podmínek skladování méně vody než ethanol. Směs ethanolu a 1-butanolu je vhodná náhrada konvenčního motorového benzínu. Z bio-ethanolu a bio-butanolu lze s výhodou vyrobit vyšší Guerbetovy alkoholy, jako jsou 2-ethyl-1-butanol, 1-hexanol, 2 ethyl-1-hexanol či 1-oktanol. Jejich převedením na ethery vzniká směs s v cetanovým číslem vyšším než 50 vhodná jako náhrada konvenční motorové nafty anebo leteckého benzínu.
Grant CEP: GA TA ČR(CZ) TN01000048
Institucionální podpora: RVO:67985858
Klíčová slova: MgO * bioethanol * biobutanol
Obor OECD: Chemical process engineering

Byly připraveny katalyzátory na bázi 1.) vysokopovrchového oxidu hořečnatého (SBET až 308 m2/g), 2.) nosičový katalyzátor Ni/MgO a nosičový katalyzátor Co/MgO. Připravené katalyzátory lze využít zejména v aplikaci pro Guerbetovu reakci primárních alkoholů při teplotách 250–400 oC. Díky nízkému obsahu zbytkových chloridů vedoucí k vyšší odolnosti vůči vodě je lze s výhodou použít pro dimerování primárních alkoholů vyrobených fermentací odpadní biomasy, jako je bioethanol a biobutanol. Využití výše připravených katalyzátorů umožňuje snadnou výrobu Guerbetových alkoholů ve velkém měřítku, tedy měřítku přesahujícím výrobu chemických specialit. Výroba Guerbetových alkoholů je využitelná pro náhradu paliv na základně fosilních zdrojů. Bioethanol lze s výhodou přeměnit na 1-butanol, sloučeninu s oktanovým číslem větším než 80, sloučeninu s vyšším spalným teplem než ethanol a sloučeninu, která váže za normálních podmínek skladování méně vody než ethanol. Směs ethanolu a 1-butanolu je vhodná náhrada konvenčního motorového benzínu. Z bio-ethanolu a bio-butanolu lze s výhodou vyrobit vyšší Guerbetovy alkoholy, jako jsou 2-ethyl-1-butanol, 1-hexanol, 2 ethyl-1-hexanol či 1-oktanol. Jejich převedením na ethery vzniká směs s v cetanovým číslem vyšším než 50 vhodná jako náhrada konvenční motorové nafty anebo leteckého benzínu.

Catalysts based on 1.) high surface area magnesium oxide (SBET up to 308 m2/g), 2.) Ni/MgO supported catalyst and Co/MgO supported catalyst were prepared. The prepared catalysts can be used especially in the application for the Guerbet reaction of primary alcohols at temperatures of 250-400 oC. Due to the low content of residual chlorides leading to higher resistance to water, they can be advantageously used for the dimerization of primary alcohols produced by fermentation of waste biomass, such as bioethanol and biobutanol. The use of the catalysts prepared above enables the production of Guerbet alcohols on a large scale, i.e. a scale exceeding the production of chemical specialties. The production of Guerbet alcohols can be used to replace fuels based on fossil resources. Bioethanol can be advantageously converted to 1-butanol, a compound with an octane number greater than 80, a compound with a higher combustion enthalpy than ethanol, and a compound that binds less water than ethanol under normal storage conditions. A mixture of ethanol and 1-butanol is a suitable substitute for conventional motor gasoline. Higher Guerbet alcohols such as 2-ethyl-1-butanol, 1-hexanol, 2-ethyl-1-hexanol or 1-octanol can be advantageously produced from bio-ethanol and bio-butanol. By converting them to ethers, a mixture with a cetane number higher than 50 is created, suitable as a replacement for conventional diesel or kerosine.
Trvalý link: https://hdl.handle.net/11104/0346878