ИСТИНА

Золькеталь (ЗК) — смесь изомеров 2,2-диметил-4-гидроксиметил-1,3-диоксолана и 2,2-диметил-1,3-диоксан-5-ола, является современной альтернативой традиционным высоко-октановым добавкам к топливу [1]. Он обладает высоким октановым числом (98), и при этом малотоксичен (4 класс опасности). Золькеталь получают реакцией глицерина с ацетоном, как правило, на гетерогенных катализаторах, преимущественно на катионообменных смолах или цеолитах, при температурах 20-60°С [2]. Достоинством этого процесса является использование биоглицерина - природного возобновляемого сырья, являющего побочным продуктом при производстве биодизеля. Процесс кетализации является равновесным, и для увеличения выхода целевого продукта используется 5-20 кратный мольный избыток ацетона. Увеличение избытка ацетона с 5 до 20 моль на 1 моль глицерина приводит к увеличению его конверсии с 84,5% до 91,0%. Как правило, золькеталь из реакционной массы выделяют методом ректификации: в начале отгоняют ацетон и воду, а затем под вакуумом - залькеталь. Полученный таким образом ЗК (чистотой не менее 99% масс.), может добавляться к низкооктановым бензинам в количестве до 7,4% масс. При этом октановое число топлива повышается на 2-3 пункта [3]. Выделение золькеталя из продуктов реакции методом ректификация является достаточно энергоемким процессом, что существенно влияет на его себестоимость. Альтернативным способом выделения ЗК может стать экстракция. Нами были изучены параметры экстракции золькеталя из реакционной массы бензином и его компонентами. В качестве экстрагентов использовались вещества, имитирующие компоненты моторных топлив: - толуол; - гексан; - гексен-1, - смеси толуола, гексана и гексена-1; - бензин марки АИ-92. Понятно, что перед экстракцией из реакционной массы отгоняли ацетон. Исследования показали, что наилучшей экстракционной способностью по отношению к золькеталю обладают ароматические соединения. Однако, при превышении концентрации ЗК в толуоле выше 25% масс. значительно увеличивается содержание в экстракте воды и глицерина (свыше 1 и 5% масс. соответственно). Гексан практически не экстрагирует золькеталь из водно-глицеринового раствора. Использование в качестве экстрагента смеси толуола с гексаном, приводит к снижению концентрации золькеталя в экстракте. При этом показано, что снижение экстакционной способности смеси пропорционально содержанию гексана в ней. При экстракции гексеном-1 максимальное содержание золькеталя в экстракте составляет 7% масс. При этом добавление гексена-1 в смесь толуола и гексана (при сохранении в исходной смеси постоянной концентрации ароматического соединения 16 % масс.) не влияет на содержание ЗК в экстракте (2,6 %масс.). Сделан вывод о том, что экстракционная способность топлив зависит от концентрации ароматических компонентов, допустимое содержание которых в бензинах ограничено величиной 42% об. Исследования по экстракции золькеталя бензином марки АИ-92 подтвердили полученные данные. Показано, что при содержании в бензине 25-30 % масс. ароматических углеводородов возможно получить 3-5% масс ЗК в экстракте. При этом полученный экстракт будет представлять собой товарный бензин, содержащий необходимую концентрацию октан-повышающего оксигената. Разработана технологическая схема получения высокооктановых моторных топлив, включающая в себя реактор синтеза золькеталя, одну ректификационную колонну для отгонки ацетона и ящичный четырехступенчатый смесительно-отстойный экстрактор.