ИСТИНА

Биодизель – это экологически чистый вид биотоплива, получаемый из растительных масел, который используется в качестве замены нефтяного дизельного топлива. На рынке биотоплив биодизель занимает лидирующие позиции по объемам производства и применения (порядка 70%). Промышленное производство биодизеля началось в конце 90-х годов и в настоящее время составляет более 20 млн. т/год. Основная часть биодизеля производится в Европейском союзе (48%), Южной Америке (24%) и США (18%). В России пока нет производств биодизеля, но существуют перспективы и потенциальный рынок. Биодизель представляет собой метиловые эфиры высших жирных кислот. Получают его обработкой растительных масел (рапсовое, соевое, пальмовое и др.) метанолом в присутствии катализатора – щелочи. При производстве биодизеля в качестве побочного продукта образуется глицерин. Количество образующегося глицерина составляет примерно 10% от массы полученного биодизеля. При таких масштабах производства биодизеля на рынке образовался избыток глицерина, и возникла проблема его переработки и использования. После проведения реакции этерификации растительного масла метанолом образуются глицериновые стоки. Такой отход представляет собой смесь глицерина, метанола, воды, следов катализаторов, свободных жирных кислот, не вступивших в реакцию, моно-, ди- и триглицеридов, метилового эфира. Концентрация глицерина составляет от 40 до 60% масс. Наиболее простым способом утилизации таких стоков является сжигание. Сжигание как утилизация отхода не является рациональным. Однако в некоторых случаях, например, на небольших или опытных установках, такой способ может применяться в связи с несовершенством технологии. Глицерин может быть использован и в качестве котельного топлива. Для этих целей используют сырой глицерин с концентрацией >80% масс. На современных биодизельных заводах глицериновые стоки подвергают очистке, которая заключается в нейтрализации щелочи и отпарке метанола. При этом образуется так называемый сырой глицерин с концентрацией 80-90% масс. В случае необходимости проводят дальнейшее концентрирование путем ректификации вплоть до концентрации 99,8% масс. Такой глицерин называют дистиллированным. Процесс дистилляции является достаточно энергоемким, что приводит к резкому удорожанию концентрированного продукта. Глицерин находит широкое применение в различных отраслях промышленности. В медицинской, лакокрасочной, пищевой, табачной, текстильной и бумажной промышленности, военном деле, производстве пластических масс, сельском хозяйстве и многом другом. Однако объемы образующегося глицерина с избытком покрывают потребности в нем. И в связи с этим многие предприятия вынуждены нести расходы по хранению глицерина. На сегодняшний день наиболее перспективным направлением является переработка сырого глицерина - отхода производства биодизеля - в ценные органические соединения. Все предложенные методы можно разделить на два основных класса: биотехнологии и химический синтез. Микробиологические методы позволяют за счет окисления, неполного окисления и сбраживания субстрата бактериями в аэробных и анаэробных условиях из глицерина получать 1,3-пропандиол, лимонную кислоту, дигидроксиацетон, полиглюкозу, полигидроксиалконоаты, L-а-глицерофосфат. Основными продуктами химических методов конверсии глицерина являются эпихлоргидрин, пропандиолы (1,2- и 1,3-), карбонат глицерина, акролеин, моноглицериды, олигомеры глицерина и его алкиловые эфиры, синтез-газ. Низкая стоимость сырого глицерина и его доступность на рынке позволяют некоторые из разработанных технологий сделать экономически выгодными уже сегодня. Так, например, из микробиологических методов переработки сырого глицерина в промышленности реализован процесс получения 1,3-пропандиола. Из химических методов переработки глицерина в промышленности внедряются технологии производства эпихлоргидрина, пропандиола, карбоната глицерина. Одним из наиболее перспективных методов переработки глицерина является синтез эпихлоргидрина (ЭПХГ). Эта технология приобретает наиболее масштабную реализацию. Бельгийская фирма Solvay построила в Таиланде завод мощностью 100 тыс. т/год эпихлоргидрина и строит завод в Китае такой же мощностью. Китайская фирма Yang Nong Jiang Su имеет производство мощностью 60 тыс. т/год. Американская фирма Dow строит в Китае завод мощностью 150 тыс. т/год. ЭПХГ является ценным продуктом органического синтеза, мировой объем производства которого превышает 1,6 млн. т/год. Примерно 85% производимого ЭПХГ идет на производство эпоксидных смол для получения лаков, красок, клеев, герметиков. Кроме того, ЭПХГ и его производные используются для получения ионообменных смол, поверхностно активных веществ, эпихлоргидриновых каучуков и много другого. Промышленный способ получения ЭПХГ, который сохранил свой значение до сих пор, основан на применении в качестве сырья пропилена. Технология эта имеет ряд недостатков, основными из которых являются сырьевая зависимость от нефти, низкая селективность реакций, значительные количества хлорорганических отходов (до 0,5 тонн на 1 тонну ЭПХГ), большие количества загрязненных сточных вод (до 56 тонн на 1 тонну ЭПХГ). В России до недавнего времени существовало два производства эпихлоргидрина из пропилена суммарной мощностью 58 тыс. тонн в год. Однако в связи с резким ростом цен на пропилен оба производства в 2010 году были выведены из эксплуатации как нерентабельные. Существенные затраты на решение природоохранных проблем также сыграли определенную роль при принятии решения о закрытии производств эпихлоргидрина в России. Следует отметить, что отсутствие отечественного производства эпихлоргидрина делает зависимым от его экспорта многие отрасли промышленности, в частности, такую стратегически важную, как военная промышленность. Синтез эпихлоргидрина из глицерина включает в себя следующие стадии: гидрохлорирование глицерина до дихлоргидринов глицерина, дегидрохлорирование дихлоргидринов с образование эпихлоргидрина и ректификация влажного эпихлоргидрина с получением товарного продукта. Технология получения эпихлоргидрина из глицерина, разработанная в нашем институте, имеет ряд преимуществ перед технологией получения из пропилена. Это отсутствие сырьевой зависимости от нефти, использование доступного и дешевого глицерина – отхода производства биодизеля, сокращение количества сточных вод в 9 раз, отсутствие побочных хлорорганических продуктов. Таким образом, создание производства получения эпихлоргидрина из глицерина, является не только рациональным и коммерчески выгодным решением проблемы утилизации отхода производства биодизеля, но и позволит обеспечить страну остродефицитным продуктом (ЭПХГ) для производства эпоксидных смол и др.