Могут ли галогенводороды катализировать деоксигенацию целлюлозы?

[Ruslan_Sharipov]

Деоксигенация целлюлозы и других веществ в составе древесины — это путь к замещению ископаемых углеводородов возобновляемыми (см здесь). Но использованные по ссылке катализаторы является твердотельными и трудно обеспечить их контакт с субстратом. Может быть газообразная смесь, содержащая HCl и H₂ подошла бы лучше? Предполагаемые реакции

 

ROH + HCl = RCl + H₂O

RCl + H₂ = RH + HCl

 

или

 

R¹OR² + 2 HCl = R¹Cl + R²Cl + H₂O

R¹Cl + H₂ = R¹H + HCl

R²Cl + H² = R²H + HCl

 

или

 

RO + 2 HCl = RCl₂ + H₂O

RCl₂ + 2 H₂ = RH₂ + 2 HCl.

 

Водород можно получать в составе синтез-газа при пиролизе древесины в отдельном газогенераторе. Но сам по себе молекулярный водород становится хорошим восстановителем лишь при высоких температурах. Добавление HCl могло бы снизить порог активации для реакции деоксигенации (восстановления) древесины водородом. Подскажите, пожалуйста, возможно ли такое?

 

 

[St2Ra3nn8ik]

17 часов назад, Ruslan_Sharipov сказал:

Может быть газообразная смесь, содержащая HCl и H₂ подошла бы лучше?

Из галогеноводородов тут только иодоводород подойдёт, и вроде, в виде водного раствора (иодоводордная кислота). Он восстанавливает кислородные производные углеводородов в сами углеводороды.

 

PS. Куда пропадали?

Изменено 13 Июля, 2021 в 16:20 пользователем St2Ra3nn8ik

[бродяга_]

21 час назад, Ruslan_Sharipov сказал:

Но сам по себе молекулярный водород становится хорошим восстановителем

он и при нормальной температуре хорошо восстанавливает.

21 час назад, Ruslan_Sharipov сказал:

Водород можно получать в составе синтез-газа при пиролизе древесины в отдельном газогенераторе.

атомарным он будет только в процессе пиролиза.

[Ruslan_Sharipov]

1 час назад, бродяга_ сказал:

Водород и при нормальной температуре хорошо восстанавливает.

Пожалуйста, объясните и дайте ссылки. Меня конкретно интересует восстановление целлюлоз,  гемицеллюлоз и лигнина.

 

5 часов назад, St2Ra3nn8ik сказал:

Из галогеноводородов тут только иодоводород подойдёт, и вроде, в виде водного раствора (иодоводордная кислота).

Да, спасибо, посмотрел вот здесь в Википедии. Водный раствор - это не подходит. Желательно проделать это в газовой фазе и с хлороводородом. Вопрос в цене и объёмах. Цель переработать гигатонны древесины в углеводороды и заместить их добычу из недр. Посмотрите видео, оно обозначает проблемы и вдохновляет на их решение.

 

Если йодоводород  работает в растворе при низких температурах, то возможно хлороводород будет работать при повышении температуры. Не до пиролиза, но заметно выше комнатной. Как Вы думаете?

 

6 часов назад, St2Ra3nn8ik сказал:

PS. Куда пропадали?

Жизнь замучила, много проблем вдруг образовалось. Приходится разгребать. Но это не в тему. Обсуждать не буду.

[бродяга_]

35 минут назад, Ruslan_Sharipov сказал:

Цель переработать гигатонны древесины в углеводороды и заместить их добычу из недр.

это что значит? обстричь нашу планету наголо?

цель разработать био разлагаемые пластики. а углеводороды добывай из углекислого газа и кислород побочным продуктом Солнышко в помощь.

[Ruslan_Sharipov]

4 часа назад, бродяга_ сказал:

Цель разработать биоразлагаемые пластики.

Хорошая цель. Она решает проблему мусора. Но ведь конечным продуктом биоразложения биоразлагаемых пластиков будет углекислый газ. Поэтому парниковую проблему эта цель не касается, если биоразлагаемые пластики производятся из ископаемого сырья.

 

4 часа назад, бродяга_ сказал:

Углеводороды добывай из углекислого газа и кислород побочным продуктом, Солнышко в помощь.

Хорошее пожелание. Но пока что фотосинтез в химическую технологию никто превратить не сумел. Поэтому без растений пока не обойтись. Вариант генерации электричества солнечными панелями и использование электричества на улавливание СО₂ можно обсудить. Но лучше это делать в отдельной теме. Вроде бы где-то на форуме такая тема уже была.
 

4 часа назад, бродяга_ сказал:

Это что значит? Обстричь нашу планету наголо?

Не обстричь, а периодически стричь, как стригут овец. По данным ГРИНПИС в 2020 году площадь ландшафтных пожаров в России составила более полутора процента от территории страны. Если каким-то образом мотивировать нефтяников переключиться с добычи углеводородов из земли на  их производство из растительной биомассы, то эти бесхозно выгорающие территории обретут хозяина и пожаров не будет. Лес в лесной зоне и травы в степной зоне будут целенаправленно культивироваться и периодически выкашиваться. 

 

По данным из доклада Анатолия Москалёва, который выше в этой теме приведён в форме видео, сейчас в атмосфере находится 830 гигатон углерода, а в доиндустриальную эпоху было 600 гигатонн. Если этот избыток в 230 гигатонн извлечь и превратить в пластик, то этим пластиком можно покрыть все пустынные и засушливые земли. На этот пластик можно нанести полупрозрачный фотоэлектрический слой и генерировать электричество. А под пластиком можно удерживать влагу и разводить растения на искусственном орошении. Таким образом технологии конверсии биомассы в углеводородное сырьё не только не обстригут планету, но даже сделают её более зелёной, чем теперь.

Изменено 14 Июля, 2021 в 03:58 пользователем Ruslan_Sharipov

[dmr]

13.07.2021 в 04:06, Ruslan_Sharipov сказал:

Деоксигенация целлюлозы

Пиролиз 

Сухая перегонка 

Деготь

 

Кислород то вам чем помешал. Дерево и так не плохо горит.

Другое дело куча серы, азота, и минеральной золы. В этом плане, сразу с готовой нефтью и газом проще. 

13.07.2021 в 04:06, Ruslan_Sharipov сказал:

H₂

Водород и сам не плохо горит, нафига его с деревом мешать. Если у вас есть источник водорода, то и нефть не нужна

13.07.2021 в 04:06, Ruslan_Sharipov сказал:

Водород можно получать в составе синтез-газа при пиролизе древесины в отдельном газогенераторе

Тогда больше ничего и не надо

[dmr]

3 часа назад, Ruslan_Sharipov сказал:

углекислый газ. Поэтому парниковую проблему

Если что 

 

13.07.2021 в 04:06, Ruslan_Sharipov сказал:

H₂O

Тоже обладает сильным парниковым эффектом

3 часа назад, Ruslan_Sharipov сказал:

230 гигатонн извлечь

Из воздуха извлечь при его минимальной концентрации, очень затратно

В принципе золота в океане тоже дохера, в абсолютном измерении. Но в относительном, в концентрации очень и очень мало, и его извлечение затратно и не эффективно

[Ruslan_Sharipov]

30 минут назад, dmr сказал:

Пиролиз. Сухая перегонка. Деготь.

Вещества, образующиеся при простом пиролизе древесины некомфортны для использования в качестве топлива. Жидкие и газообразные углеводороды гораздо лучше.

 

33 минуты назад, dmr сказал:

Кислород то вам чем помешал. Дерево и так не плохо горит.

Дерево не является жидким топливом.

 

42 минуты назад, dmr сказал:

Другое дело куча серы, азота, и минеральной золы.

Азота и серы в древесине немного. При конверсии древесины в жидкие углеводороды они не окислятся и с некоторой вероятностью улетят в форме H₂S и NH₃. Затем с осадками попадут в почву и будут участвовать в цикле воспроизводства древесины. Минеральные вещества останутся в установках конверсии. В принципе им можно будет найти применение, в частности, возвращать в почву.

 

48 минут назад, dmr сказал:

В этом плане, сразу с готовой нефтью и газом проще. 

Готовая нефть, добытая из земли усугубляет парниковую проблему. Мы и так уже накачали в атмосферу 230 гигатонн углерода и в настоящее время каждый год добавляем по 10 гигатонн. Кстати, вот самая свежая новость в климатическую тему: Земля переживает самый жаркий период за всю историю наблюдений.  Дальше будет только хуже.

 

51 минуту назад, dmr сказал:

Если что H₂O тоже обладает сильным парниковым эффектом.

Согласно докладу Анатолия Москалёва, который выше в этой теме приведён в форме видео, роль воды двояка. В виде водяных паров - это парниковый газ. Но конденсируясь в облака, вода усиливает отражательные свойства атмосферы в области видимого спектра и предохраняет её от перегрева. Какое из этих двух свойств воды станет преобладать при дальнейшем неизбежном росте среднегодовой температуры до сих пор не ясно. Если облаков будет становиться больше, то мы получим влажные тропики по всей планете и дальнейший нагрев остановится. Если же облака не станут образовываться - нас ждёт венерианская катастрофа.

 

1 час назад, dmr сказал:

230 гигатонн углерода из воздуха извлечь при его минимальной концентрации, очень затратно.

Тем не менее, имеет место быть проект CarbFix. Я его не поддерживаю. Считаю, что углерод, извлечённый из атмосферы, надо использовать в хозяйственных нуждах, а не превращать в карбонаты, как они предлагают делать. Про другие технологии улавливания можно почитать вот здесь: Европейцы сказали "нет" подземным хранилищам. CO2 останется в атмосфере

 

1 час назад, dmr сказал:

Водород и сам не плохо горит, нафига его с деревом мешать. Если у вас есть источник водорода, то и нефть не нужна

Водородная тематика звучала на недавнем экономическом форуме в Петербурге, см. сообщение: Александр Новак рассказал о перспективах декарбонизации и развитии водородной энергетики в России. Водород как энергоноситель не очень удобен. Как газомоторное топливо он гораздо более взрывоопасен, чем метан.

 

В моем предложении нет никакого отдельного источника водорода. Часть древесины сжигается в условиях неполного сгорания. Образуется CО. Если добавлять ещё и водяной пар, то получится синтез-газ. Его предлагается использовать для восстановительного пиролиза другой части древесины. При этом будут получаться жидкие углеводороды с большим выходом. Использование HCl в качестве катализатора, активирующего водород H₂ в этом процессе, предлагается обсудить в данной теме. Экологические предпосылки я надеюсь теперь стали ясными и их не надо больше обсуждать.

[Ruslan_Sharipov]

В данной теме давно нет новых сообщений. Означает ли это, что все согласны с тем, что HCl способен активировать H₂ в реакциях деоксигенации древесины?  Могут ли тут образовываться вредные вещества типа диоксинов, если кислорода в газовой смеси нет?