Газохимия из отходов

Самым простым сырьем, которое может быть получено из биологических источников, является метан в виде так называемого биогаза – продукта брожения. В составе биогаза на долю метана приходится 50-70%, остальное по большей части углекислый газ с небольшими примесями сероводорода, аммиака, водорода, угарного газа. По теплотворнойспособности 1 м3 биогаза эквивалентен 0,6 м3 природного газа и может успешно применятся как топливо.

Получение биогаза в реакторе (называемом метанотенком) является не более чем реализацией природных биологических процессов и следует примеру природы: тысячелетиями происходит процесс образования метана в желудках животных. Перечень только органических отходов, пригодных для производства биогаза, включает в себя: навоз, помет, зерновую и мелассную послеспиртовую барду, пивную дробину, свекольный жом, фекальные осадки, отходы рыбного и забойного цеха, траву, бытовые отходы, а также отходы молоко-заводов, от производств биодизеля, соков, крахмала и патоки, переработки картофеля.

В Китае установлено более 10 млн небольших метанотенков (10-15 м3) в сельской местности, представляющих собой врытые в землю бетонные емкости. Эти реакторы ежегодно производят 7 млрд м3 биогаза, что обеспечивает 60 млн крестьян (приготовление пищи, отопление). Более 3,8 млн таких устройств установлено в Индии. В Дании биогаз составляет 18% энергобаланса, а в Германии биогаз покрывает 11% потребности в газе.

Биогаз, точно так же, как и природный газ, далее может быть использован для производства метанола, синтеза газа и всех стандартных продуктов традиционной газохимии, в том числе азотных удобрений.

Не только этилен

Очевидно, что биоэтилен может стать основой производства всех традиционных продуктов из него даже без смены оборудования и существующих технологий. Вместе с тем, сама биотехнология позволяет получать некоторые нефтехимические продукты особым способом из возобновляемого сырья. Современные технологии ферментации с участием генномодифицированных клеток позволяют получать бутанол из зернового сырья. Наряду с ним образуется также ацетон и этиловый спирт. Так, компанией Environmental Energy на территории США создана экспериментальная установка по производству биобутанола, на которой, по заявлениям специалистов компании, продукт можно производить из всего, что растет на земном шаре. Компании BP и DuPont после четырех лет сотрудничества в июле 2009 года создали в США совместное предприятие Butamax™ Advanced Biofuels LLC. Ожидается, что первый коммерческий завод будет запущен в 2013 году. Разработками в этой сфере занимается и целый ряд других компаний. А в Китае годовое производство биобутанола уже составляет 300 тыс. тонн в год.

Промышленность синтетических каучуков также может получить возможность использовать биосырье. Так, в 2008 году компании Genencor и Goodyear объявили о сотрудничестве в области создания изопрена биотехнологическим путем. Компаниями заявлено о планах создания промышленного производства биоизопрена в 2013 году.

Первая партия биоизопрена была направлена на испытания в конце 2009 года. Goodyear изготовила из этого продукта две демонстрационные шины, одна из которых была размещена в зале ожидания аэропорта Копенгагена, а другая представлена в рамках международной конференции ООН по изменению климата в декабре 2009 года.

Биотехнологии открывают пути для производства из возобновляемого сырья не только таких базовых продуктов, как этилен или бутанол. Это и ацетон, различные спирты и полиолы, кислоты, гликоли и т.д. Это колоссальный спектр химических веществ специального и фармаколо гического назначения. Современные достижения науки и инициатива бизнеса делают реальностью построение новой нефтехимической промышленности в глобальном масштабе. Только без нефти – на основе возобновляемого биологического сырья.

Спектр возможностей

Основные направления использования биологического сырья в нефтехимии

Александр Титов, эксперт службы технологии и обеспечения производства СИБУРа

Владимир Дебабов, д.б.н., профессор, академик РАСХН, чл.-корр. РАН, научный руководитель ГНЦ РФ ФГУП «ГосНИИгенетика»