Termodinamička analiza dvokomponentnog sistema γ -valerolakton + 2-metiltetrahidrofuran od značaja za proizvodnju biogoriva

Apstrakt

Upotreba biomase kao zamene za fosilna goriva pokazala se kao veoma dobra ideja, kako sa ekološke tako i sa ekonomske tačke gledišta. Lignocelulozna biomasa je široko dostupan otpad, uglavnom iz poljoprivredne i drvoprerađivačke industrije, za koji je potrebno pronaći optimalan način rukovanja i uklanjanja. Upotreba takvog biootpada kao sirovine u proizvodnji energije, hemikalija i materijala predstavlja važan korak u tranziciji sa ekonomije zasnovane na fosilnim gorivima na cirkularnu bioekonomiju. Valorizacija biomase je izazovan proces zbog složene strukture same sirovine i velikog broja reakcionih mehanizama. Zbog toga je za dobijanje željenih proizvoda neophodno razviti pouzdane kinetičke modele uz primenu termodinamičkih modela za predviđanje fizičko-hemijskih osobina razmatrane reakcione smeše.

γ-Valerolakton (GVL) je prirodna platformna hemikalija, koja je privukla pažnju kao održiva tečnost široke primene, koja se može efikasno proizvesti iz lignoceluloze. GVL se može koristiti kao tečno gorivo, zeleni rastvarač ili kao organski intermedijer u sintezi drugih hemikalija. Jedno od jedinjenja dobijenih hemijskom konverzijom GVL-a je 2-metiltetrahidrofuran (2-MeTHF), koji se smatra obnovljivom komponentom alternativnog goriva. Zbog svega navedenog, termodinamička i transportna svojstva smeše GVL + 2-MeTHF su ispitivana u čitavom opsegu koncentracija (0,1-0,9). Gustina, brzina zvuka, viskozitet i indeks refrakcije mereni su u temperaturnom opsegu (288,15 - 333,15) K pri atmosferskom pritisku. Dobijeni rezultati su pokazali da ponašanje ispitivane smeše odstupa od ponašanja koje bi se očekivalo za idealnu smešu. Negativne vrednosti dopunske molarne zapremine ispitivane smeše ukazuju da postoje privlačne interakcije između komponenata smeše.