Завод углеводородов - Hydrocarbon plant

Молочай обыкновенный, который был предметом исследования углеводородных заводов в течение многих лет

Установки углеводородов - это растения, которые следуют определенным метаболическим путям и производят углеводородные продукты, похожие на нефть. Эти углеводородные продукты называются терпеноиды.[1] Растения, которые производят терпеноиды в достаточно больших количествах, чтобы их можно было собирать, могут быть размером с деревья или с одноклеточными водорослями. Семья Молочай был подробно изучен доктором. Мелвин Кэлвин, Лауреат Нобелевской премии и первооткрыватель Цикл Кальвина.Одно конкретное дерево рода Гевея, более известный как каучуковое дерево, вероятно, является самым известным заводом по производству углеводородов, который обеспечивает примерно треть мирового спроса на каучук. Его по-прежнему не так быстро и дешево производить, как каучук на нефтяной основе, поэтому он не занимает большую часть рынка.[2] Гевея естественным образом образует латексное вещество, которое можно разрезать на дерево, а затем латекс можно переработать в резину.

Однако большинство углеводородных растений - это не деревья, поэтому такой метод постукивания по дереву больше не применим. Вместо того, чтобы выпускать газ из дерева, углеводороды извлекаются с использованием различных органических растворители. Этот процесс особенно полезен для одноклеточных водорослей, таких как Botryococcus braunii. У этих водорослей есть две формы, обе живут в солоноватой воде. Первая форма - красные водоросли, которые образуют углеродные цепочки с нечетными номерами длиной примерно 25-31 атом.[2] Эти углеродные цепи обычно не обладают большим количеством двойных связей. Второй тип B. braunii имеет зеленый цвет и дает четные углеродные цепи длиной от 34 до 38 атомов углерода, в которых присутствует много двойных связей. Хотя причина этой разницы недостаточно изучена, две разные водоросли можно использовать для разных целей.

Доктор Кальвин начал свои исследования углеводородных растений в 1977 году, изучая урожайность Молочай обыкновенный более двух лет. Хотя его результаты были ограниченными из-за сложностей вегетационного периода,[3] он действительно обнаружил там значительное количество углеводородных продуктов. После того, как образцы растений были разделены с помощью адсорбционной хроматографии и колоночная хроматография, они были проанализированы через масс-спектрометрии, ИК-спектроскопия, УФ-спектроскопия, и газовая хроматография Было обнаружено, что в гексановом слое адсорбционной хроматографии присутствуют алкановые цепи с 31 и 34 атомами углерода.[3]

Проект ПЕТРО

Проект ПЕТРО - это программа, запущенная в 2011 году, в которой была предпринята попытка решить проблему создания нефтепродуктов с использованием растений. Программа состоит из 10 проектов, направленных на добычу нефти непосредственно с растений, не влияя на продовольственное снабжение США. Цель программы - произвести больше нефти с акра, чем то, что есть сейчас, и с меньшими затратами на переработку, прежде чем она попадет в насос. Это приводит к тому, что процесс становится чище, потребляет меньше энергии и является более устойчивым, чем система, которая у нас есть в настоящее время.

Десять проектов ПЕТРО включают:

  1. Сбор сахара из сорго и переработать его в Фарнезен, который является добавкой в ​​дизельное топливо.[4]
  2. Разработка путей фиксации углерода для производства пировиноградная кислота.[5]
  3. Манипулирование нефтедобывающим заводом Камелина так что он устойчив к засухе и холоду, что дает возможность расти в суровых условиях.[6]
  4. Повышение эффективности фотосинтеза за счет изменения химических путей.[7]
  5. Превращение сахарный тростник и сорго в масличные культуры.[8]
  6. Инженерное дело Камелина так что самые верхние листья отражают свет на нижнюю часть растения, тем самым повышая общую эффективность растения.[9]
  7. Изменение Камелина так что он производит обильное количество терпенов и модифицированных масел.[10]
  8. Инженерное дело табак так что он производит молекулы топлива в своих листьях.[11]
  9. Увеличение скипидар урожай в сосна деревья.[12]
  10. Развитие растений, производящих растительное масло в листьях и стеблях, а не в семенах.[13]

Все эти усилия финансируются за счет ARPA-E программа доступна через Министерство энергетики США. Программа, возглавляемая Джонатаном Бурбаумом, получила более 37 миллионов долларов финансирования с момента ее первоначального принятия в ARPA-E программа.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ «Углеводородные заводы». www.grasys.com (по-русски). Получено 2017-04-22.
  2. ^ а б [1][мертвая ссылка ]
  3. ^ а б Кальвин, Мелвин, Эстер К. Нементи и Джон В. Отвос. «УГЛЕВОДОРОДЫ И ЭНЕРГИЯ ИЗ РАСТЕНИЙ». (1978): n. стр. Электронная стипендия. Калифорнийский университет, 20 июня 2011 г. Web. 16 апреля 2013 г.
  4. ^ «Биотопливо из сорго». arpa-e.energy.gov. 20 февраля 1913 г. Архивировано из оригинал 20 октября 2013 г.. Получено 10 сентября, 2016.
  5. ^ «Эффективные пути фиксации СО2». ara-e.energy.gov. 20 февраля 2013 г. Архивировано с оригинал 20 октября 2013 г.. Получено 11 сентября, 2016.
  6. ^ «Повышенная концентрация углерода в Camelina». arpa-e.energy.gov. Архивировано из оригинал 20 октября 2013 г.. Получено 11 сентября, 2016.
  7. ^ «Топливо из табака и Arundo donax». arpa-e.energy.gov. Архивировано из оригинал 20 октября 2013 г.. Получено 10 сентября, 2016.
  8. ^ «Генетически улучшенное сорго и сахарный тростник». arpa-e.energy.gov. Архивировано из оригинал 20 октября 2013 г.. Получено 10 сентября, 2016.
  9. ^ «Улучшенное использование света у камелины». arpa-e.energy.gov. Архивировано из оригинал 20 октября 2013 г.. Получено 10 сентября, 2016.
  10. ^ «Реактивное топливо от Camelina». arpa-e.energy.gov. Архивировано из оригинал 20 октября 2013 г.. Получено 10 сентября, 2016.
  11. ^ "ARPA-E | Масло из листьев табака". Arpa-e.energy.gov. 2015-03-26. Получено 2016-09-04.
  12. ^ «Сосны стебельные». arpa-e.energy.gov. Архивировано из оригинал 4 июня 2014 г.. Получено 10 сентября, 2016.
  13. ^ «Растительное масло из листьев и стеблей». arpa-e.energy.gov. Архивировано из оригинал 20 октября 2013 г.. Получено 11 сентября 2016.