美國馬薩諸塞州大學和緬因州的研究人員于2010年10月20日宣布,,開發(fā)出四步法新工藝,可從美國東北部硬木樹種的木質半纖維素水解產(chǎn)物,,高產(chǎn)率和經(jīng)濟地生產(chǎn)可再生噴氣燃料和柴油燃料范圍的烷烴,。
該水解產(chǎn)物是副產(chǎn)物的典型,由美國東北部的木質素加工業(yè)如生物質鍋爐或造紙廠產(chǎn)生,。這一成果已發(fā)表在《綠色化學雜志(journal Green Chemistry)》中,。該工藝過程是將生物質衍生的碳水化合物轉化為液態(tài)烷烴(C7–C15)的拓展。
圖1. 木質纖維素生物煉油廠生產(chǎn)可再生化學品和液體燃料的集成摡念(由四步法過程制取直鏈烷烴)
該四步法過程為:
1.將酸水解成為木糖及木糖的酸催化二相脫水成為糠醛組合入在一起,;
2.糠醛抽取物的糠醇縮合,,通過此,烷烴前身物F-Ac-F由糠醛與丙酮反應生成,;
3. F-Ac-F二聚物低溫加氫成為熱穩(wěn)定,、加氫過的二聚體(H-FAFs),在這一步驟中,,三種類型的F-AC-F雙鍵被飽和,,最終加氫過的二聚體很少含有螺旋體和二聚體的醇形態(tài);
4. 加氫過的二聚體溶液與H2藉助雙功能催化劑進行高溫加氫脫氧,,產(chǎn)生噴氣和柴油范圍的烷烴,。
研究人員獲得噴氣燃料范圍的烷烴產(chǎn)率為76%,在半纖維素抽提中相應的烷烴/木糖(單體和低聚物)重量百分數(shù)產(chǎn)率為0.46kg/kg,,這一過程的理論產(chǎn)率為0.61kg/kg,。目前,低產(chǎn)率步驟是脫水和加氫脫氧,。對于脫水步驟,,可產(chǎn)生模型木糖溶液產(chǎn)率為90%,動力學模型表明,,可達產(chǎn)率95%,。
研究團隊對該過程的初步經(jīng)濟分析指出,產(chǎn)生噴氣和柴油燃料范圍的烷烴,,取決于半纖維素抽取物中進料的木糖濃度,、裝置能力和總的產(chǎn)率,成本為2.06美元/加侖至4.39美元/加侖,。(生物谷Bioon.com)