美国马萨诸塞州大学和缅因州的研究人员于2010年10月20日宣布,开发出四步法新工艺,可从美国东北部硬木树种的木质半纤维素水解产物,高产率和经济地生产可再生喷气燃料和柴油燃料范围的烷烃。
该水解产物是副产物的典型,由美国东北部的木质素加工业如生物质锅炉或造纸厂产生。这一成果已发表在《绿色化学杂志(journal Green Chemistry)》中。该工艺过程是将生物质衍生的碳水化合物转化为液态烷烃(C7–C15)的拓展。
图1. 木质纤维素生物炼油厂生产可再生化学品和液体燃料的集成摡念(由四步法过程制取直链烷烃)
该四步法过程为:
1.将酸水解成为木糖及木糖的酸催化二相脱水成为糠醛组合入在一起;
2.糠醛抽取物的糠醇缩合,通过此,烷烃前身物F-Ac-F由糠醛与丙酮反应生成;
3. F-Ac-F二聚物低温加氢成为热稳定、加氢过的二聚体(H-FAFs),在这一步骤中,三种类型的F-AC-F双键被饱和,最终加氢过的二聚体很少含有螺旋体和二聚体的醇形态;
4. 加氢过的二聚体溶液与H2藉助双功能催化剂进行高温加氢脱氧,产生喷气和柴油范围的烷烃。
研究人员获得喷气燃料范围的烷烃产率为76%,在半纤维素抽提中相应的烷烃/木糖(单体和低聚物)重量百分数产率为0.46kg/kg,这一过程的理论产率为0.61kg/kg。目前,低产率步骤是脱水和加氢脱氧。对于脱水步骤,可产生模型木糖溶液产率为90%,动力学模型表明,可达产率95%。
研究团队对该过程的初步经济分析指出,产生喷气和柴油燃料范围的烷烃,取决于半纤维素抽取物中进料的木糖浓度、装置能力和总的产率,成本为2.06美元/加仑至4.39美元/加仑。(生物谷Bioon.com)