美國馬薩諸塞州大學(xué)與加州大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)于2011年8月28日宣布,集成的過程可從生物質(zhì)糖類生產(chǎn)高辛烷值再生汽油,他們開發(fā)了集成的兩段法水相加氫脫氧(APHDO)過程,可用于從楓木(作為木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的代表)生產(chǎn)高辛烷值再生汽油,該成果已在“RSC綠色化學(xué)“雜志上發(fā)表。
該過程可將楓木衍生的含水碳水化合物物流(使用熱水和酸水解產(chǎn)生)轉(zhuǎn)化為汽油范圍的產(chǎn)品,碳產(chǎn)率高達(dá)57%,估計(jì)辛烷值為96.5。研究團(tuán)隊(duì)觀察到催化劑無明顯失活,說明該催化劑非常穩(wěn)定。來自該兩段過程的最高汽油產(chǎn)率可從楓木酸水解產(chǎn)生的物流獲得,楓木酸水解可用0.5%草酸在433 K下經(jīng)0.5小時(shí)完成。
水相處理(APP)是一項(xiàng)令人振奮的新技術(shù),可用于生物質(zhì)的耦合增溶與所得到的碳水化合物的溶液經(jīng)催化轉(zhuǎn)化可成為烴類和各種燃料和化學(xué)品。研究表明,水相處理(APP)可使生物質(zhì)衍生的化合物溶液(包括糖類、糖醇、生物油、纖維素或甚至木質(zhì)素)轉(zhuǎn)化成氫氣、輕質(zhì)烷烴、液體烷烴和含氧化合物。
 圖1. 從木質(zhì)纖維素生物質(zhì)通過生物質(zhì)水解產(chǎn)生的溶液進(jìn)行水相加氫脫氧可生產(chǎn)汽油的方塊流程圖
現(xiàn)已確認(rèn)了采用雙功能酸堿催化劑,山梨醇的水相加氫脫氧(APHDO)可成為C1〜C6烷烴的的化學(xué)反應(yīng)。還表明,藉助于特定設(shè)計(jì)的鉑/磷酸鋯(PT/ZRP)催化劑,可通過更改反應(yīng)化學(xué)和催化劑活性中心的酸濃度,就可以有選擇性地從山梨醇水溶液生產(chǎn)高辛烷值汽油調(diào)合物。
汽油范圍的產(chǎn)品包括戊烷、己烷、C2-C6單官能團(tuán)化合物,如醇、酮、環(huán)醚和少量羧酸;
水相產(chǎn)品包括甲醇、1,4-山梨醇、異山梨酯、丙二醇、丁二醇、戊二醇和己二醇。
估計(jì)來自葡萄糖、木糖和楓木水解經(jīng)水相加氫脫氧得到的汽油范圍的產(chǎn)品的研究法辛烷值(RON)為82至96,與美國當(dāng)今市場(chǎng)上的汽油辛烷值類似。因此,研究人員指出,大多數(shù)的單官能團(tuán)化合物,可望用作為高辛烷值汽油添加劑,或成為生產(chǎn)較長(zhǎng)鏈柴油和噴氣燃料分子的前身物。
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