Från skogsrester till jetbiobränsle med katalytisk pyrolys

Katalysatorer kan trimma aromatiska kolväten för att producera jetbiobränsle

Projektet har studerat hur en ny zeolitkatalysator kan utformas och konstrueras i en skräddarsydd och effektiv process för att producera biobaserade flygbränslekomponenter av hög kvalitet.

Aromatiska kolväten är viktiga komponenter i flygbränslen. Deras egenskaper kan sänka fryspunkten, förbättra smörjförmågan och förhindra bränsleläckage i motorer och bränslesystem. Men om kolvätena produceras från fossila resurser bidrar användningen av flygbränsle till att CO₂-nivåerna i atmosfären ökar. Ett mer hållbart alternativ är att producera dessa viktiga flygbränslekomponenter från förnybara resurser, som skogsrester och annan biomassa, vilket ger biooljor.

En utmaning med biooljor som produceras med pyrolys är att de är inkompatibla med existerande jetmotorer och bränsleinfrastruktur. Biooljornas instabilitet, korrosivitet, höga viskositet och låga energitäthet är betydande hinder för direkt användning av bioolja som jetbränsle, vilket kräver en uppgraderingsmetodik.

I det här projektet har man närmare studerat hur zeoliter – mångsidiga katalysatorer som används i petrokemiska processer och raffineringsprocesser när gaser ska uppgraderas – kan användas för att få aromatiska kolväten baserade på biooljor som kan användas till bioflygbränslen, eller BJF:s efter engelskans Biojet fuels.

Zeoliternas morfologi utformades för att förbättra diffusionen av pyrolysångorna och de uppgraderade produkterna i katalysatorn, för att selektivt producera kolväten för flygbränslen. Projektet syftade också till att utveckla katalysator- och teknologidesign för att selektivt omvandla biomassa till BJF-komponenter via en ex-situ katalytisk hydropyrolysprocess.

Den nya katalysatordesignen kombinerades med en skräddarsydd kontinuerlig falltubspyrolysator för att producera högkvalitativ bioolja.

Effekterna av olika processfaktorer, till exempel processtemperatur över katalysatorn, gasmiljö i reaktorn, katalysatorernas beständighet, värmevärdet hos pyrolysprodukterna och koleffektiviteten för hela processen undersöktes.