Thermal and catalytic upgrading of a biomass-derived oil in a dual reaction system

TLDR: In this article, a dual-reactor system over HZSM-5, silica-alumina and a mixed catalyst was used to upgrade bio-oil to liquid fuels.

Abstract: The thermal and catalytic upgrsding of bio-oil to liquid fuels was studied at atmospheric pressure in a dual reactor system over HZSM-5, silica-alumina and a mixed catalyst containing HZSM-5 and silica-alumina This bio-oil was produced by the rapid thermal processing of the maple wood In this work, the intent was to improve the catalyst life Therefore, the first reactor containing no catalyst facilitated thermal cracking of blo-oil whereas the second reactor containing the desired catalyst upgraded the thermally cracked products The effects of process variables such as reaction temperature (350°C to 410°C), space velocity (18 to 72 h−1) and catalyst type on the amounts and quality of organic liquid product (OLP) were investigated, In the case of HZSM-5 catalyst, the yield of OLP was maximum at 272 wt% whereas the selectivity for aromatic hydrocarbons was maximum at 83 wt% The selectivities towards aromatics and aliphatic hydrocarbons were highest for mixed and silica-alumina catalysts, respectively In all catalyst cases, maximum OLP was produced at an optimum reaction temperature of 370°C in both reactors, and at higher space velocity The gaseous product consisted of CO and CO2, and C1-C6 hydrocarbons, which amounted to about 20 to 30 wt% of bio-oil The catalysts were deactivated due to coking and were regenerated to achieve their original activity On a etudie la transformation thermique et cataly-tique d'huile bioloique en combustibles liuides a la pression atmospherique dans un reacteur double sur un catalyseur HZSM-5, un catalyseur de silice-alumine et un catalyseur mixte contenant du HZSM-5 et de la silice-alumine Cette huile biologique a ete produite par le traitement thermique rapide du bois d'erable Dans ce travail, le but est d'ameliorer la vie du catalyseur Ainsi, le premier reacteur ne contenant aucun catalyseur facilite le crauage thermique de l'huile biologique, tandis que le deuxierne reacteur contenant le catalyseur desire ameliore les produits du craquage thermiue On a etudie les effets des variables de procedes, tels la temperature de reaction de 350°C a 410°C), la vitesse spatiale (de 18 a 72 h−1) et le type de catalyseur, sur la quantite et la qualite de produit liquide organique (OLP) Dans le cas du catalyseur HZSM-5, le rendement en OLP est maximum a 272% en poids, alors que la selectivite pour les hydrocarbures arornatiques est maximum a 83% en poids Les selectivites pour les hydrocarbures arornatiques et alipha-tiques sont les plus grandes pour le cadyseur mixte et le catalyseur de silice-alumine, respectivement Dans tous les cas de catalyseurs, on obtient une production maximum d'OLP a une temperature de reaction optimum de 370°C dans les deux reacteurs, et a une grande vitesse spatiale Le produit gazeux comprend des hydrocarbures de CO et de CO2 et des hydrocarbures C1-C6 qui correspondent a environ 20%-30% de l'huile biologique Les catalyseurs ont ete desactives en raison de la cokefaction et ont ete regeneres afin qu'ils remplissent leur fonction originale