Undersøking av katalysatorar ved solvolyse av lignin og analysering av produktet ved GC-MS, IR og NMR

Abstract

Med tanke på at petroleum er ein avgrensa ressurs og det moderne samfunnet er så avhengig av den, er det viktig å finne alternativ. Det er nødvendig med alternativ både til drivstoff og til kjemikalieproduksjon. Solvolyse er ein prosess der lignin blir omdanna til bio-olje ved hjelp av maursyre og etanol (høvesvis som hydrogendonor og løysemiddel) under høge temperaturar og høgt trykk. Den bio-olja som blir produsert ved solvolyse skil seg frå vanleg pyrolyseolje ved at den inneheld mindre oksygen. I denne oppgåva blei det sett på verknaden av ulike katalysatorar på systemet, i tillegg til temperatur og reaksjonstid. Det blei også sett på korleis endring av forholdet mellom mengde maursyre og mengde lignin påverka systemet. Reaktorane som vert nytta i solvolyseforsøka består blant anna av rustfritt stål av typen ss316. Det blei sett på om det rustfrie stålet har ein katalytisk effekt ved å tilsetje spon av ss316 til reaksjonen. Det viste seg at rustfritt stål ikkje har nemneverdig katalytisk effekt. Det blei også utført screeningforsøk med palladium på karbon (Pd/C) og nikkel-aluminium (Ni/R) katalysatorar. Det er ønskeleg med mest mogeleg væske og mindre gass og koks. Dei foreløpige konklusjonane frå desse forsøka er at begge desse katalysatorane har ein positiv effekt på danning av væske i forsøka. Det blei berre utført fem forsøk med Pd/C som katalysator og to forsøk med Ni/R. Dette er ikkje nok til å trekke sikre konklusjonar. Jern(II)sulfat blei også forsøkt som katalysator. Desse forsøka viste ei auke i mengde oljeprodukt som blei produsert i dei katalyserte forsøka samanlikna med eit blankforsøk utan katalysator. Då det blei gjort forsøk med ulike temperaturar (360° eller 380°) og ulik reaksjonstid (4t eller 8t) i tillegg til katalysator (med eller utan), viste det seg at det blei danna mest oljeprodukt ved 360°, 4t og med katalysator. Forsøk med ulike mengder lignin og ulike mengder maursyre, viste at det fungerte godt med lite maursyre (1 ml) til ei medium mengd lignin (1,25 g). Det blei då danna både gass, væske, fast stoff som er løyseleg i diklorometan og koks. Bakgrunnen for å vurdere at 1 ml maursyre og 1,25 g lignin var det beste av desse forsøka, er at det er ønskeleg med mest mogeleg væskeprodukt og minst mogeleg av fast stoff og gass. I tillegg er det ønskjeleg å nytte minst mogeleg løysemiddel.