Undersøkelse av effekten av katalysatorer og støttematerialer på omdanningen av lignin til LtL-biooljer ved forskjellige betingelser

Abstract

Verdens petroleumsforbruk har skutt i været de siste tiårene, og man inser at ressursene holder på å gå tom. Dette har tvunget oss til å begynne å tenke på alternative måter å produsere energi og drivstoff på. Lignocellulosisk biomasse blir ansett som en av de største ressursene vi har på jorda, og har vist seg å være et lovende alternativ til petroleum. Av lignocellulosisk biomasse er allerede cellulose og hemicellulose tatt i bruk allerede,men den resterende komponenten, lignin, blir ofte oversett. Dette er synd, fordi den utgjør en så betydelig mengde av biomassen at verden kan da gå glipp av store ressurser. LtL-biooljer er en måte å utnytte lignin på. LtL-prosessen går ut på å omforme ligninet til en olje, lignende petroleumsoljen som allerede finnes på markedet, slik at overgangen til bioolje skal gå så glatt som mulig. Metodener fremdeles i startfasen, og det arbeides stadig med måter å forbedre metoden på. I denne oppgaven blir det undersøkt hvilken effekt katalysator og støttematerial vil ha på mengde og fordeling av utbytte, og sammensetningen til oljen. Konverteringen vil bli gjort under ulike reaksjonsbetingelser, for å se hvordan det virker inn på effekten. Forsøkene er blitt gjort med vann som løsemiddel, maursyre som hydrogendonor, \gamma-Alumina-, ZrO2- og aktivt karbon som støttematerialer og en katalysator som er nikkel-basert. Oljene ble undersøkt med både GC-FID og elementanalyse for å se på sammensetningen og for å passe på at hydrogen- og oksygeninnholdet var på ønskelig nivå. Det viste seg at nikkel-katalysatoren ikke fungerte som ønskelig med vann som løsemiddel, og det var mye vann som ble hengende igjen i produktene. Av støttematerialene viste det aktive karbonet seg som å være det materialet som ga størst økning i oljeutbyttet. Alle støttematerialene ble testet i en syrebehandlet versjon i tillegg, og dette var sært effektivt for karbonet uten katalysator. \gamma-Alumina-støttematerialet var jevnt over det støttematerialet som fungerte dårligst, og det ble produsert mye koks i de forsøkene. Forsøkene hadde mye av de samme funnene i GC-FID, som kan forventes ettersom alle produktene kommer fra samme lignin. De forskjellene som var kom fra forskjellen i temperaturprogrammene, ikke fra de forskjellige støttematerialene. Av reaksjonsbetingelser ble det testet to forskjellige programmer; 340 °C/6 timer og 300 °C/2 timer og resultatet at dette er at 340 °C/6 timer gir klart de beste utbyttene. Dette ble bestemt både ved elementanalysen men også av forholdet mellom olje og koks.