Bifunctional activated carbon-based catalysts for raw bio-oil hydrodeoxygenation

Abstract

En el actual escenario de transición energética, la biomasa lignocelulósica recibe una gran atención como fuente renovable de energía y materias primas. La pirolisis de biomasa tiene buenas perspectivas para su implantación a gran escala, y producción de combustibles líquidos y productos químicos de interés. El bio-oil, el producto líquido, es una emulsión rica en compuestos orgánicos oxigenados, pero su inestabilidad y contenido de agua impiden su uso directo como combustible. Por otro lado, el producto sólido, puede ser tratado para su empleo como catalizador o soporte de catalizador. La hidrodeoxigenación (HDO) del bio-oil es una reacción clave para adecuar su composición y propiedades y para ello se proponen catalizadores bifuncionales soportados sobre carbón activo. Estos han sido preparados mediante activación química con H3PO4 de hueso de aceituna, lo cual genera grupos funcionales ácidos en el soporte carbonoso. Diferentes metales se han depositado como función metálica (PtPd, NiW y CoMo). La HDO de bio-oil se ha evaluado a presiones moderadas (65 bar) y altas temperaturas (400-475 ºC), lo que permite operar en un reactor en continuo debido a que se alcanza un estado estable entre la hidrodeoxigenación de los intermedios y el hidrocraqueo de los precursores de coque, impidiendo la rápida desactivación típica del procesado de bio-oil completo. Estos compuestos del medio de reacción, así como las especies depositadas sobre los catalizadores durante la reacción han sido analizados con el objetivo de estudiar los diferentes mecanismos de desactivación y cómo se integran en el mecanismo global de la HDO. Estos estudios han permitido proponer un esquema de reacción sencillo para este proceso agrupando los compuestos con comportamiento cinético similar. Finalmente, se ha propuesto un modelo cinético de la HDO con el objetivo de producir compuestos aromáticos y fenólicos basado en este esquema de reacción y considerando la desactivación del catalizador.