Biomass Conversion to Hydrocarbon Fuels Using the MixAlco^TM Process

Conversion de la biomasse en combustibles hydrocarbonés au moyen du procédé MixAlco^TM

Department of Chemical Engineering, Texas A&M University, College Station, TX 77843-3122 - United States
e-mail: sebrisco@hotmail.com - m-holtzapple@mail.che.tamu.edu

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Abstract

The MixAlco^TM process converts biomass to hydrocarbons (e.g., gasoline) using the following generic steps: pretreatment, fermentation, descumming, dewatering, thermal ketonization, distillation, hydrogenation, oligomerization and saturation. This study describes the production of bio-gasoline from chicken manure and shredded office paper, both desirable feedstocks that do not require pretreatment. Using a mixed culture of microorganisms derived from marine soil, the biomass was fermented to produce a dilute aqueous solution of carboxylate salts, which were subsequently descummed and dried. The dry salts were thermally converted to raw ketones, which were distilled to remove impurities. Using Raney nickel catalyst, the distilled ketones were hydrogenated to mixed secondary alcohols ranging from C3 to C12. Using zeolite HZSM-5 catalyst, these alcohols were oligomerized to hydrocarbons in a plug -flow reactor. Finally, these unsaturated hydrocarbons were hydrogenated to produce a mixture of hydrocarbons that can be blended into commercial gasoline.

Résumé

Le procédé MixAlco^TM convertit la biomasse en hydrocarbures (par exemple, en essence) selon les étapes génériques suivantes : prétraitement, fermentation, écumage, déshydratation, cétonisation thermique, distillation, hydrogénation, oligomérisation et saturation. Cette étude décrit la production de bioessence à partir de fumier de poulet et de papier en lambeaux, ces deux sources étant des matières premières convoitées ne nécessitant pas de prétraitement. À l’aide d’une culture mixte de microorganismes dérivés de sols marins, la biomasse a été soumise à une fermentation de manière à produire une solution aqueuse diluée de sels de carboxylates, ultérieurement écumés et séchés. Les sels séchés ont été thermiquement convertis en cétones brutes, ensuite distillées afin d’éliminer les impuretés. À l’aide du catalyseur à base de nickel de Raney, les cétones distillées ont été hydrogénées en alcools secondaires mixtes allant de C3 à C12. En utilisant le catalyseur supporté sur zéolite HZSM-5, ces alcools ont été oligomérisés en hydrocarbures dans un réacteur à écoulement piston. Enfin, ces hydrocarbures insaturés ont été hydrogénés afin de produire un mélange d’hydrocarbures pouvant être combiné à l’essence commerciale.