Preview

Kataliz v promyshlennosti

Advanced search

Magnesium-containing catalysts for the decarboxylation of bio-oil

Abstract

Today one of the most promising methods for processing of renewable raw feed is pyrolysis, which allow to obtain a liquid organic products (bio-oil) from biomass. To produce а biodiesel fuel the preliminary elevation of biomass is necessary. It is advisable to carry out the process in two stages, the first of which, decarboxylation reduces aggressiveness (acidity) of the feed and the consumption of hydrogen in the second stage. A catalysts based on a noble metals usually are used for decarboxylation. There are also examples of the use of cheaper catalysts based on alkaline earth metals oxides but their lack of stability is a significant problem. We have investigated the activity of catalysts based on MgO in the decarboxylation reaction of biodiesel model compound (pentanoic acid) and the effect of modifying additives on the stability of magnesium-containing catalysts. The process was carried out under an inert atmosphere at a temperature of 350 °С and a pressure of 0,50 MPa. It is shown if to increase the MgO calcination temperature up to 1200 °C and to introduce the stabilizing additives (Al2O3, SiO2 and ZrO2) than deactivation is mainly due to the formation of carbonates and insoluble salts of magnesium, due to which these catalysts are more promising in terms of the possibility of regeneration.

About the Authors

S. A. Khromova
Институт катализа СО РАН, г. Новосибирск Новосибирский государственный университет
Russian Federation


A. A. Smirnov
Институт катализа СО РАН, г. Новосибирск Новосибирский государственный университет
Russian Federation


S. A. Selishcheva
Институт катализа СО РАН, г. Новосибирск Новосибирский государственный университет
Russian Federation


R. G. Kukushkin
Институт катализа СО РАН, г. Новосибирск Новосибирский государственный университет
Russian Federation


V. O. Dundich
Институт катализа СО РАН, г. Новосибирск
Russian Federation


L. I. Trusov
ООО «Ассоциация “АСПЕКТ”», г. Москва
Russian Federation


V. A. Yakovlev
Институт катализа СО РАН, г. Новосибирск Новосибирский государственный университет
Russian Federation


References

1. De Miguel Mercader, F. Groeneveld, M.J., Kersten S.R.A., Venderbosch R.H., Hogendoorn J.A. // Fuel. 2010. Vol. 89. Р. 2829.

2. Gayubo A.G., Valle B., Aguayo A.T., Olazar M., Bilbao J. // J. Chem. Technol. Biotechnol. 2010. Vol. 85 Р. 132.

3. Zhang Q., Chang J., Wang T., Xu Y. // Energy Conversion and Management. 2007. Vol. 48. Р. 87.

4. Ardiyanti A.R., Khromova S.A., Venderbosch R.H., Yakovlev V.A., Heeres H.J. // Applied Catalysis B: Environmental, 2012. Vol. 117—118. Р. 105.

5. Pat. 244343A USA (Brevoord et al., 2007).

6. Mekhemer G.A.H., Halawy S.A., Mohamed M.A., Zaki M.I. //Journal of Catalysis. 2005. Vol. 230. Р. 109.

7. Pat. 3391191A1 US (Velde, 1968).

8. Pat. 834273A GB (Chesrown et al., 1956).

9. Pat. 836205A GB (Christensen et al., 1956).

10. Pat. 06075689 EP (Brevoord et al., 2006).

11. Pat. 3660491A1 US (Thigpen et al., 1972).

12. Zhang A., Ma, Q., Wang K., Liu X., Shuler P., Tang Y. // Appl. Catal. A. 2006. Vol. 303. Р. 103.

13. Randery S.D., Warren J.S., Dooley K.M. // Appl. Catal. A. 2002. Vol. 226. P. 265.

14. Dooley K.M., Bhat A.K., Plaisance C.P., Roy A.D. // Appl. Catal. A. 2007. Vol. 320. Р. 122.

15. Nagashima O., Sato S., Takahashi R., Sodesawa T. // Journal of Molecular Catalysis A. 2005. Vol. 227. Р. 231.

16. Glinski M., Koziol A., Lomot D., Kaszkur Z. // Appl. Catal. A. 2007. Vol. 323. Р. 77.

17. Mäki-Arvela P., Snåre M., Eränen K., Myllyoja J., Murzin D.Y. // Fuel. 2008. Vol. 87. Р. 3543.

18. Ping E.W., Pierson J., Wallace R., Miller J.T., Fuller T.F., Jones C.W. // Applied Catalysis A: General. 2011. Vol. 396. Р. 85.

19. Simakova I., Simakova O., Mäki-Arvela P., Murzin D.Y. // Catalysis Today. 2010. Vol. 150. Р. 28.

20. Snåre M., Kubičková I., Mäki-Arvela P., Eränen K., Wärnå J., Murzin D.Y. // Chemical Engineering Journal. 2007. Vol. 134. Р. 29.

21. Kubičková I., Snåre M., Eränen K., Mäki-Arvela P., Murzin D.Yu. // Catal. Today. 2005. Vol. 106. Р. 197.

22. Kubičková I., Snåre M., Eränen K., Mäki-Arvela P., Murzin D.Yu. // Chemical Engineering Journal. 2007. Vol. 134. Р. 29.

23. Scofield J.H. // J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 1976. Vol. 8. Р. 129.

24. Parida K., Das J. // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2000. Vol. 151. Р. 185.

25. Химическая энциклопедия: В 5 т.: Т. 1 / Редкол.: Кнунянц И.Л. (гл. ред.) и др. М.: Большая Российская энцикл., 1999. C. 56.

26. Химическая энциклопедия: В 5 т.: Т. 5 / Редкол.: Зефиров Н.С. (гл. ред.) и др. М.: Сов. энцикл., 1988.

27. C. 667.

28. Khassin A.A., Yurieva T.M., Kaichev V.V., Bukhtiyarov V.I., Budneva A.A., Paukshtis E.A., Parmon V.N. // J. Mol. Catal. A. 2001. Vol. 175. Р. 189.

29. Khairallah F., Glisenti A. // J. Mol. Catal. A. 2007. Vol. 274. Р. 137.

30. Позин М.Е. Технология минеральных солей. 4-е изд. Ч. 1. Л., 1974. С. 263.

31. Smith D.K., Cline C.F. // J. Amer. Ceram. Soc. 1962. Vol. 45. Р. 249.

32. Сухаревский Б.Я., Алапин Б.Г., Гавриш А.М. // Изв. АН СССР. Неорганические материалы. 1965. Т. 1,

33. № 9. С. 1537.

34. Иванова А.С. // Кинетика и катализ. 2001. Т. 42, № 3. С. 394.


Review

For citations:


Khromova S.A., Smirnov A.A., Selishcheva S.A., Kukushkin R.G., Dundich V.O., Trusov L.I., Yakovlev V.A. Magnesium-containing catalysts for the decarboxylation of bio-oil. Kataliz v promyshlennosti. 2013;(2):52-61. (In Russ.)

Views: 596


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1816-0387 (Print)
ISSN 2413-6476 (Online)