Nghiên cứu chất xúc tác dùng để khử oxy bằng hydro ra khỏi dầu nhiệt phân sinh khối

Viện Dầu khí Việt Nam/PVPro đã nghiên cứu chất xúc tác để sử dụng trong quá trình chuyển hóa các hợp chất giàu oxy trong dầu nhiệt phân sinh khối dựa trên khả năng gia tăng hiệu suất chuyển hóa và độ chọn lọc tách loại oxy và quy trình khử oxy bằng hydro ra khỏi dầu nhiệt phân sinh khối. Chất xúc tác này chứa: (i) hỗn hợp pha hoạt tính gồm NiO (2 - 6% khối lượng chất xúc tác) và MoO3 (10 - 30% khối lượng chất xúc tác); (ii) pha biến tính là kim loại Pt (0,1 - 1% khối lượng chất xúc tác) và (iii) chất mang SBA-15 (60 - 88% khối lượng chất xúc tác).

Chất xúc tác này sau khi được hoạt hóa 1 giờ đồng hồ trong môi trường khí hydro 350oC sẽ được nạp vào dầu nhiệt phân sinh khối; tiến hành khử oxy bằng quy trình khử dị thể trong pha lỏng, khuấy cùng hydro. Sau phản ứng, chất xúc tác sẽ được tách khỏi hỗn hợp lỏng bằng phản ứng khử (nhiệt độ 250 - 300oC, áp suất 5 - 10MPa, thời gian từ 1 - 3 giờ) để thu hồi sản phẩm. Giải pháp hữu ích cũng đề xuất quy trình sản xuất chất xúc tác, trong đó các pha hoạt tính và pha biến tính được tạo ra trên chất mang SBA-15 bằng phương pháp đồng thấm ướt.

Giải pháp này giúp dễ dàng khử oxy ra khỏi dầu nhiệt phân sinh khối với hiệu suất cao, tăng chất lượng dầu nhiệt phân sinh khối; đồng thời mở rộng khả năng ứng dụng trong thực tế nhằm thay thế các sản phẩm dầu mỏ.

Sinh khối được xem là nguồn năng lượng thay thế bền vững và thân thiện với môi trường, có thể được tận dụng để sản xuất nhiệt, hơi, điện hoặc chuyển hóa thành các dạng năng lượng như nhiên liệu lỏng và khí tổng hợp. Dầu nhiệt phân sinh khối (còn gọi là bio-oil hay dầu sinh học) có chứa một lượng lớn oxy được gắn vào mạch của các hydrocarbon, có nhiệt trị thấp (chỉ bằng 50% so với dầu nhiên liệu truyền thống). Có nhiều phương pháp để nâng cấp dầu nhiệt phân sinh khối, trong đó có phương pháp dùng hydro loại oxy (hydrodeoxydenation - HDO), với sự hiện diện của chất xúc tác làm tăng khả năng loại oxy, tăng hiệu suất tạo ra hydrocarbon và sản phẩm thu được dễ dàng phối trộn với nguồn nguyên liệu trong các phân xưởng của nhà máy lọc dầu.