Lignin is a readily available by‐product of the Kraft pulping process, and may be processed via hydrothermal liquefaction (HTL) to produce a bio‐oil suitable for cofeeding into a petroleum refinery hydrotreatment unit. HTL of lignin is performed in near‐critical water and, in addition to the bio‐oil, produces an aqueous organic and solid char phase. The aqueous organics are primarily phenolics, which may be converted into valuable coproducts via liquid–liquid extraction and hydrotreatment to benzene, toluene, ethylbenzene, and xylenes (BTEX) compounds. Three technological scenarios were developed: a current technology case, a state‐of‐the‐art research case, and an optimal case based on product targets provided by refiners. For a large Kraft pulp mill (400 metric tons/day of dry lignin), a renewable fuel production of 65–70 million L/year, with capital costs of $114–125 million and a final per liter cost of $0.41–0.44 were estimated. The BTEX coproduct yield ranged from 16.8–18.0 million L/year. An economic analysis of the process revealed that the hydrotreatment steps have the highest installed capital costs, while the liquid–liquid extraction process is the largest operating cost. Based on these results, the minimum selling price (MSP) of the biofuel is between $3.52 and $3.86/gallon, and the MSP of BTEX is between $1.65 and $2.00 per liter. With current technology, coproduction of BTEX does not offset the cost of biofuel production. Improved technology to further lower bio‐oil oxygen content and decrease both capital and operating costs are needed to make HTL‐based fuels competitive with fossil fuel‐based options.

中文翻译：

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木质素热液化油的催化催化提质可再生燃料和化学生产的技术经济评估

木质素是牛皮纸制浆过程中容易获得的副产品，可以通过水热液化（HTL）进行处理，以生产适合共同供入炼油厂加氢处理装置的生物油。木质素的HTL在近临界水中进行，除生物油外，还会产生有机和固体炭状水相。水性有机物主要是酚类，可通过液-液萃取和加氢处理转化为苯，甲苯，乙苯和二甲苯（BTEX）化合物，从而转化为有价值的副产物。开发了三种技术方案：当前技术案例，最新研究案例以及基于精炼厂提供的产品目标的最佳案例。对于大型牛皮纸制浆厂（400吨/天的干木质素天），每年可再生燃料产量为65-7000万升，资本成本为114-1.25亿美元，每升最终成本为0.41-0.44美元。BTEX副产物的产量为每年16.8-18.0百万升。对过程的经济分析表明，加氢处理步骤的安装资金成本最高，而液液萃取过程的运行成本最大。根据这些结果，生物燃料的最低销售价格（MSP）在每加仑3.52美元至3.86美元之间，BTEX的最低销售价格在每升1.65美元至2.00美元之间。使用当前技术，BTEX的联产并不能抵消生物燃料的生产成本。为了使基于HTL的燃料与基于化石燃料的选件具有竞争力，需要改进技术来进一步降低生物油中的氧含量并降低资本和运营成本。估计为41–0.44。BTEX副产物的产量为每年16.8-18.0百万升。对过程的经济分析表明，加氢处理步骤的安装资金成本最高，而液液萃取过程的运行成本最大。根据这些结果，生物燃料的最低销售价格（MSP）在每加仑3.52美元至3.86美元之间，BTEX的最低销售价格在每升1.65美元至2.00美元之间。使用当前技术，BTEX的联产并不能抵消生物燃料的生产成本。为了使基于HTL的燃料与基于化石燃料的选件具有竞争力，需要改进技术来进一步降低生物油中的氧含量并降低资本和运营成本。估计为41–0.44。BTEX副产物的产量为每年16.8-18.0百万升。对过程的经济分析表明，加氢处理步骤的安装资金成本最高，而液液萃取过程的运行成本最大。根据这些结果，生物燃料的最低销售价格（MSP）在$ 3.52至$ 3.86 /加仑之间，而BTEX的MSP在$ 1.65至$ 2.00每升之间。使用当前技术，BTEX的联产并不能抵消生物燃料的生产成本。为了使基于HTL的燃料与基于化石燃料的选件具有竞争力，需要改进技术来进一步降低生物油中的氧含量并降低资本和运营成本。对过程的经济分析表明，加氢处理步骤的安装资金成本最高，而液-液萃取过程的运行成本最大。根据这些结果，生物燃料的最低销售价格（MSP）在$ 3.52至$ 3.86 /加仑之间，而BTEX的MSP在$ 1.65至$ 2.00每升之间。使用当前技术，BTEX的联产并不能抵消生物燃料的生产成本。为了使基于HTL的燃料与基于化石燃料的选件具有竞争力，需要改进的技术来进一步降低生物油中的氧含量并降低资本和运营成本。对过程的经济分析表明，加氢处理步骤的安装资金成本最高，而液液萃取过程的运行成本最大。根据这些结果，生物燃料的最低销售价格（MSP）在$ 3.52至$ 3.86 /加仑之间，而BTEX的MSP在$ 1.65至$ 2.00每升之间。使用当前技术，BTEX的联产并不能抵消生物燃料的生产成本。为了使基于HTL的燃料与基于化石燃料的选件具有竞争力，需要改进技术来进一步降低生物油中的氧含量并降低资本和运营成本。52和$ 3.86 /加仑，BTEX的MSP在$ 1.65- $ 2.00每公升之间。使用当前技术，BTEX的联产并不能抵消生物燃料的生产成本。为了使基于HTL的燃料与基于化石燃料的选件具有竞争力，需要改进技术来进一步降低生物油中的氧含量并降低资本和运营成本。52和$ 3.86 /加仑，BTEX的MSP在$ 1.65- $ 2.00每公升之间。使用当前技术，BTEX的联产并不能抵消生物燃料的生产成本。为了使基于HTL的燃料与基于化石燃料的选件具有竞争力，需要改进技术来进一步降低生物油中的氧含量并降低资本和运营成本。