Abstract Biobased chemicals like phenols and aromatics are preferably produced from cheap biomass waste streams. In this work, we have explored the potential of a eucalyptus-derived second generation bioethanol production stillage (BPS) residue for this purpose. A comparative study between a hydrothermal liquefaction (HTL) and a catalytic hydrodeoxygenation (HDO) step, as well as a 2-step HTL-HDO approach is reported, targeting at value-added low molecular weight platform chemicals (mainly alkylphenols and aromatics). HDO was observed to be a more suitable strategy than HTL for the production of organic oils enriched in valuable monomers. The direct HDO of the BPS using a commercial Ru/C catalyst at 450 °C and 100 bar H2 pressure led to an organic product oil (30.7 wt%) with a total monomer yield of 25.2 wt% (13.2 wt% of alkylphenolic+aromatics), compared to a 53.2 wt% of a product oil with 10.0 wt% monomers for the HTL step (305 °C). A 2-step HTL-HDO strategy was compared with the direct HDO approach. Comparable alkylphenolic+aromatic yields were obtained through this approach based on initial BPS intake (13.2 wt% vs 12.3 wt% for the direct HDO and HTL-HDO approach, respectively). Lower HTL temperatures (305 °C) for the first step are preferred to prevent over hydrogenation in the subsequent HDO step. As such, HTL appears a suitable pre-treatment for BPS and can (i) solve the issues related to the feeding of solids in pressurized continuous reactors for HDO and (ii) prevent coke formation during the HDO step, thus improving catalyst stability and durability.

中文翻译：

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水热液化与催化加氢脱氧将生物乙醇生产酒糟渣转化为平台化学品：一项比较研究

摘要 苯酚和芳烃等生物基化学品优选从廉价的生物质废物流中生产。在这项工作中，我们探索了桉树衍生的第二代生物乙醇生产酒糟 (BPS) 残留物为此目的的潜力。报道了水热液化 (HTL) 和催化加氢脱氧 (HDO) 步骤以及两步 HTL-HDO 方法之间的比较研究，针对增值低分子量平台化学品（主要是烷基酚和芳烃）。观察到 HDO 是比 HTL 更适合生产富含有价值单体的有机油的策略。在 450 °C 和 100 bar H2 压力下使用商业 Ru/C 催化剂的 BPS 的直接 HDO 导致有机产品油（30.7 wt%），总单体产率为 25.2 wt%（13.2 wt% ), 与用于 HTL 步骤 (305 °C) 的 53.2 wt% 的产品油和 10.0 wt% 的单体相比。将两步 HTL-HDO 策略与直接 HDO 方法进行了比较。基于初始 BPS 摄入量（分别为 13.2 wt% 与 12.3 wt% 的直接 HDO 和 HTL-HDO 方法），通过这种方法获得了可比较的烷基酚 + 芳烃产量。第一步的较低 HTL 温度 (305 °C) 是首选，以防止在随后的 HDO 步骤中过度氢化。因此，HTL 似乎是一种适用于 BPS 的预处理，并且可以 (i) 解决与在用于 HDO 的加压连续反应器中进料固体有关的问题和 (ii) 防止在 HDO 步骤期间形成焦炭，从而提高催化剂的稳定性和耐久性. 将两步 HTL-HDO 策略与直接 HDO 方法进行了比较。基于初始 BPS 摄入量（分别为 13.2 wt% 与 12.3 wt% 的直接 HDO 和 HTL-HDO 方法），通过这种方法获得了可比的烷基酚 + 芳烃产率。第一步的较低 HTL 温度 (305 °C) 是优选的，以防止在随后的 HDO 步骤中过度氢化。因此，HTL 似乎是一种适用于 BPS 的预处理，并且可以 (i) 解决与在用于 HDO 的加压连续反应器中进料固体有关的问题和 (ii) 防止在 HDO 步骤期间形成焦炭，从而提高催化剂的稳定性和耐久性. 将两步 HTL-HDO 策略与直接 HDO 方法进行了比较。基于初始 BPS 摄入量（分别为 13.2 wt% 与 12.3 wt% 的直接 HDO 和 HTL-HDO 方法），通过这种方法获得了可比的烷基酚 + 芳烃产率。第一步的较低 HTL 温度 (305 °C) 是优选的，以防止在随后的 HDO 步骤中过度氢化。因此，HTL 似乎是一种适用于 BPS 的预处理，并且可以 (i) 解决与在用于 HDO 的加压连续反应器中进料固体有关的问题和 (ii) 防止在 HDO 步骤期间形成焦炭，从而提高催化剂的稳定性和耐久性. 第一步的较低 HTL 温度 (305 °C) 是优选的，以防止在随后的 HDO 步骤中过度氢化。因此，HTL 似乎是一种适用于 BPS 的预处理，并且可以 (i) 解决与在用于 HDO 的加压连续反应器中进料固体有关的问题和 (ii) 防止在 HDO 步骤期间形成焦炭，从而提高催化剂的稳定性和耐久性. 第一步的较低 HTL 温度 (305 °C) 是优选的，以防止在随后的 HDO 步骤中过度氢化。因此，HTL 似乎是一种适用于 BPS 的预处理，并且可以 (i) 解决与在用于 HDO 的加压连续反应器中进料固体有关的问题和 (ii) 防止在 HDO 步骤期间形成焦炭，从而提高催化剂的稳定性和耐久性.