Термическая конверсия лигнина древесины осины в этаноле в присутствии цеолитных катализаторов Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

Journal of Siberian Federal University. Chemistry 3 (2013 6) 241-250

УДК 674:544.47 + 543

Термическая конверсия лигнина древесины осины в этаноле в присутствии цеолитных катализаторов

В.И. Шарыпов1, Н.Г. Береговцоваа, С.В. Барышников3, Б.Н. Кузнецов3*, А.В. Восьмериков6, О.П. Таранв, В.Е. Агабековг

аИнститут химии и химической технологии СО РАН, Россия 660036, Красноярск, Академгородок 50,стр. 24 бИнститут химии нефти СО РАН, Россия 634021, Томск, пр. Академический, 4 вИнститут катализа им. Г. К. Борескова СО РАН, Россия 630090,Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 5 Институт химии новых материалов НАН Беларуси, Беларусь 220141, Минск, ул. Ф. Скорины, 36

Received 06.07.2013, received in revised form 10.09.2013, accepted 18.09.2013

Исследовано влияние кислотных цеолитных катализаторов с различным силикатным модулем (НВКЦ-100, НВКЦ-30 и HY) на термическую конверсию лигнина древесины осины и состав образующихся продуктов.

Установлено, что при температуре процесса 350 °С катализаторы увеличивают степень конверсии лигнина на 20-30 %. Максимальная конверсия лигнина (71 мас. %) и высокий выход легкокипящей фракции (<180 oC) жидких продуктов (44 мас. %) наблюдались в присутствии катализатора НВКЦ-30.

Фенольная часть жидких продуктов конверсии лигнина при 350 °С представлена преимущественно метоксифенолами и их метил- и этилпроизводными. Показано, что в процессе термической конверсии лигнина при 400 °С использование катализаторов приводит к снижению от 4 до 16 раз содержания фенола и его производных в жидких продуктах по сравнению с некаталитическим процессом.

Ключевые слова: лигнин, термическая конверсия, этанол, цеолитные катализаторы, жидкие продукты, состав.

© Siberian Federal University. All rights reserved Corresponding author E-mail address: CNV@ksc.krasn.ru

*

Введение

В последние десятилетия возрос интерес к использованию биоэтанола и биобутанола в качестве автомобильных топлив [1]. Производство этих спиртов ферментацией полисахаридов из непищевой биомассы приводит к образованию крупнотоннажного отхода - лигнина, экологически безопасных и рентабельных технологий утилизации которого пока не создано. Кроме того, в России, на территории которой работали 18 гидролизных заводов, находится примерно 95 млн т гидролизного лигнина, представляющего серьезную экологическую угрозу [2].

Наиболее простым и эффективным методом получения низкомолекулярных химических веществ из лигнина является его термическая деполимеризации [3, 4]. Использование катализаторов, в частности твердых катализаторов кислотного типа в этих процессах, позволяет увеличить выход жидких продуктов и снизить содержание в них кислорода [5, 6].

Показано, что использование кислотных цеолитных катализаторов, таких как HZSM-5, в пиролизе лигнина может приводить к существенному увеличению его конверсии в жидкие продукты [7-10]. При этом катализатор не только ускоряет деполимеризацию лигнина, но и способствует образованию ароматических углеводородов путем деоксигенации метоксифе-нольных соединений [8]. Сообщается [11] о получении смеси углеводородов, близкой по составу к бензину, пиролизом гидролизного лигнина в неподвижном слое HZSM-5 катализатора. Наиболее высокий выход жидких продуктов (43 мас. %) был получен при температуре 550 °С, при этом селективность по ароматическим углеводородам составила более 87 мас. %.

Проведено исследование влияния силикатного модуля (Si/Al), кислотности, пористости цеолитов и их количества на выход и состав продуктов каталитического пиролиза лигнина [9]. Высокое содержание катализаторов предотвращает полимеризацию промежуточных продуктов термической деструкции лигнина. Низкий силикатный модуль и высокое содержание кислотных центров приводят к ускорению реакций образования ароматических углеводородов. Большой размер пор препятствует закоксовыванию катализаторов.

Эффективная деполимеризация лигнина может быть осуществлена путем его термической конверсии в низших алифатических спиртах. При этом спирты способны алкилировать продукты термической фрагментации лигнина, предотвращая их вторичные превращения в высокомолекулярные вещества [12-14]. Показано, что метанол и этанол в сверхкритических условиях в присутствии щелочных или щелочно-земельных металлов (NaOH, KOH, Ca(OH)2) способствуют деполимеризации лигнина за счет разрыва фенилэфирных связей [15-17].

Целью настоящей работы являлось исследование влияния цеолитных катализаторов, различающихся по структурному типу и кислотным свойствам, на выход и состав продуктов термического растворения лигнина в среде этанола.

Экспериментальная часть

В работе использовали щелочной лигнин, выделенный из древесины осины по модифицированной методике [18]. Элементный состав исследуемых образцов лигнина определяли с помощью анализатора HCNS-0 EA FLASH TM-1112. Лигнин, высушенный при 100 °С до влажности < 1 мас. %, имел элементный состав (мас. %): С - 61,9; О - 31,9; Н - 5,5. Для испытания были выбраны следующие катализаторы: высококремнеземные цеолиты (ВКЦ) в Н-форме с силикатным модулем 100 (НВКЦ-100), 30 (НВКЦ-30), полученные в лабораторных условиях, и про- 242 -

мышленный цеолит с силикатным модулем 4,9 (НУ). Высококремнеземные цеолиты получали методом гидротермальной кристаллизации щелочных алюмокремнегелей с использованием в качестве структурообразующей добавки гексаметилендиамина. Удельную поверхность цеолитов измеряли методом равновесной адсорбции азота при 77 К на анализаторе «Сорбтометр-М». Кислотные свойства образцов исследовали методом термопрограммированной десорбции (ТПД) аммиака. Силу кислотных центров катализаторов оценивали по температурным максимумам на термодесорбционных кривых, а их концентрацию определяли по количеству аммиака, десорбирующегося в момент фиксации десорбционных пиков, и выражали в микромолях на 1 г катализатора. Характеристики катализаторов приведены в табл. 1 и 2.

Термическое растворение лигнина проводили во вращающемся автоклаве ёмкостью 0,25 л. В автоклав загружали 4 г лигнина, 0,2 г катализатора, измельченных до размера частиц < 0,1 мм, и 30 мл этанола. После загрузки автоклав герметично закрывали и продували десятикратным количеством аргона для удаления воздуха. Затем автоклав нагревали со скоростью 6 °С/мин до требуемой температуры и выдерживали при этой температуре 1 ч. За начало процесса принимали момент достижения заданной температуры. Рабочее давление в автоклаве изменялось в зависимости от типа используемого катализатора в интервале 8,0-13,2 МПа [14].

После завершения эксперимента и охлаждения автоклава до комнатной температуры объём образовавшихся газообразных продуктов измеряли в газометре, состав газа определяли с использованием хроматографа ЛХМ-80 с детектором-катарометром. Разделение СО и СН4 осуществляли на набивной колонке длиной 2 м с носителем цеолит СаА 5А° при температуре 25 °С в изотермическом режиме. Для определения СО2 и углеводородных газов С2-С3 использовали набивную колонку длиной 2 м с носителем «Рогарак^» в режиме программирования

Таблица 1. Характеристики используемых катализаторов

Образец Описание катализатора Удельная поверхность, м2/г Объем пор, см3/г

НВКЦ-30 Высококремнеземный цеолит в Н-форме с силикатным модулем 30 339 0,14

НВКЦ-100 Высококремнеземный цеолит в Н-форме с силикатным модулем 100 352 0,14

НУ Цеолит типа У в Н-форме с силикатным модулем 4,9 497 0,21

Таблица 2. Кислотные свойства цеолитных катализаторов по данным термопрограммируемой десорбции аммиака

Катализатор Тмакс. формы, оС Концентрация (мкмоль/г)

Т: Т:: С1 С2

НВКЦ-30 185 435 546 311 857

НВКЦ-100 180 410 273 187 460

НУ 185 - 929 - 929

Ть Тп - температура максимумов пиков десорбции NHз для форм I и II;

Сь С2 и СЕ - концентрации кислотных центров в формах (I), (II) и суммарная, соответственно.

температуры в интервале 50-150 °С (скорость подъема температуры 20 °С/мин). В качестве газа-носителя использовали водород при скорости подачи 35-40 см /мин.

Содержимое автоклава количественно разгружали вымыванием этанолом и переносили на фильтр. Отфильтрованный твёрдый продукт экстрагировали этанолом. Из фильтрата отбирали аликвотную часть для исследования состава жидких продуктов. Выход экстракта, выкипающего при температурах выше 180 °С, определяли весовым методом после удаления растворителя. Фильтр с твердым остатком высушивали до воздушно-сухого состояния и взвешивали. По разности массы твердого остатка и загружаемого образца рассчитывали степень конверсии лигнина в жидкие и газообразные продукты. Выход продуктов, выкипающих до 180 °С, определяли по разности: степень конверсии лигнина (выход экстрактов, кипящих при температуре выше 180 °С + выход газообразных продуктов).

Аликвотную часть образующихся жидких продуктов анализировали методом хромато-масс-спектрометрии с использованием хроматографа Agilent 7890А, снабженного детектором селективных масс Agilent 7000A Triple Quad, при регистрации полного ионного тока. Разделение продуктов осуществляли на капиллярной колонке HP-5MS длиной 30 м с внутренним диаметром 0,25 мм при программировании температуры в интервале 40-250 °С (скорость подъема температуры 3 °С/мин).

Результаты и обсуждение

Исследование процесса термической конверсии лигнина в среде этанола показало, что как в некаталитических экспериментах, так и в экспериментах с цеолитными катализаторами температура процесса заметно влияет на конверсию лигнина и выход газообразных и жидких продуктов. Максимальные значения конверсии лигнина и выхода жидких продуктов получены при 350 °С (табл. 3). С ростом температуры процесса термической конверсии лигнина до 400 °С выход фракции жидких продуктов, кипящих выше 180 °С и полученных в присутствии цеолитов НВКЦ-30 и НВКЦ-100, снижается в 2,3 и 1,6 раза соответственно. В этих условиях наблюдается максимальный выход газообразных продуктов. Отмеченные зависимости, вероятно, связаны с промотированием вторичных реакций превращения образовавшихся жидких продуктов в кокс и их разложением в газ.

Использование цеолитных катализаторов приводит к увеличению степени конверсии лигнина и суммарного выхода жидких продуктов. Наиболее заметно этот эффект проявляется при температуре процесса 350 °С. В этих условиях максимальная степень конверсии (71 мас. %) и выход легкокипящей фракции жидких продуктов (44,3 мас. %) были получены в присутствии катализатора НВКЦ-30 с силикатным модулем 30, имеющим наиболее высокую концентрацию высокотемпературных кислотных центров (табл. 2).

Методом хромато-масс-спектрометрии установлено, что жидкие продукты термической конверсии лигнина в этаноле включают большое количество индивидуальных соединений, принадлежащих различным классам органических веществ. На рисунке приведены хроматограммы этанолрастворимой фракции жидких продуктов конверсии лигнина в этаноле в присутствии катализатора НВКЦ-30. Данные по составу жидких продуктов, полученных конверсией лигнина при 350 °С в присутствии цеолитных катализаторов, приведены в табл. 4. Эти продукты включают как вещества, образующиеся в результате превращения

Таблица 3. Влияние цеолитных катализаторов на термическую конверсию лигнина в этаноле

Температура, °С Катализатор Степень конверсии, мас. % Выход этанолраствориммых продуктов, мас.% Выход* газообразных продуктов, мас. %

фракция < 180 °С фракция >180 °С

300 отсутствует 50 30,1 13,1 1,6

HY 56 33,2 17,5 1,8

НВКЦ-30 62 25,1 31,8 2,3

НВКЦ-100 49 22,2 21,7 2,0

350 отсутствует 53 30,9 16,0 3,2

HY 62 30,7 25,2 3,8

НВКЦ-30 71 44,3 20,6 4,9

НВКЦ-100 64 35,0 22,9 4,5

400 отсутствует 49 27,4 9,2 4,1

HY 53 26,7 14,2 5,3

НВКЦ-30 55 28,6 14,0 5,8

НВКЦ-100 53 26,8 13,9 4,9

*В расчете на массу лигнина и этанола.

3 4

Рис. Хроматограммы этанолрастворимой фракции жидких продуктов термопревращения лигнина в присутствии катализатора НВКЦ-30: а - при 350 °С, б - при 400 °С

2

Таблица 4. Состав жидких продуктов термопревращения лигнина в этаноле в присутствии катализатора НВКЦ-30 при 350 °С

Содер- Содер-

Соединение жание, %* Соединение жание, %*

Карбоновые кислоты, в том числе: 0,15 3,4 -диметоксибензолметанол 0,16

2,2-диметилбутановая кислота 0,15 4 -этил-1,2-диметоксибензол 0,31

Простые эфиры, в том числе: 39,27 Фенол и его производные, в том числе: 24,87

1, 1 -диэтоксиэтан 39,06 фенол 0,39

2-этоксибутан 0,21 2-этилфенол 0,21

Сложные эфиры, в том числе: 25,19 3-этилфенол 0,12

Этилацетат 12,26 2,5-диэтилфенол 0,15

Этиловый эфир пропановой кислоты 2,9 2-метоксифенол 3,61

Этиловый эфир бутановой кислоты 1,11 4-этилфенол 0,55

1- Метиловый эфир муравьиной 0,24 2-метокси-4-метилфенол 2,47

кислоты

Этиловый эфир пентановой кислоты 0,25 2-этил-6-метилфенол 0,13

Этиловый эфир гексановой кислоты 0,34 2,6-диметокси фенол 9,80

Этиловый эфир гептановой кислоты 0,34 3-метокси-1,2-бензодиол 1,25

Этиловый эфир октановой кислоты 0,44 3-метокси-2,5,6-триметилфенол 0,39

Диметиловый эфир 3,4-диэтил-2,4- 5,29 5-метокси-2,3,4-триметилфенол 0,59

гексадиеновой кислоты

Диметиловый эфир декановой кислоты 0,14 2-метил-4-пропилфенол 1,66

Этиловый эфир гексадекановой 1,88 4-этил-1,3-бензодиол 0,33

кислоты

Производные бензола, в том числе: 10,88 4-этилкатехол 0,16

толуол 0,12 3,4-метоксифенол 0,47

4-изопропилбензол 0,7 2-метокси-4-этил фенол 2,25

3,4 -диметокситолуол 0,4 1-(4 -гидрокси-3-метоксифенил) 0,16

1,2,3 -триметокси-5 -метилбензол 3,39 2-пропанон

1,2,3 -триметоксибензол 5,72

2-метокси-1,3,5-триметилбензол 0,08

* % от суммы площадей всех пиков; приведены соединения, относительное содержание которых превышает 0,1%.

этанола (простые и сложные эфиры), так и типичные продукты превращения лигнина (производные бензола и фенола). Производные фенола представлены в основном метоксифенолами сирингильного и гваяцильного типов: 2,6-диметокси фенолом (9,80 %), 2-метоксифенолом (3,61 %), а также 2-метокси-4-метилфенолом (2,47 %), 2-метокси-4-этил фенолом (2,25 %). Полученные данные показывают, что при температуре процесса 350 °С происходит разрушение пропановых цепочек в фенилпропановых структурных единицах лигнина при сохранении метоксильных групп.

Групповой состав жидких продуктов термического превращения лигнина в этаноле, рассчитанный по результатам их исследования методом хромато-масс-спектрометрии, приведен в табл. 5 и 6. Из представленных данных следует, что цеолитные катализаторы оказывают существенное влияние на состав образующихся продуктов в процессе конверсии лигнина в интервале температур 300-400 °С. Наблюдаемые изменения, очевидно, связаны с влиянием цеолитных катализаторов на процессы термической конверсии лигнина, превращения этанола и, вероятно, на процесс взаимодействия этанола с лигнином. Из табл. 5 следует, что феноль-ные продукты, образующиеся при каталитической и некаталитической конверсии лигнина при 350 °С, представлены преимущественно метоксифенолами.

Сумма площадей пиков метоксифенолов составляет примерно 90 % от суммы площадей пиков всех фенолов. Увеличение температуры до 400 °С приводит к резкому снижению

Таблица 5. Групповой состав жидких продуктов термической конверсии лигнина в этаноле в присутствии цеолитных катализаторов при 350 °С

Соединение Содержание, %

б/кт* HY НВКЦ-30 НВКЦ-100

Алканы, алкены 0,51 <0,1 <0,1 1,9

Кислоты, альдегиды, кетоны, ацетали <0,1 1,5 0,2 <0,1

Сложные эфиры 16,2 9,6 25,2 1,7

Алифатические спирты 4,2 3,2 <0,1 2,8

Простые эфиры, в.т.ч. 43,6 68,8 39,3 60,5

1, 1 -диэтоксиэтан 40,5 65,2 39,1 59,1

Производные бензола 11,0 2,0 10,9 5,8

Фенол и его производные, в т. ч. метоксифенолы 22,1 20,3 14,6 13,2 24,9 22,6 22,3 22,0

Неидентифицированные 2,4 0,3 <0,1 4,9

* Без катализатора

Таблица 6. Групповой состав жидких продуктов термической конверсии лигнина в этаноле в присутствии цеолитных катализаторов при 400 °С

Соединение Содержание, %

б/кт* НУ НВКЦ-30 НВКЦ-100

Алканы, алкены <0,1 0,1 0,2 15,2

Кислоты, альдегиды, кетоны, ацетали 4,9 8,4 3,2 1,4

Сложные эфиры 5,5 3,9 14,8 2,1

Алифатические спирты 9,9 20,9 16,1 10,0

Простые эфиры, в т.ч. 1, 1 -диэтоксиэтан 1,2 1,2 41,7 41,7 59,3 59,1 51,3 51,3

Производные бензола 5,8 6,0 1,8 2,4

Фенол и его производные, в т. ч. метоксифенолы 72,7 15,7 19,0 3,5 4,5 0,7 15,4 0,8

* Без катализатора

доли метоксифенолов (табл. 6, рис.) в результате элиминирования метоксильных групп. Использование цеолитных катализаторов ускоряет этот процесс. Для некаталитической конверсии лигнинов сумма площадей пиков метоксифенолов равна примерно 22 % от суммы площадей пиков всех фенолов. В присутствии цеолитных катализаторов эта доля составляет от 18 % (для катализатора НУ) до 5 % (для катализатора НВКЦ-100). При этом в жидких продуктах, полученных конверсией лигнинов при 400 °С, фенолы сиренгильного типа практически отсутствуют.

Выводы

Установлено, что в процессе термической конверсии лигнина древесины осины наиболее высокие значения выхода жидких продуктов достигаются при температуре 350 °С. При этой температуре цеолитные катализаторы увеличивают степень конверсии лигнина на 20-30 %. Максимальные значения конверсии лигнина (71 мас. %) и выхода легкокипящей (<180 °С) фракции жидких продуктов (44 мас. %) получены в присутствии катализатора НВКЦ-30. Использование катализатора HY приводит к увеличению в 1,6 раза выхода фракции жидких продуктов, кипящей выше 180 °С.

Методом хромато-масс-спектрометрии показано, что фенольная часть жидких продуктов конверсии лигнина при 350 °С представлена в основном метоксифенолами сирингильного и гваяцильного типов и их метил- и этилпроизводными. Повышение температуры процесса до 400 °С сопровождается снижением доли метоксифенолов.

Использование цеолитных катализаторов в процессе конверсии лигнина при 400 °С приводит к снижению содержания фенолов и его производных в жидких продуктах от 4 до 16 раз по сравнению с некаталитическим процессом.

Жидкие продукты термопревращения лигнина в этаноле исследованы методом хромато-масс-спектрометрии с использованием хроматографа Agilent 7890А Красноярского регионального центра коллективного пользования СО РАН.

Работа осуществлена при финансовой поддержке Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы» (госконтракт 14.516.11.0071).

Список литературы

1. Alonso D.M., Bond J.Q., Dumesic J.A. Catalytic conversion of biomass to biofuels // Green Chem. 2010. Vol.12. № 9. Р. 1493-1513.

2. Rabinovich M.L. Wood Hydrolysis Industry in the Soviet Union and Russia: What Can Be Learned From the History? The 2nd Nordic Wood Biorefinery Conference. Helsinki, Finland. 2009. Р. 111-120.

3. Zakzeski J., Bruijnincx P.C.A., Jongerius A.L., Weckhuysen B.M. The Catalytic Valorization of Lignin for the Production of Renewable Chemicals // Chem. Rev. 2010. №110. Р. 3552-3599.

4. Azadi P., Inderwildi O.R., Farnood R., King D.A. Liquid fuels, hydrogen and chemicals from lignin: A critical review // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2013. V.21. Р. 506-523.

5. Huber G.W., Cortright R.D., Dumesic J.A. A Novel Catalytic Strategy for the Production of Liquid Fuels from Ligno-cellulosic Biomass // Angew. Chem. Int. Ed. 2004. Vol. 43. Р.1549-1551.

6. Zhao C., Kou Y., Lemonidou A.A., Li X., Lercher J.A. Catalytic depolymerization and deoxy-genation of lignin // Angew. Chem. Int. Ed. 2009. V.48. Р. 3987-3990.

7. Jackson M., Compton D., Boateng A. Screening heterogeneous catalysts for the pyrolysis of lignin // Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2009. V.85. Р. 226-230.

8. Mullen C., Boateng A. Catalytic pyrolysis-GC/MS of lignin from several sources // Fuel Processing Technology. 2010. V.91. Р. 1446-1458.

9. Ma Z., Troussard E., Bokhoven J. Controlling the selectivity to chemicals from lignin via catalytic fast pyrolysis // Applied Catalysis A. 2012. V.423-424. Р. 130-136.

10. Choi H., Meier D., Windt M. Rapid screening of catalytic pyrolysis reactions of organosolv lignins with the vTI-mini fast pyrolyzer // Environmental Progress & Sustainable Energy. 2012. V.31. Р. 240-244.

11. Thring, R.W., Katikaneni S.P.R., Bakhshi N.N. Production of H2 and medium Btu gas via pyrolysis of lignins in a fixed-bed reactor // Fuel Processing Technology. 2000. V.62. Р. 17-30.

12. Kleinert M., Barth T. Towards a Lignincellulosic Biorefinery: Direct One-Step Conversion of Lignin to Hydrogen-Enriched Biofuel // Energy & Fuels. 2008. №22. Р. 1371-1379.

13. Kleinert M., Barth T. Phenols from lignin // Chemical Engineering and Technology. 2008. V. 31. Р. 736 -745.

14. Шарыпов В.И., Гришечко Л.И., Тарасова Л.С., Барышников С.В., Кузнецов Б.Н. Исследование термического разложения образцов лигнина, выделенных из древесины осины различными методами // Журнал Сибирского федерального университета. Серия химическая. 2011. Т.4. №3. С. 221-232.

15. Miller J.E., Evans L., Littlewolf A., Trudell D.E. Batch microreactor studies of lignin and lignin model compound depolymerization by bases in alcohol solvents // Fuel. 1999. V.78. Р. 13621366.

16. Process for conversion of lignin to reformulated, partially oxygenated gasoline. US patent № 6172272. Shabtai J.S., Zmierczak W.W., Chornet E. опубл. 09.01.2001.

17. Process for conversion of lignin to reformulated hydrocarbon gasoline. US patent № 5959167. Shabtai J.S., Zmierczak W.W., Chornet E. опубл. 28.09.1999.

18. Shamsuri A.A., Abdullah D. K. Isolation and characterization of lignin from rubber wood in ionic liquid medium // Modern Applied Science. 2010. V.4. №11. P. 19-27.

Thermal Conversion of Aspen Wood Lignin in Ethanol in the Presence of Zeolite Catalysts

Victor I. Sharypova, Natalia G. Beregovtsovaa, Sergei V. Baryshnikova, Boris N. Kuznetsova, Alexandr V. Vos'merikovb, Oxana P. Taranc and Vladimir E. Agabekovd

a Institute of Chemistry and Chemical Technology SB RAS, 50-24 Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036 Russia b Institute of Petroleum Chemistry SB RAS, 4 Akademichesky Av., Tomsk, 634021, Russia c Boreskov Institute of Catalysis SB RAS, 5 Lavrentieva, Novosibirsk, 630090 Russia d Institute of Chemistry of New Materials NAS of Belarus, 36 Fr. Skaryna Str., Minsk, 220141 Republic of Belarus

The influence of acid zeolite catalysts with different silicate modulus on the thermal conversion of aspen wood lignin and on the composition of obtained products was studied.

It was found that at the process temperature 350 °C the degree of lignin conversion to liquid and gaseous products was increased by 20-30 % under the action of zeolite catalysts. The maximum conversion of lignin (71 wt. %) and the high yield of light fraction (<180 °C) of liquid products (44 wt. %) were observed in the presence of zeolite catalyst with Si/Al ratio 30.

Phenolic part of liquid products obtained by lignin conversion at 400oC predominantly contains methoxy phenols and their methyl- and ethyl-derivatives.

At temperature of lignin conversion at 400°C the catalysts decrease by 4-16 times the content of phenol and phenol derivatives in liquid products as compared to non-catalytic process.

Keywords: lignin, thermal conversion, ethanol, zeolite catalysts, liquid products, composition.