综述：水热液化技术定制生物原油组成以促进循环生物经济发展的研究

这篇综述系统阐述了水热液化（HTL）技术如何将废水转化为定制化生物原油，推动循环生物经济发展。通过调控反应温度、压力和停留时间等参数，HTL可定向优化生物原油化学组分，结合预测模型和分级生物精炼技术，实现废水资源的高值化利用，为能源、化学品回收提供创新解决方案。

　　

Abstract

水热液化（HTL）正从传统的生物燃料生产技术转型为定制高价值产品的平台技术。该技术通过将湿有机废物转化为能量密集的生物原油，颠覆了传统废水处理仅关注污染物去除的模式。尽管生物原油的异质性长期制约其精炼应用，但最新研究表明，通过精准调控HTL反应条件（如温度、压力、停留时间），可选择性提升目标化学族群的产量，从而简化精炼流程并拓展高值应用场景。

技术革新与精准调控

HTL的核心优势在于其能直接处理高含水率原料（如市政污泥、农业废弃物），通过亚临界水（300-350°C，10-20 MPa）促进有机物解聚重组。研究发现，将反应温度控制在350°C可使脂类转化率提升至85%，而添加K₂CO₃等催化剂可显著降低含氧官能团含量。通过联用GC-MS和FT-IR等分析技术，证实优化后的生物原油中烷烃（C₁₅-C₁₈）占比提高40%，更适于催化加氢脱氧（HDO）制备航空燃料。

循环经济整合策略

突破性进展体现在HTL与机器学习预测模型的结合。利用随机森林算法建立的产物分布预测模型（R²>0.92），实现了对生物原油中羧酸、酚类等组分的精准预判。此外，耦合膜分离与溶剂萃取的分级生物精炼系统，可将生物原油中的高值化学品（如己二酸）回收率提升至75%，同时降低后续精炼能耗30%。

应用前景与挑战

当前HTL技术已成功从制药废水中回收药用中间体（如布洛芬前体），但规模化应用仍面临反应器腐蚀、连续化操作等工程挑战。未来研究需聚焦于开发抗硫腐蚀的Ni-Mo催化剂体系，以及通过生命周期评价（LCA）优化系统能效。

Conflict of interest

作者声明无利益冲突。全文通过多学科交叉视角，为HTL技术在循环生物经济中的战略定位提供了系统性论证。