Biomass-To-Liquid: BTL เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนซึ่งประกอบไปด้วยกระบวนการย่อยหลายขั้นตอน แสดงดังภาพที่ 1. กระบวนการนี้สามารถแบ่งออกเป็น 2 ขั้นตอนย่อยคือ (1) การผลิตก๊าซสังเคราะห์ (Syngas) เปลี่ยนจากชีวมวลให้เป็นก๊าซและ (2) การสังเคราะห์เชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนเหลวจากก๊าซสังเคราะห์
ก๊าซสังเคราะห์ผลิตได้ตามสมการ (1-1) ประกอบด้วยก๊าซ H2 CO CO2 CH4 การสังเคราะห์ไฮโดรคาร์บอนเหลวจากก๊าซสังเคราะห์โดยผ่านปฏิกิริยาฟิชเชอร์ทรอปซ์ หรือกระบวนการการเปลี่ยนเมทานอลเป็นก๊าซโซลีน ทั้งสองกรณีมีสมการในการสังเคราะห์เหมือนกัน ดังสมการ (1-2)
การสังเคราะห์น้ำมันดีเซลทำได้โดยผ่านกระบวนการฟิชเชอร์ทรอปซ์ซึ่งเกิดจากการปฏิกิริยาของก๊าซสังเคราะห์ (H2 และ CO) ที่ได้จากกระบวนการเปลี่ยนชีวมวล เช่น ลิกโนเซลลูโลสให้เป็นก๊าซ (Gasification) สำหรับกระบวนการฟิชเชอร์ทรอปซ์นั้นเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีการเปลี่ยนก๊าซให้เป็นของเหลว ซึ่งจะต้องผ่านกระบวนการหลักทั้งหมด 3 กระบวนการ แสดงดังภาพ
2.1 กระบวนการผลิตก๊าซสังเคราะห์ (Syngas manufacturing)
เป็นกระบวนการที่นำสารชีวมวล (Biomass) ไปผ่านกระบวนการต่างๆ เพื่อให้ได้มาซึ่งก๊าซสังเคราะห์ (H2 + CO)
2.2 กระบวนการฟิชเชอร์ทรอปซ์ (Fischer-Tropsch Synthesis)
เป็นปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชัน (Hydrogenation) ของก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (Carbon Monoxide : CO) บนพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยา และเกิดปฏิกิริยาการต่อสายโซ่ เกิดเป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนต่าง ๆ ทั้งที่เป็นพันธะเดี่ยวหรือพาราฟิน (Paraffin) และสารประกอบไฮโดรคาร์บอนพันธะคู่หรือโอลิฟิน (Olefins) ขั้นตอนการเกิดปฏิกิริยาฟิชเชอร์ทรอปซ์มีทั้งหมด 6 ขั้นตอน คือ
ขั้นตอนที่ 1 การดูดซับสารตั้งต้น (Reactant Adsorption)
ขั้นตอนที่ 2 การเริ่มการต่อสายโซ่ (Chain Initiation)
ขั้นตอนที่ 3 การเติบโตของสายโซ่ (Chain Growth)
ขั้นตอนที่ 4 การหยุดการต่อสายโซ่ (Chain Termination)
ขั้นตอนที่ 5 การคายซับของผลิตภัณฑ์ (Product Desorption)
ขั้นตอนที่ 6 การดูดซับสารตั้งต้นและการเกิดปฏิกิริยาการต่อสายโซ่อีกครั้ง
(Re-Adsorption and Further Reaction)
2.3 กระบวนการแยกและปรับปรุงผลิตภัณฑ์เพื่อให้ได้น้ำมันสังเคราะห์ที่มีความบริสุทธิ์สูง (Product Purification and Product Grade-Up) จะมีกระบวนการย่อยทั้งหมด 2 กระบวนการ คือ
2.3.1 กระบวนการแยก (Product recovery) เป็นกระบวนการที่แยกน้ำออกจากระบบ แยกก๊าซมีเทนเข้าสู่กระบวนการรีฟอร์มมิงด้วยไอน้ำ และเข้าสู่ปฏิกิริยาฟิชเชอร์ทรอปซ์เพื่อให้ได้มาซึ่งผลิตภัณฑ์
2.3.2 กระบวนการปรับปรุงผลิตภัณฑ์เพื่อให้ได้น้ำมันสังเคราะห์ (Product grade-up) หลังจากกระบวนการแยกแล้ว จะเข้าสู่กระบวนการปรับปรุงผลิตภัณฑ์ ซึ่งมีทั้งหมด 5 ขั้นตอน คือ
ขั้นตอนที่ 1 กระบวนการแคร็กกิง (Hydrocracking)
ขั้นตอนที่ 2 กระบวนการไฮโดรทรีทติง (Hydrotreating)
ขั้นตอนที่ 3 กระบวนการไอโซเมอไรเซชัน (Isomerization)
ขั้นตอนที่ 4 กระบวนการคะตะไลติกรีฟอร์มมิ่ง (Catalytic Reforming)
ขั้นตอนที่ 5 กระบวนการอัลคิลเลชัน (Alkylation)
