[发明专利]经由含木质素材料的热解来生产芳烃的方法

说明书

本发明涉及一种转化包含含木质素材料的给料的方法，其包括步骤(a)‑(c)：(a)将所述给料加入到流化床反应器中；(b)在所述流化床反应器中热解至少部分所述给料，同时将载气引入所述反应器中，来生产热解蒸气；(c)在包含催化剂的第二反应器中，反应至少部分来自于步骤(b)的热解蒸气，来生产包含芳烃的烃产物；在该方法中，在步骤(a)中，将砂用作流化床中的热载体；在步骤(b)中，将C₁‑C₄烃，优选C₁‑C₄烷烃，作为载气引入所述反应器中；步骤(b)中的流化床反应器中的温度等于或者大于400℃至等于或者小于600℃，且步骤(b)中反应器中的温度保持在高于步骤(c)中的反应器的温度；和步骤(c)中的反应器包含MFI或者MWW型沸石催化剂，并且所述反应器中的温度等于或大于350℃至等于或小于550℃。

发明领域

本发明涉及一种经由热解包含含木质素材料的给料来生产芳烃的方法。

发明背景

随着化石燃料资源供应的逐渐减少，使用可持续的和可再生的生物来源供料对于生产液体燃料和/或化学品来说变得日益重要。使用这样的生物来源的供料也可允许更可持续的生产液体燃料和更可持续的CO₂排放，其可有助于满足在京都协议下的全球CO₂排放标准。将生物来源的材料转化成燃料和/或化学品的方法是本领域已知的。

催化快速热解是一种用于转化生物来源材料的令人感兴趣的技术，因为它结合了快速热解和高产物品质的优点。在这样的方法中，固体生物质首先热解成挥发性有机物，气体和固体焦炭，然后该有机物在催化剂上原位提质。来自于学院和产业的科学家都已经在这个领域进行了大量的研究。

例如WO2013/103872描述了一种热解生物质的方法。公开了一种两级反应器/方法，用于转化固体颗粒生物质材料，并且包括第一级(在其中固体颗粒生物质材料热解成初级反应产物)和第二级(在其中该初级反应产物催化转化)，该第二级的运行温度高于第一级的运行温度。根据WO2013/103872，液体生物油的wt％产率高于其中第二级是在等于或者低于第一级的温度运行的方法所产生的wt％产率。在WO2013/103872的实施例中，所用催化剂是含磷和沸石的催化剂，例如如ID243US-PRO中所述。此外，从WO2013/103872中不清楚的是如何精确地进行该实施例中的所述反应。在该实施例中没有描述反应器具体是哪种以及如何进行所述方法，并且根据WO2013/103872的说明书，所述方法中参数可以在宽范围内变化。

WO2013/032672描述了经由催化热解生产流体烃产物的方法，其中该反应物包括固体烃质材料和氢或者氢源(例如特别是醇)。该产物可以包括具体的芳族化合物(例如苯，甲苯，萘，二甲苯等)。

技术经济分析已经显示催化热解是一种用于生物燃料生产的有前景的技术，这归因于简单的过程构造和有前景的芳烃产率。但是，这种方法的一个重要挑战是催化剂的高焦炭形成和相关的短寿命。因此，虽然本领域已经公开了几种热解方法，但是仍需对条件进行优化。

本发明提供一种利用所选择的一组条件的热解方法，其导致芳烃产物具有非常低的含氧量。同样，已经发现结焦可以通过使用特定的载气来减少。此外，通过使用本发明的条件，可以增加催化剂的寿命。

发明内容

本发明提供一种用于转化包含含木质素材料的给料的方法，其包括步骤(a)-(c)：

(a)将所述给料加入到流化床反应器中；

(b)在所述流化床反应器中热解至少部分所述给料，同时将载气引入所述反应器中，来生产热解蒸气；

(c)在包含催化剂的第二反应器中，反应至少部分来自于步骤(b)的热解蒸气，来生产包含芳烃的烃产物；

在该方法中，