[发明专利]生物质向液态烃材料的转化

说明书

本发明提供一种用于由含生物质原料和生物质衍生的原料中的至少一种生产液态烃产物的方法，所述方法包含以下步骤：a)使所述含生物质原料和/或生物质衍生的原料与加氢热解催化剂组合物和分子氢在加氢热解反应器容器中在介于350℃到600℃范围内的温度、介于0.50MPa到7.50MPa范围内的压力和不超过2.0千克(生物质)/小时/千克(催化剂)的WHSV下接触，以产生第一产物物料流，所述第一产物物料流包含已脱氧的烃产物、H₂O、H₂、CO₂、CO、C₁‑C₃气体、炭以及催化剂细粒；b)从所述产物物料流中去除全部或一部分所述炭和催化剂细粒；c)使剩余产物物料流冷却到不超过300℃的温度；以及d)使全部或一部分所述已脱氧的烃产物在加氢转化反应器中在一种或多种适合于使在步骤a)中所生成的所述已脱氧的烃产物以及所述H₂O、CO₂、CO、H₂和C₁‑C₃气体芳香族饱和的催化剂组合物存在下加氢转化，以产生包含C₄₊烃产物、H₂O、CO、CO₂和C₁‑C₃气体的产物。

技术领域

本发明涉及一种用于将含生物质或生物质衍生的原料转化成液态烃材料的方法，所述液态烃材料适用作燃料或燃料中的掺合组分。

背景技术

随着对液体运输燃料的需求增加、‘简单油’(易于获得和回收的粗石油)的储备减少和对此类燃料碳足迹(carbon footprint)的限制增加，研发以有效方式由替代性来源生产液体运输燃料的途径变得越来越重要。

生物质提供可再生碳的来源并且是指衍生自活的或已故的生物体的生物材料，并且包括木质纤维素材料(例如木材)、水生材料(例如藻类、水生植物和海草)以及动物副产物和废料(例如内脏、脂肪和水肥(sewage sludge))。由生物质生产的液体运输燃料有时称为生物燃料。因此，当使用此类生物燃料时，与石油衍生的燃料相比，有可能实现持续时间更长的CO₂排放。

然而，在生物质的常规热解中，通常在惰性气氛中进行快速热解，获得稠密、酸性、反应性、液态的生物油产物。这种产物含有在所述过程期间形成的水、油和炭。因此，使用经由常规热解产生的生物油具有若干缺陷。这些缺陷包括产物的化学反应性增加、水混溶性、高氧含量以及低加热值。通常，这些产物难以升级成可替代的液态烃燃料。

将生物质加工成高品质液体燃料的有效方法以美国天然气工艺研究院(GasTechnology Institute)的名义描述于WO2010117437中。

因其大规模可获得性，固体原料，如含有废弃塑料的原料和含有木质纤维素的原料(例如木质生物质、农业残留物、林业残留物、来自木制品和纸浆与造纸工业的残留物，以及含有木质纤维素材料、废弃塑料和/或食物废料的城市固体废料)是用于生物质向燃料转化方法的重要原料。木质纤维素包含任何比例的木质素、纤维素以及半纤维素的混合物，并且通常还含有灰渣和水分。

WO2010117437中所描述的用于将生物质转化成液态烃燃料的方法使用加氢热解和加氢转化催化剂。虽然不限于任何特定的催化剂，但用于此类方法的示例性催化剂包括含有镍、钼、钴或其混合物作为活性金属的硫化催化剂。在用于将生物质转化成液态烃燃料的加氢热解和加氢转化步骤中所用的其它催化剂描述于共同待决申请IN 4737/CHE/15、PCT/EP2015/064749、PCT/EP2015/064691和PCT/EP2015/064732中。

用于由生物质生产液态烃的方法描述于WO2015114008中，所述方法利用加氢热解/加氢转化方法和含有还原金属催化剂的另一下游加氢处理反应器。

可以进一步分离来自任一这些方法的产物以产生柴油、汽油或汽油与柴油的掺合组分。