[发明专利]生物质催化热裂解流出物中有价值成分的有效回收

说明书

一种方法，包括从生物质催化热解工艺的流出物中分离出富萘油相、酚类油和含有废气、水和BTX的蒸汽相，由此可将所述蒸汽相冷凝将液体水和液态烃与气相废气和BTX分离。

发明领域

本发明涉及生物质催化热解工艺(Bio-TCat)的产物的改进分馏。本发明提供了一种有效的分馏方法，用于回收存在于Bio-TCat流出物物流中的苯、甲苯和二甲苯(统称为BTX)以及副产物(废气、水、酚类油和富萘油)。

发明背景

Bio-TCat工艺涉及在催化流化床反应器中转化生物质以生产芳烃、烯烃和多种其他材料的混合物。它与催化快速热解(“CFP”)技术有关，但该转化发生的催化剂和生物质之间的接触时间，大于典型的CFP处理工艺。由Bio-TCat生产的芳烃包括苯、甲苯、二甲苯和萘，以及其他芳烃。烯烃包括乙烯、丙烯和较少量的较高分子量的烯烃。提供高产量的BTX是Bio-TCat技术的总体目标，因为它们通常是最有价值的产品。

来自Bio-TCat工艺的原始流出物是复杂的混合物，其中包含芳烃、烯烃、氧化物、链烷烃、H₂、CO、CO₂、水、炭、灰分、焦炭、催化剂细粉和许多其他化合物，但通常很少生物油。从这种复杂的混合物中制造、分离和回收各种组分，尤其是那些被发现更有价值的组分，变得越来越重要。

在美国专利8,277,643、美国专利8,864,984；美国专利公开2012/0203042 A1；美国专利公开2013/0060070 A1、美国专利公开2014/0027265 A1；和美国专利公开2014/0303414 A1中，描述了各自适合于催化快速热解的设备和工艺条件，在此全部引入以供参考。

WO2012/092075A1描述了一种从生物质热解系统分离产物以生产纤维素生物油的方法。其中处理的流出物与Bio-TCat工艺的有很大不同，因此存在一些问题。例如，Bio-TCat流出物中的炭含量低，因为它在反应段的旋风分离器中被过滤，而生物质热解流出物中含有大量的炭，应迅速处理。该公开内容解决了快速骤冷以最小化不希望的缩聚和热降解的问题，但是没有解决在水冷凝之前除去酚类化合物的问题以及使用该工艺的内部物流进行所需化合物的吸收的可能性。

WO2016/004248A2描述了一种从催化热解工艺的产物流中回收芳族化学品的方法，包括：用工艺物流水骤冷产物；分离第一蒸汽相；从第一气相中回收芳烃；和从第一液相产物中回收含氧化合物。通过这种配置，水与一些重质烃冷凝，其中一些被氧化。它们与水的亲和力将引起高的水污染。根据该专利的示例，水中甲酚和苯酚的含量可以达到7400wtppm(ppmw)，这是废水处理的主要问题。

根据当前的商业惯例和本领域的公开，需要一种简单经济的用于分馏和回收Bio-TCat流出物流中苯、甲苯和二甲苯(BTX)以及副产物(废气、水、酚类油和富萘油)的方法。本发明提供了这样的方法。

发明概要

本发明提供了一种分离生物质催化热解工艺流出物的方法，所述方法至少包含以下步骤：

a)分馏所述流出物以产生富萘油流出物、酚类油流出物和包含废气、水和气体BTX的气体流出物，以及

b)分离并部分冷凝步骤a)的包含废气、水和气体BTX的所述气体流出物，以产生包含废气和气体BTX的气体流出物，包含含有选自苯、甲苯、二甲苯及其组合(例如主要是BTX)的烃的烃类的液体流出物，以及含有水和少于1,000ppmw、或少于500ppmw、或少于300ppmw、例如50ppmw或以下、例如10至50ppmw的酚类化合物的液体流出物。