[發明專利]改進的生物質轉化方法

有效

• 申請號: 201780047493.6
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN109563412B
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: V·N·烏拉德;L·N·奇爾克·桑達拉拉詹;A·A·德爾帕喬;S·戈帕爾;P·阿羅拉
• 申請（專利權）人: 國際殼牌研究有限公司
• 主分類號: C10G1/00
• 分類號: C10G1/00;C10G1/06;C10G1/08;C10G1/10
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 李勇;呂小羽

本發明提供了一種從原料生產液態烴產物的方法，所述原料包括含固體生物質的原料和固體生物質衍生的原料中的至少一種和在50至15000ppmw的范圍內的氯化物，所述方法包括以下步驟：a)將氯化物捕集材料加入所述原料中以提供組合的原料/氯化物捕集材料；b)使組合的原料/氯化物捕集材料致密化，以形成顆粒或團塊形式的致密化進料；c)使所述致密化進料與加氫熱解催化劑組合物和分子氫在加氫熱解反應器容器中在介于350℃到600℃范圍內的溫度和介于0.50MPa到7.50MPa范圍內的壓力下接觸，以產生產物流，其包含脫氧的烴產物、H₂O、H₂、CO₂、CO、C₁?C₃氣體、炭以及催化劑細粒；和d)從所述產物流中去除全部或一部分所述炭和催化劑細粒。

技術領域

本發明涉及一種用于將含生物質或生物質衍生的原料轉化成液態烴材料的改進方法，所述液態烴材料適用作燃料或燃料中的摻合組分。

背景技術

隨著對液體運輸燃料的需求增加、‘簡單油’(易于獲得和回收的粗石油)的儲備減少和對這類燃料碳足跡(carbon footprint)的限制增加，研發以有效方式從替代性來源生產液體運輸燃料的途徑變得越來越重要。

生物質提供可再生碳的來源并且是指來源于活的或近期已故的生物體的生物材料，并且包括木質纖維素材料(例如木材)、水生材料(例如海藻、水生植物和海菜)以及動物副產物和廢料(例如內臟、脂肪和生活污水(sewage sludge))。由生物質產生的液體運輸燃料有時稱為生物燃料。因此，當使用這類生物燃料時，與石油衍生的燃料相比，有可能實現持續時間更長的CO₂排放。

然而，在生物質的常規熱解中，通常在惰性氛圍中進行快速熱解，獲得致密、酸性、反應性液體生物油產物，其含有在過程期間形成的水、油和炭。因此，使用經由常規熱解產生的生物油具有若干缺陷。這些缺陷包括產物的提高的化學反應性、水可混合性、高氧含量和低熱值。通常，這些產物難以升級成可替代的液體烴燃料。

將生物質加工成高品質液體燃料的有效方法以美國天然氣工藝研究院(GasTechnology Institute)的名義描述于WO2010117437中。WO2010117437中描述的用于將生物質轉化為液態烴燃料的方法使用催化加氫熱解和加氫轉化步驟。雖然不限于任何特定的催化劑，但用于此類方法的示例性催化劑包括含有鎳、鉬、鈷或其混合物作為活性金屬的硫化催化劑。

因其大規模可獲得性，含生物質或生物質衍生的原料，例如含有城市固體廢物、廢棄塑料、食物廢物的原料和含有木質纖維素的原料(例如木質生物質、農業殘余物、林業殘余物、來自木制品和紙漿與造紙工業的殘余物)是用于生物質向燃料轉化方法的重要原料。這些材料中的一些，特別是含有廢紙、紙板、聚氯乙烯塑料或食物廢物的城市固體廢物，以及例如玉米秸稈、稻殼、海水和微咸水植物等農業殘留物或海洋微藻或大型藻類等微生物含有高水平的可能對整個過程產生不利影響的雜質，如氯化物。

包含在含生物質的或生物質衍生的原料中的氯化物在高溫加氫熱解步驟期間(例如在超過400℃的溫度)可能釋放。釋放的氯化物也可與存在的任何氫反應以產生氣相氯化氫。

氣相氯化物的存在可以導致在反應器和其它工藝設備中的腐蝕。含有水相產物的工藝設備特別容易腐蝕，因為氯化物可能優先溶解在水中并導致熱交換器、氣液分離器和處理水相的其它工藝設備的腐蝕。此外，氯化氫溶于水中產生含有鹽酸的低pH水相。用于高溫氫處理服務中的工藝設備的典型材料，例如奧氏體不銹鋼，極易受氯化物侵蝕。

氣相氯化物也可作為在加氫熱解和加氫轉化方法中使用的催化劑的毒物，使催化劑失活和減小這種過程的整體效率。硫化氫(H₂S)吸附劑，例如氧化鋅基吸附劑，也可能受到反應體系中氯化物存在的不利影響。