通过生物可再生原料热裂化生产生物烃的方法技术

本发明专利技术涉及生产生物烃的方法，其包括从生物可再生原料制备烃原材料的制备步骤，然后是异构化步骤以制备异构原材料，和热(蒸汽)裂化步骤。生物烃进一步聚合以获得生物聚合物，例如聚烯烃、ABS或聚对苯二甲酸乙二醇酯。

The method of producing biological hydrocarbons by thermal cracking of biological renewable raw materials

The invention relates to a method for producing biological hydrocarbons, which includes preparing steps for preparing hydrocarbon raw materials from bio renewable raw materials, followed by isomerization steps to prepare heterogeneous raw materials, and thermal (steam) cracking steps. Biopolymers are further polymerized to obtain biopolymers, such as polyolefin, ABS, or polyethylene terephthalate.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过生物可再生原料热裂化生产生物烃的方法
本专利技术涉及生产生物烃的方法。进一步地，本专利技术涉及通过本专利技术的方法可获得的生物烃以及生产聚合物的方法。
技术介绍
由生物质生产生物烃受到越来越多的关注，因为它们是由可持续的有机化合物源生产的。这种烃在化学工业中作为用于数种方法的基础材料是有价值的，特别是作为聚合物化学中的单体或单体前体。生物聚合物具有世界范围内的广泛兴趣，因为它们可以为传统化石基聚合物(如PE、PP、PET、ABS)提供可持续的替代品。然而，找到一种具有与传统聚合物性质相媲美的性质的生物聚合物是非常具有挑战性的。到目前为止，仅仅为聚乳酸(PLA)创造了大规模的应用。取代传统的聚合物并不容易，因为它们的产品性质是相当独特的，聚合物的加工是高度发展的，加工机械不能容易地应用于新型聚合物本身。US2012/0053379A1公开了一种使用妥尔油组分的催化脱氧和蒸汽裂化衍生自脱氧步骤的液体馏分来生产生物烃的方法。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而完成的，本专利技术的目的在于提供一种生产应用范围广泛的生物可再生材料(生物烃)的改进方法。简单地说，本专利技术涉及一个或多个下面的项目：1.生产生物烃的方法，该方法包括从生物可再生原料制备烃原材料的制备步骤，将烃原材料中的至少直链烃进行异构化处理来制备异构原材料的异构化步骤，和热裂化异构原材料以生产生物烃的裂化步骤。2.根据项1所述的方法，其中所述异构原材料含有至少50重量％，优选至少60重量％，更优选至少70重量％的异链烷烃。3.根据项1所述的方法，其中所述异构原材料含有至少70重量％的异链烷烃。4.根据前述项中任一项所述的方法，其中所述裂化步骤中的热裂化在至少790℃的温度(盘管(coil)出口温度COT)下进行。5.根据前述项中任一项所述的方法，其中所述裂化步骤中的热裂化在至少800℃，优选至少820℃，更优选至少830℃，进一步优选至少840℃的温度下进行。6.根据前述项中任一项所述的方法，其中所述裂化步骤中的热裂化在至多960℃，优选至多920℃，更优选至多890℃，进一步优选至多870℃的温度下进行。7.根据前述项中任一项所述的方法，其中制备步骤包括使生物可再生原料脱氧的步骤。8.根据前述项中任一项所述的方法，其中使生物可再生原料脱氧的步骤是加氢处理步骤，优选加氢脱氧步骤。9.根据前述项中任一项所述的方法，其中制备步骤包括使在烃原材料中的烃加氢裂化的步骤。10.根据前述项中任一项所述的方法，其中所述生物可再生原料包含植物油、植物脂肪、动物油和动物脂肪中的至少一种，并且经受加氢处理以制备烃原材料。11.根据前述项中任一项所述的方法，其中所述异构原材料包含柴油范围馏分和石脑油范围馏分中的至少一种，并且至少所述柴油范围馏分和/或所述石脑油范围馏分经历热裂化。12.根据项11所述的方法，其中仅柴油范围馏分和/或石脑油范围馏分，优选只有柴油范围馏分经历热裂化。13.根据前述项中任一项的方法，其中所述异构原材料优选选自馏分A和馏分B中的一种，其中馏分A包含高于50重量％，优选75重量％或更多，更优选90重量％或更多的C10-C20烃(基于有机组分)，C10-C20范围中的偶数数目烃(即C10、C12、C14、C16、C18和C20)优选高于50重量％，并且馏分A包含1.0重量％或更少，优选0.5重量％或更少，更优选0.2重量％或更少的芳族化合物，和小于2.0，优选1.0重量％或更少，更优选0.5重量％或更少的烯烃，和馏分B包含高于50重量％，优选75重量％或更多，更优选90重量％或更多的C5-C10烃(基于有机组分)，并且馏分B包含1.0重量％或更少，优选0.5重量％或更少，更优选0.2重量％或更少的芳族化合物，和少于2.0，优选1.0重量％或更少，更优选0.5重量％或更少的烯烃。14.根据前述项中任一项所述的方法，其中所述异构原材料包含至少75重量％，优选至少80重量％，更优选至少85重量％，最优选至少90重量％异链烷烃。15.根据前述项中任一项所述的方法，其中基于构成异构原材料的所有元素，异构原材料包含至多1重量％的氧，如通过元素分析测定的。16.根据前述项中任一项所述的方法，其中裂化步骤中的热裂化包括蒸汽裂化。17.根据项16所述的方法，其中所述蒸汽裂化在水与异构原材料的流量比(H2O流量[kg/h]/异-HC流量[kg/h])为0.05-1.20下实施。18.根据项17所述的方法，其中水与异构原材料之间的流量比为至少0.10，优选至少0.20，更优选至少0.25，甚至更优选至少0.30。19.根据项16或17所述的方法，其中水与异构原材料之间的流量比为至多1.00，优选至多0.80，更优选至多0.60，甚至更优选至多0.50。20.根据前述项中任一项所述的方法，其中所述生物烃包含至少5重量％的选自由苯、甲苯和二甲苯组成的组的芳族化合物。21.根据前述项中任一项所述的方法，其中所述生物烃包含至少6重量％，优选至少7重量％，更优选至少8重量％的选自由苯、甲苯和二甲苯组成的组的芳族化合物。22.生产生物烃的方法，该方法包括提供从生物可再生原料获得并含有至少50重量％，优选至少65重量％，更优选至少70重量％的异链烷烃的异构原材料的步骤，以及热裂化异构原材料以生产生物烃的裂化步骤。23.根据项22所述的方法，其中所述异构原材料含有至少70重量％的异链烷烃。24.根据项22或23所述的方法，其中所述异构原材料包含至少75重量％，优选至少80重量％，更优选至少85重量％，最优选至少90重量％异链烷烃。25.根据项22至24中任一项所述的方法，其中提供异构原材料的步骤包括从生物可再生原料制备烃原材料的制备步骤，以及任选地，将烃原材料中的至少直链烷烃进行异构化处理的异构化步骤，以制备异构原材料。项4至21所述的附加特征也适用于项22至25中任一项的方法。26.一种生产聚合物的方法，其包括根据项1至25中任一项所述的方法生产生物烃，任选地纯化和/或化学改性至少一部分生物烃以提供生物单体，并聚合生物单体以获得聚合物。27.根据项26所述的方法，其中所述聚合物是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚烯烃、ABS(丙烯腈、丁二烯和苯乙烯，其是可再生来源)或其衍生物。28.根据项26或27所述的方法，其中所述方法使用至少50重量％，优选至少80重量％，更优选至少90重量％，更优选至少95重量％，更优选大于99重量％，甚至更优选100重量％的衍生自生物可再生原料的单体，相对于构成聚合物的所有单体计。29.根据项26至28中任一项所述的方法，其中所述方法还包括由所述聚合物形成物品，例如薄膜、珠子或模制品。30.通过根据项1-25中任一项所述的方法可得到的生物烃混合物。附图说明图1显示了本专利技术实施例中使用的实验室规模的蒸汽裂化装置。图2显示了GC×GC装置(参见Beens，J.；Brinkman，U.A.T.，Comprehensivetwo-dimensionalgaschromatography-apowerfulandversatiletechnique.Analyst2005,130，(2)，123-127)。图3显示了分别在2D(灰度)图、2D等值线图和3D图中的GC×GC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产生物烃的方法，所述方法包括：从生物可再生原料制备烃原材料的制备步骤，将烃原材料中的至少直链烃进行异构化处理以制备异构原材料的异构化步骤，和热裂化异构原材料以生产生物烃的裂化步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.21 EP 15168584.91.一种生产生物烃的方法，所述方法包括：从生物可再生原料制备烃原材料的制备步骤，将烃原材料中的至少直链烃进行异构化处理以制备异构原材料的异构化步骤，和热裂化异构原材料以生产生物烃的裂化步骤。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述异构原材料包含至少50重量％，优选至少60重量％，优选至少65重量％，优选至少70重量％，更优选至少75重量％，至少80重量％，至少85重量％，或至少90重量％的异链烷烃。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述裂化步骤中的热裂化在至少790℃，优选至少800℃，优选至少820℃，至少830℃或者至少840℃的温度(盘管出口温度COT)下进行；和/或其中裂化步骤中的热裂化在至多960℃，优选至多920℃，更优选至多890℃，进一步优选至多870℃的温度下进行。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中制备步骤包括使生物可再生原料脱氧的步骤；和/或其中使生物可再生原料脱氧的步骤优选是加氢处理步骤，优选加氢脱氧步骤。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中制备步骤包括使烃原材料中的烃加氢裂化的步骤。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述异构原材料包含柴油范围馏分和石脑油范围馏分中的至少一种，并且至少所述柴油范围馏分和/或所述石脑油范围馏分经历热裂化。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述异构原材料选自馏分A和馏分B中的一种，其中馏分A包含高于50重量％，优选75重量％或更多，更优选90重量％或更多的C10-C20烃，C10-C20范围中的偶数数目烃的含量优选高于50重量％，并且馏分A包含1.0重量％或更少，优选0.5重量％或更少，更优选0.2重量％或更少的芳族化合物，和小于2.0，优选1.0重量％或更少，更优选0.5重量％或更少的烯烃，且馏分B包含高于50重量％，优选75重量％或更多，更优选90重量％或更多的C5-C10烃，并且馏分B包含1.0重量％或更少，优选0.5重量％或更少，更优选...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈亚·哈科拉，托米·尼曼，
申请(专利权)人：奈斯特化学公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI