烃的脱金属制造技术

本公开内容涉及从得自气化或热解过程的烃混合物中提取金属的方法和工艺设备，包括以下步骤：将所述烃混合物与含水酸组合以形成混合物；混合所述混合物；将所述混合物分离为被污染的水相和经纯化的烃相，其相关的益处在于，所述含水酸能够释放在这种气化和热解过程中结合的金属。

Hydrocarbon debinding

The present disclosure covers methods and process equipment for extracting metals from hydrocarbon mixtures derived from gasification or pyrolysis processes, including the following steps: combining the hydrocarbon mixtures with water-bearing acids to form mixtures; mixing the mixtures; separating the mixtures into contaminated water and purified hydrocarbon phases, and their related benefits The hydrous acid can release the metal bound in the gasification and pyrolysis process.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】烃的脱金属在烃混合物的加工过程中，去除杂原子是一个重要的步骤，以使产品符合规范并避免环境或操作上的挑战。氢化处理是通过使杂原子(例如硫、氮和氧)与氢反应而将其从烃混合物中提取出来的常用方法。然而，如果存在金属污染物(即使在相对低的浓度下)，催化剂的活性会受到严重影响。金属污染物可能导致在催化剂表面上形成固态产物，例如焦炭或胶，其具有使氢化处理催化剂失活的作用。因此，在含有金属物质的进料的氢化处理中，在氢化处理步骤上游的所谓的保护床是必要的。保护床的特征在于高的金属捕获能力，使得被截留的金属被简单地捕获在催化表面上。尽管具有高的金属容量，但是催化颗粒必须定期更换，这从设备停止运行或降低设备产量或从更换催化活性材料方面涉及显著的成本。保护床的摆动构造(其中将一个保护床阻断以更换催化活性物质，同时另一个保护床处于运行中)会避免设备关闭的问题，但这涉及其他成本。烃混合物中的金属的量从百万分之几份至数千ppm不等。特别是可再生来源的脂肪和油、热解油和焦炉焦油可能具有非常高的水平。这些原料的其它特征在于包含含氧化合物，例如苯酚、萘酚(naphthenol)、甲酚和环烷酸。当将金属结合在这种结构中时，令人惊讶地发现，通过使烃混合物与含水酸溶液接触可以释放大量的金属。此外已经确定，可以构造集成的工艺设备，其中由气体净化工艺步骤中的副产物来生产硫酸，其可以用于酸洗脱金属过程中。酸值是料流的有机酸度的指标。ASTMD664将酸值定义为使用特定的检测系统在特定溶剂中将样品滴定至特定终点所需的特定的碱的量，以每克样品的氢氧化钾的毫克数表示。根据精炼工艺领域中术语的使用，“烃混合物”应当包括以烃为主的任何料流，但还包括除氢和碳之外的其它元素，如氧、硫、氮、卤素和金属。本文所用的术语“两相混合物”应当包括将要分离成两相的混合物，但其还应当包括两种(或更多种)组分的乳液和其他实例，其在微观上是互相分散的，即使这种混合物在宏观水平上是稳定的。在提及“两相”时，这可以意指一个极性相和一个非极性相，但是“两相”还应当被理解为涵盖至少两个相，例如密度高于水相的重质非极性相、水相和密度低于水相的轻质非极性相。本文所用的“热解”和“气化”应当被理解为这样的过程：其中碳质原料(如煤或生物质)在不存在氧气的情况下加热，或者在氧气以相对于氧化为CO2为亚化学计量的量存在下加热。来自热解和气化的产物由固相、气相和液相(即焦油)组成。根据精炼领域的术语，本文所用的“焦油”应当被解释为重质烃类液体。可以使用诸如“热解油”、“煤焦油”和“焦炉焦油”的术语来指示焦油的来源。为了本专利技术的目的，“焦油”通常是热解、焦炭生产或煤气化的产物。焦油的特征在于存在高含量的杂原子(特别是氮、硫和氧)以及高含量的芳香族化合物。焦油的典型参数包括烃类液体，其为包含0.5％或1％至5％、6％或10％的氧的烃混合物，其密度为高于0.90g/ml、高于0.96g/ml、高于1.05g/ml，其氮原子和硫原子之间的比例(N:S)高于1:1、2:1、5:1或10:1，其氢含量低于10％w/w，且其酸值高于2或4且低于7或8mgKOH/g。本公开不限于焦油，而且还涉及包含高含量氧的其它烃类液体，例如动物脂肪、植物油和妥尔油(其包含高达25％的氧并具有高的酸度)。在广义上，本公开涉及一种从得自气化或热解过程的烃混合物中提取金属的方法，该方法包括以下步骤：将所述烃混合物与含水酸组合以形成混合物；混合所述混合物；将所述混合物分离为被污染的水相和经纯化的烃相，其相关的益处在于，所述含水酸能够释放在这种气化和热解过程中结合的金属。本公开的一个实施方案是一种用于从烃混合物制备经氢化处理的烃的方法，所述烃混合物得自气化或热解过程或得自生物来源的含氧化合物混合物，所述烃混合物的酸值为大于1.5mgKOH/g、2mgKOH/g或4mgKOH/g，该方法包括以下步骤：a.将所述烃混合物与含水酸组合以形成混合物；b.混合所述混合物；c.将所述混合物分离为被污染的水相和经纯化的烃相；d.将所述经纯化的烃相与富含氢气的气体组合以形成氢化处理流；e.将所述氢化处理流引导至氢化处理步骤以形成经氢化处理的烃。与这种方法相关的益处在于，在处理具有例如大于1.5mgKOH/g、2mgKOH/g或4mgKOH/g的高酸值的烃混合物的过程中，在设备中所使用的材料必须是耐腐蚀性逐渐增强的。因此，添加含水酸并随后除去水相不会对下游的工艺设备提出额外的要求，因为与烃混合物的酸度相比，剩余的酸可以忽略不计。在另一个实施方案中，烃混合物包含0.5％或1％至5％、6％或10％的氧，与所述含水酸相关的益处在于，其很好地适合于释放与含氧化合物(例如苯酚、萘酚、环烷酸和甲酚)相关联的金属。在另一个实施方案中，含水酸选自由强无机酸或有机酸组成的组，所述强无机酸或有机酸优选为柠檬酸、草酸、盐酸、磷酸、磷酸或硫酸，与这些酸相关的益处在于，用于从所述烃相中提取金属的强的螯合作用，特别是柠檬酸、草酸和硫酸，这些酸在下游精炼工艺中方便地除去。在另一个实施方案中，该方法不包括添加包含浓度大于0.1％的除C、H、O、N和S之外的元素的含水液体，其相关的益处在于避免添加不被常规精炼工艺除去的元素。在另一个实施方案中，含水酸的浓度为1％或2％至5％、10％或30％，与这样的酸浓度相关的益处在于，在对工艺设备的适度腐蚀性和对被结合的金属的高的反应性之间提供平衡。在另一个实施方案中，烃混合物与酸的比例为20:1、10:1、50:1至2:1、1:1或1:2，与这样的比例相关的益处在于，在高的金属提取能力和工艺体积的适度增加之间提供平衡。在另一个实施方案中，步骤b中的温度为20℃至150℃，其相关的益处在于，降低烃混合物在升高的温度下的粘度，并破坏乳液稳定性，从而允许分离成经纯化的烃相和水相。在另一个实施方案中，混合物中的酸值为高于2或4并低于7或8mgKOH/g，其相关的益处在于，这样的酸度与通常的烃混合物相匹配。在另一个实施方案中，烃混合物中的酸值为低于7mgKOH/g、8mgKOH/g、25mgKOH/g或150mgKOH/g，其相关的益处在于，如果对材料进行恰当的考虑，则酸值为7mgKOH/g、8mgKOH/g、25mgKOH/g或150mgKOH/g的烃混合物可以通过常规的精炼方法进行处理。通常，焦油会具有2mgKOH/g至8mgKOH/g的酸值，生物油和脂肪会具有6mgKOH/g至15mgKOH/g的酸值，脂肪酸(如粗妥尔油)可以具有100mgKOH/g至150mgKOH/g的酸值。在另一个实施方案中，所述氢化处理步骤(e)包括使氢化处理流与一种或多种催化活性材料接触，所述催化活性材料在选自含杂原子的烃的氢化反应、二烯烃的氢化反应和含金属杂原子的烃的氢化反应中的一种或多种反应中有活性，其中所述一种或多种材料中的每一种可以存在于一个或多个反应器中，其中可以使用所述一种或多种材料的任何顺序，并且其中压力、温度和空速为使得催化活性材料对于适当的反应有活性，其相关的益处在于，提供在精炼工业中众所周知的方式以降低氢化处理流的酸度，同时满足处理氢化处理流的其它要求。通常，在二烯烃的氢化中有催化活性的材料会在150℃至200℃的平均温度下操作，并且在金属和其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于从烃混合物生产经氢化处理的烃的方法，所述烃混合物得自气化或热解工艺或得自生物来源的含氧化合物混合物，所述烃混合物的酸值为大于1.5mg KOH/g、2mg KOH/g或4mg KOH/g，所述方法包括以下步骤：a.将所述烃混合物与含水酸组合以形成混合物；b.混合所述混合物；c.将所述混合物分离为被污染的水相和经纯化的烃相；d.将所述经纯化的烃相与富含氢气的气体组合以形成氢化处理流；e.将所述氢化处理流引导至氢化处理步骤以形成经氢化处理的烃。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.02 DK PA201570431;2016.05.31 DK PA201670381.一种用于从烃混合物生产经氢化处理的烃的方法，所述烃混合物得自气化或热解工艺或得自生物来源的含氧化合物混合物，所述烃混合物的酸值为大于1.5mgKOH/g、2mgKOH/g或4mgKOH/g，所述方法包括以下步骤：a.将所述烃混合物与含水酸组合以形成混合物；b.混合所述混合物；c.将所述混合物分离为被污染的水相和经纯化的烃相；d.将所述经纯化的烃相与富含氢气的气体组合以形成氢化处理流；e.将所述氢化处理流引导至氢化处理步骤以形成经氢化处理的烃。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述烃混合物包含0.5％或1％至5％、6％或10％的氧。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述含水酸选自包括强无机酸或有机酸的组，优选柠檬酸、草酸、盐酸、磷酸、磷酸或硫酸。4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中所述方法不包括添加包含浓度大于0.1％的除C、H、O、N和S之外的元素的含水液体。5.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其中所述含水酸的浓度为1％或2％至5％、10％或30％。6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的方法，其中烃混合物与酸的比为20:1、50:1至2:1,、1:1或1:2。7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的方法，其中步骤b中的温度为20℃至150℃。8.根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的方法，其中所述烃混合物中的酸值为低于7mgKOH/g或25mgKOH/g或150mgKOH/g。9.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7或8中任一项所述的方法，其中所述氢化处理步骤(e)包括将氢化处理流与一种或多种催化活性材料接触，所述催化活性材料在选自含杂原子的烃的氢化反应、二烯烃的氢化反应和含金属杂原子的烃的氢化反应中的一种或多种反应中有活性，其中所述一种或多种材料中的每一种可以存在于一个或多个反应器中，其中可以使用所述一种或多种材料的任何顺序，并且其中压力、温度和空间速度为使得所述催化活性材料对于适当的反应有活性。10.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的方法，其中将一定量的所述经氢化处理的烃提取出来并...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·G·埃格伯格，A·伊达尔戈维瓦斯，S·S·埃尼沃尔德森，
申请(专利权)人：托普索公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK