生物质催化热裂解流出物中有价值成分的有效回收制造技术

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。

Effective recovery of valuable components from effluent of biomass catalytic pyrolysis

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生物质催化热裂解流出物中有价值成分的有效回收专利
本专利技术涉及生物质催化热解工艺(Bio-TCat)的产物的改进分馏。本专利技术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)。专利技术背景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2012/0203042A1；美国专利公开2013/0060070A1、美国专利公开2014/0027265A1；和美国专利公开2014/0303414A1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。本专利技术提供了这样的方法。专利技术概要本专利技术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。该方法包括有效、改进的分馏方案，用于从生物质催化热解反应系统中分离出流出物的不同产物。该方法提供了有效分离和回收所需的芳族产物(苯、甲苯和二甲苯)和副产物(废气、水、酚类油和富萘油)的方法。来自生物质催化热解工艺的反应部分的流出物已经任选地通过旋风分离器以分离催化剂、炭和气体。来自所述反应部分的流出物优选仅包含小于10μm的固体颗粒。在本专利技术的一个实施方案中，用于从生物质Bio-TCat反应系统分离流出物的不同产物的分馏方案包括冷却和热回收。可以在不达到冷凝温度的情况下在热交换器中冷却步骤a)的流出物进料。回收的热量可用于产生蒸汽或加热内部工艺物流。步骤a)和b)的组合，即本专利技术的一个方面，允许从流出物流和蒸气流(仍然含有有价值的气体BTX)中分离出富萘油、酚类油、液态烃流出物(主要是BTX)和液态水，并在贫油中吸收来自步骤b)的所述气体流出物中的BTX，并再生用作吸收剂液体的所述贫油。进一步地，本专利技术的实施方案包括以下步骤：a1)任选地冷却所述生物质催化热解流出物，例如在热交换器中在避免冷凝的温度下，a2)任选地骤冷所述生物质催化热解流出物或步骤a1)的流出物，如果进行了步骤a1)，例如通过与富萘油接触；a3)任选地将焦油从生物质催化热解流出物或步骤a1)的流出物或步骤a2)的流出物中分离出来，如果进行了步骤a1)和/或步骤a2)，a)分馏所述生物质催化热解流出物或来自步骤a1)和/或步骤a2)、和/或步骤a3)的流出物，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；b)分离并部分冷凝来自步骤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；并且c)任选地从步骤b)的包含烃的液体流出物和/或气体流出物中回收BTX。此外，回收BTX的任选步骤c)可包括来自步骤b)的气体流出物的吸收步骤c1)，随后是蒸馏或分馏步骤c2)以分离包含BTX和贫油的产物。吸收步骤c1)可以包括使步骤b)的气体流出物与吸收塔中的贫油接触以产生富油相，并且可以在步骤c2)中将包含步骤c1)的富油相的进料分馏以至少回收BTX和贫油。分馏步骤c2)的进料可以包含来自步骤c1)的富油相、来自步骤a)的酚类油流出物和/或来自步骤b)的含烃类的液体流出物。本专利技术可用于为先前在本领域中发现的生物质催化热解工艺流出物例如生物质Bio-TCat流出物的分馏提供三方面的益处，即：(i)由于首先将焦油冷凝，然后将沸点高于150℃的烃在水之前冷凝，限制结垢和水乳化问题；(ii)限制废水中含氧化合物的含量，特别是酚类和甲酚类化合物的含量，改善了其可处理性；(iii)回收含氧化合物含量低的BTX物流。特别是对于打算用于废水处理的废水中的酚类化合物，我们知道高浓度(例如大于1,000ppmw)的酚类化合物对废水处理细菌有毒。尽管此类细菌可以轻松耐受待处理水中50ppmw或更少的此类化合物，但它们可以随着时间适应更高的水平至1,000ppmw，但最希望作为废水处理的流出物中的酚类化合物含量尽可能低，例如，步骤b)的包含水的液体流出物作为废水。因此，本专利技术的优点包括Bio-TCat工艺流出物的分离方法，其包括从Bio-TCat流出物中分离酚类油流出物，尤其是酚类和甲酚类化合物。这限制了塔的堵塞和最终水/烃乳液的形成问题，并且还限制了水中的苯酚含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于分离生物质催化热解工艺流出物中组分的方法，包括以下步骤：/na1)任选地冷却所述生物质催化热解流出物，/na2)任选地骤冷所述生物质催化热解流出物或步骤a1)的流出物，如果进行了步骤a1)，/na3)任选地将焦油从所述生物质催化热解流出物或从步骤a1)的流出物或从步骤a2)的流出物中分离，如果进行了步骤a1)和/或步骤a2)，/na)分馏所述生物质催化热解流出物或来自步骤a1)或a2)或a3)的流出物，如果进行了步骤a1)和/或步骤a2)和/或步骤a3)，以产生富萘油流出物、酚类油流出物和包含有废气、水和气体BTX的气体流出物；/nb)分离并部分冷凝来自步骤a)的所述包含废气、水和气体BTX的气体流出物，以产生包含废气和气体BTX的气体流出物，包含包括选自苯、甲苯、二甲苯及其组合的烃的烃类的液体流出物，以及包含水和小于1000ppmw的酚类化合物的液体流出物；并且/nc)任选地从步骤b)的包含烃类的液体流出物和/或所述气体流出物中回收BTX。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于分离生物质催化热解工艺流出物中组分的方法，包括以下步骤：
a1)任选地冷却所述生物质催化热解流出物，
a2)任选地骤冷所述生物质催化热解流出物或步骤a1)的流出物，如果进行了步骤a1)，
a3)任选地将焦油从所述生物质催化热解流出物或从步骤a1)的流出物或从步骤a2)的流出物中分离，如果进行了步骤a1)和/或步骤a2)，
a)分馏所述生物质催化热解流出物或来自步骤a1)或a2)或a3)的流出物，如果进行了步骤a1)和/或步骤a2)和/或步骤a3)，以产生富萘油流出物、酚类油流出物和包含有废气、水和气体BTX的气体流出物；
b)分离并部分冷凝来自步骤a)的所述包含废气、水和气体BTX的气体流出物，以产生包含废气和气体BTX的气体流出物，包含包括选自苯、甲苯、二甲苯及其组合的烃的烃类的液体流出物，以及包含水和小于1000ppmw的酚类化合物的液体流出物；并且
c)任选地从步骤b)的包含烃类的液体流出物和/或所述气体流出物中回收BTX。


2.根据权利要求1所述的方法，其中骤冷步骤a2)包括与富萘油接触。


3.根据权利要求1所述的方法，其中步骤a1)中的冷却包括在热交换器中在避免冷凝的温度下进行热交换，并且其中骤冷步骤a2)包括与富萘油接触。


4.根据权利要求1所述的方法，其中骤冷步骤a2)包括与至少部分地来自步骤a)的分馏塔的塔底物流的富萘油直接接触。


5.根据权利要求1所述的方法，其中步骤b)中的所述部分冷凝是通过与水接触来骤冷来自步骤a)的所述气体流出物进行的。


6.根据权利要求1所述的方法，其中步骤b)中的所述部分冷凝是通过在热交换器中热交换进行的。


7.根据权利要求1所述的方法，其中回收BTX的任选步骤c)包括来自步骤b)的所述气体流出物的吸收步骤c1)，随后是分离包含BTX和贫油的产物的蒸馏或分馏步骤c2)。


8.根据权利要求7所述的方法，其中吸收步骤c1)包括使来自步骤b)的所述气体流出物与贫油在吸收塔中接触以产生富油相，并且将步骤c1)的包含所述富油相的进料在步骤c2)中分馏以回收至少BTX和贫油。


9.根据权利要求8所述的方法，其中分馏步骤c2)的所述进料包含来自步骤c1)的所述富油相、来自步骤a)的酚类油流出物和/或来自步骤b)的所述含烃液体流出物。


10.根据权利要求9所述的方法，其中用于步骤c1)中吸收的所述贫油包括由生物质Bio-TCat产生的油，所述油包含存在于Bio-TCat反应器流出物中的化合物。


11.根据权利要求9所述的方法，其中步骤c1)中用于吸收的所述贫油包括不是由生物质Bio-TCat产生的油。


12.根据权利要求11所述的方法，其中在步骤c1)中用于吸收的贫油包括柴油馏分。...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·迪尼，C·鲁伊斯马丁尼兹，A·B·帕格特，M·F·P·雅克顿，F·JM·弗尤格奈特，C·M·索伦森，
申请(专利权)人：安耐罗技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US