再循环和可再生有机材料的纯化制造技术

本文提供了一种纯化再循环或可再生有机材料的方法，其中再循环或可再生有机材料包含选自由硅化合物、磷、Cl和甾醇组成的组的一种或多种杂质，该方法包括以下步骤：(a)提供再循环或可再生有机材料；(b)任选地在180至325℃下对再循环或可再生有机材料进行预热处理，任选地在预热处理过程之前或之后添加酸，以及任选地在预热处理之后过滤预热处理的再循环或可再生有机材料；(c)在100至450℃下，任选地在吸附剂的存在下，对再循环或可再生有机材料进行热处理，任选地在热处理过程之前或期间添加水，任选地在热处理过程之前或之后添加酸，以及任选地在热处理之后过滤热处理的再循环或可再生有机材料；(d)任选地从热处理的再循环或可再生有机材料化合物中蒸发挥发性硅化合物，从而降低热处理的再循环或可再生有机材料的硅含量；(e)任选地热裂化再循环或可再生有机材料，从而降低热处理的再循环或可再生有机材料的氧和磷含量，任选地从热裂化的再循环或可再生有机材料中去除挥发物，以及任选地从再循环或可再生有机材料中去除固体/沉淀物；和(f)在加氢处理催化剂的存在下对热处理的再循环或可再生有机材料进行加氢处理，以获得纯化的加氢处理的再循环或可再生有机材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】再循环和可再生有机材料的纯化
本专利技术涉及一种纯化再循环(recycle，重复利用，再生，回收，循环)或可再生有机材料的方法，特别地纯化包含选自由以下组成的组的一种或多种杂质的再循环或可再生有机材料的方法：硅化合物、磷化合物、氯化合物和金属。
技术介绍
在某些情况下，再循环或可再生有机材料包含大量的硅化合物形式的硅(Si)和大量的磷化合物形式的磷，例如磷脂。在对再循环或可再生有机材料进行催化处理之前，由于这些化合物是已知的催化剂毒物，因此需要从材料中除去这些杂质，因此应在加氢处理之前将其除去，以最大化加氢处理装置的循环时间(cyclelength)和利润。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种克服上述问题的方法。本专利技术的目的通过一种方法来实现，该方法的特征在于独立权利要求中所述的特征。本专利技术的优选实施方式在从属权利要求中公开。本专利技术基于令人惊讶的实现，可以通过一种方法来纯化含有大量磷和硅化合物的再循环或可再生有机材料，该方法导致当再循环或可再生有机材料在100至450℃下进行热处理再循环或可再生有机材料，和过滤材料并在加氢处理催化剂的存在下对热处理的再循环或可再生有机材料进行加氢处理时，从再循环或可再生有机材料中去除磷和硅化合物。附图说明在下文中，将参考附图借助于优选实施方式更详细地描述本专利技术，其中图1示出了本方法的第一示例性处理流程；图2示出了本方法的第二示例性处理流程；图3示出了酸处理对从粗制TOP样品中除去Si和P的影响；图4示出了热处理对从粗制TOP样品中除去Si和P的影响。具体实施方式本专利技术提供了一种纯化再循环或可再生有机材料的方法。术语“再循环或可再生有机材料”是指有机材料，即，含碳的材料，获自1)自然资源，其补充以克服由于其使用和消耗而引起的资源枯竭，或获自2)从用于再使用的废物中回收的原始或加工材料。再循环或可再生有机材料特征性地包含具有4至30个碳原子，特别是12至22个碳原子的碳链的脂族化合物。这种脂族化合物的典型实例是脂肪酸或其酯，特别是其中脂肪酸具有4至30个碳原子，更特别地12至22个碳原子的脂族链。再循环或可再生有机材料通常包含再循环或可再生有机材料的总重量的至少50wt％的脂族化合物。通常，再循环或可再生有机材料是指植物、微生物、藻类和/或动物来源的脂肪和/或油。它还指从此类油和/或脂肪的加工中收到的任何废物流。再循环或可再生有机材料可以是未加工的形式(例如动物脂肪)，或加工的形式(用过的食用油)。再循环或可再生有机材料还指基于化石废物的(fossilwaste-based，化石废物类)油和废油。术语“基于植物的脂肪和油(plantbasedfatandoil，基于植物的油脂)”是指植物来源的脂肪和/或油，即可以直接源自植物或可以是来自各种工业部门(例如，农业或林业)的副产物的油。本专利技术的基于植物的脂肪和油的实例包括但不限于：污泥棕榈油、油菜籽油、芥花籽油、菜籽油、葵花籽油、大豆油、麻油、橄榄油、亚麻籽油、棉籽油、芥子油、棕榈油、花生油、蓖麻油和椰子油。基于植物的脂肪和油的其它实例包括生物原油(biocrude)和生物油。通过各种液化方法，例如水热液化或热解，特别是快速热解，从生物质，特别是从木质纤维素生物质，生产生物原油和生物油。术语“生物原油”是指通过采用水热液化从生物质生产的油。术语“生物油”是指通过使用热解从生物质生产的热解油。术语“生物质”是指源自最近活的生物体的物质，其包括植物、动物及其副产物。术语“木质纤维素生物质”是指源自植物或其副产物的生物质。木质纤维素生物质由碳水化合物聚合物(纤维素、半纤维素)和芳族聚合物(木质素)组成。术语“热解”是指材料在升高的温度下在非氧化性气氛中的热分解。术语“快速热解”是指在不存在氧气的情况下通过快速加热对生物质进行热化学分解。术语“水热液化”(HTL)是指用于在中等温度和高压下将湿生物质转化为原油样油(crude-likeoil)的热解聚过程。由木质纤维素生物质，例如诸如森林采伐残余物或锯木厂副产物的物质生产的生物油和生物原油的实例是通过采用快速热解生产的木质纤维素热解液(LPL)和通过采用水热液化生产的HTL生物原油。基于植物的脂肪和油的其它实例包括作为牛皮纸浆制造法(木浆)的副产物获得的粗制妥尔油(CTO)及其衍生物，例如妥尔油沥青(TOP)、粗制脂肪酸(CFA)、妥尔油脂肪酸(TOFA)和蒸馏妥尔油(DTO)。粗制妥尔油包含树脂酸、脂肪酸和不皂化物。树脂酸是衍生自萜烯的氧化和聚合反应的有机酸的混合物。粗制妥尔油中的主要树脂酸是松香酸，但也发现了松香衍生物和其它酸，例如海松酸。脂肪酸是长链一元羧酸，存在于硬木和软木中。粗制妥尔油中的主要脂肪酸是油酸、亚油酸和棕榈酸。不皂化物不能变成肥皂，因为它们是不与氢氧化钠反应形成盐的中性化合物。它们包括甾醇、高级醇和烃。甾醇是类固醇衍生物，其还包括羟基。术语“妥尔油沥青(TOP)”是指来自粗制妥尔油(CTO)蒸馏过程的残留塔底馏分。妥尔油沥青通常包含妥尔油沥青总重量的34至51wt％的游离酸、23至37wt％的酯化酸(esterifiedacid)和25至34wt％的不皂化物中性化合物(unsaponifiableneutralcompound，不皂化的中性化合物)。游离酸通常选自由脱氢松香酸、松香酸和其它树脂酸组成的组。酯化酸通常选自由油酸和亚油酸组成的组。不皂化物中性化合物通常选自由二萜甾醇、脂肪醇、甾醇和脱水甾醇组成的组。术语“粗制脂肪酸(CFA)”是指通过CTO的纯化(例如，减压蒸馏、萃取和/或结晶)可获得的含脂肪酸的物质。术语“妥尔油脂肪酸(TOFA)”是指粗制妥尔油(CTO)蒸馏过程中富含脂肪酸的馏分。TOFA通常主要包含脂肪酸，通常TOFA总重量的至少80wt％。通常，TOFA包含小于10wt％的松香酸。术语“蒸馏妥尔油(DTO)”是指粗制妥尔油(CTO)蒸馏过程中富含树脂酸的馏分。DTO通常主要包含，通常为DTO总重量的55至90wt％的脂肪酸，和通常为DTO总重量的10至40wt％的松香酸。通常，DTO包含蒸馏妥尔油总重量的小于10wt％的不皂化物中性化合物。术语“基于动物的脂肪和油(animalbasedfatandoil，基于动物的油脂)”是指动物来源的脂肪和/或油，即源自动物的脂质物质。基于动物的脂肪和油的实例包括但不限于，例如羊脂、牛脂、鲸脂、猪脂、鲸油、乳脂、鱼油、家禽油和家禽脂肪。术语“微生物油”是指由微生物产生的甘油三酯(脂质)。术语“藻油”是指直接源自藻类的油。术语“基于化石废物的油”是指从废物流(例如废塑料或报废轮胎)中产生的油。基于化石废物的油的实例包括废塑料热解油(WPPO)和报废轮胎热解油(ELTPO)。术语“废油”是指通过污染，由于杂质的存在或原始特性的丧失而变得不适用于其原始目的的任何油。废油的实例是用过的润滑油(ULO)、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纯化再循环或可再生有机材料的方法，其中，所述再循环或可再生有机材料包含选自由硅化合物、磷化合物、氯化合物、氮化合物、硫化合物和羟基芳族化合物组成的组的一种或多种杂质，所述方法包括以下步骤/n(a)提供所述再循环或可再生有机材料；/n(b)任选地在180至325℃下对所述再循环或可再生有机材料进行预热处理，任选地在预热处理过程之前或之后添加酸，以及任选地在所述预热处理之后过滤预热处理的所述再循环或可再生有机材料；/n(c)在100至450℃下，任选地在吸附剂的存在下，对所述再循环或可再生有机材料进行热处理，任选地在热处理过程之前或期间添加水，任选地在热处理过程之前或之后添加酸，以及任选地在所述热处理之后过滤热处理的所述再循环或可再生有机材料；/n(d)任选地从热处理的再循环或可再生有机材料化合物中蒸发挥发性硅化合物，从而减少热处理的所述再循环或可再生有机材料的硅含量；/n(e)任选地使所述再循环或可再生有机材料热裂化，从而减少热处理的所述再循环或可再生有机材料的氧和磷含量，任选地从热裂化的所述再循环或可再生有机材料中除去挥发物，以及任选地从所述再循环或可再生有机材料中除去固体/沉淀物；以及/n(f)在加氢处理催化剂的存在下，对热处理的所述再循环或可再生有机材料进行加氢处理；/n以获得纯化的加氢处理的再循环或可再生有机材料，所述纯化的加氢处理的再循环或可再生有机材料包含(i)小于20％、优选小于10％、更优选小于5％的步骤(a)中提供的所述再循环或可再生有机材料的原始硅含量和/或(ii)小于30％的步骤(a)中提供的所述再循环或可再生有机材料的原始磷含量和/或(iii)小于50％的步骤(a)可再生有机材料中提供的所述再循环或可再生有机材料的氯含量。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180720 FI 201856501.一种纯化再循环或可再生有机材料的方法，其中，所述再循环或可再生有机材料包含选自由硅化合物、磷化合物、氯化合物、氮化合物、硫化合物和羟基芳族化合物组成的组的一种或多种杂质，所述方法包括以下步骤
(a)提供所述再循环或可再生有机材料；
(b)任选地在180至325℃下对所述再循环或可再生有机材料进行预热处理，任选地在预热处理过程之前或之后添加酸，以及任选地在所述预热处理之后过滤预热处理的所述再循环或可再生有机材料；
(c)在100至450℃下，任选地在吸附剂的存在下，对所述再循环或可再生有机材料进行热处理，任选地在热处理过程之前或期间添加水，任选地在热处理过程之前或之后添加酸，以及任选地在所述热处理之后过滤热处理的所述再循环或可再生有机材料；
(d)任选地从热处理的再循环或可再生有机材料化合物中蒸发挥发性硅化合物，从而减少热处理的所述再循环或可再生有机材料的硅含量；
(e)任选地使所述再循环或可再生有机材料热裂化，从而减少热处理的所述再循环或可再生有机材料的氧和磷含量，任选地从热裂化的所述再循环或可再生有机材料中除去挥发物，以及任选地从所述再循环或可再生有机材料中除去固体/沉淀物；以及
(f)在加氢处理催化剂的存在下，对热处理的所述再循环或可再生有机材料进行加氢处理；
以获得纯化的加氢处理的再循环或可再生有机材料，所述纯化的加氢处理的再循环或可再生有机材料包含(i)小于20％、优选小于10％、更优选小于5％的步骤(a)中提供的所述再循环或可再生有机材料的原始硅含量和/或(ii)小于30％的步骤(a)中提供的所述再循环或可再生有机材料的原始磷含量和/或(iii)小于50％的步骤(a)可再生有机材料中提供的所述再循环或可再生有机材料的氯含量。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(c)通过(c1)在100至450℃的温度下在碱金属氢氧化物的水溶液的存在下加热所述再循环或可再生有机材料以获得纯化的所述再循环或可再生有机材料来完成，纯化的所述再循环或可再生有机材料包含小于50％的步骤(a)中提供的所述再循环或可再生有机材料的氯含量。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤(c1)中的所述温度为150至400℃，优选地为200至300℃。


4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，在步骤(c1)中，停留时间为1至180分钟，优选地为2至90分钟，更优选地为5至60分钟。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述碱金属氢氧化物选自由KOH、LiOH、NaOH以及它们的混合物组成的组，优选地，所述碱金属氢氧化物为NaOH。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，含水碱金属氢氧化物的浓度为0.1至10.0mol/L，并且所述碱金属氢氧化物的水溶液与处理的再循环或可再生有机物的比例大于0.1g/g，优选地为0.5至1.5g/g。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(c)通过(c2)在250至450℃的温度下对所述再循环或可再生有机材料进行热处理，以获得热处理的所述再循环或可再生有机材料来完成。


8.根据权利要求7所述的方法，其中，步骤(c2)在350至450℃下进行。


9.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(c)通过(c3)在180至325℃下对所述再循环或可再生有机材料进行热处理以形成热处理的再循环或可再生有机材料来完成，其中，所述再循环或可再生有机材料中存在的至少一部分硅化合物被转化为挥发性硅化合物。


10.根据权利要求9所述的方法，其中，步骤(c3)中的热处理在200至300℃、优选在240至280℃下进行。


11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，在步骤(c3)的热处理中，停留时间为1至300分钟，优选地为5至90分钟，更优选地为20至40分钟。


12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中，所述方法包括(d)从热处理的所述再循环或可再生有机材料中蒸发挥发性硅化合物以获得
(i)蒸气馏分，所述蒸气馏分包含大部分挥发性硅化合物，和(ii)热处理的再循环或可再生有机材料馏分，所述热处理的再循环或可再生有机材料馏分包含比步骤(a)中提供的所述再循环或可再生有机材料少的硅。


13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其中，步骤(d)中的蒸发在150℃至225℃下，优选地在160℃至200℃下，更优选地在160至180℃下进行。


14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法，其中，在步骤(d)的蒸发中，压力为0.1至5kPa，优选地为0.1至3kPa。


15.根据权利要求9至14中任一项所述的方法，其中，在步骤(d)的蒸发中，将1至10wt％、优选1至8wt％、更优选1至5wt％、甚至更优选1至3wt％的热处理的所述再循环或可再生有机材料蒸发。


16.根据权利要求9至15中任一项所述的方法，将水添加到热处理的所述再循环或可再生有机材料中，使得在蒸发步骤(d)之前的水含量为热处理的所述再循环或可再生有机材料的总重量的1至5wt％，优选为1.5至4wt％，更优选为2至3wt％。

【专利技术属性】
技术研发人员：布兰卡·托科尼蒂，维尔·帕西卡利奥，JP·帕萨宁，约尼·托罗宁，梅里·霍维，安蒂·帕萨宁，萨拉·贾提宁，萨米·托皮宁，佩克卡·阿尔托，卡里·扬松，马里纳·林德布拉德，马茨·卡埃德斯特罗伊姆，凯萨·拉明帕埃，安德烈亚·佩雷斯·内博雷达，
申请(专利权)人：耐思特公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI