生物可再生原料的浆相加氢转化制造技术

本发明专利技术涉及至少一种低值石油衍生的烃和至少一种生物可再生原料的总进料在加氢转化反应区中在加氢转化催化剂存在下在加氢转化反应条件下进行足以形成加氢转化反应产物的一段时间的加氢转化方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生物可再生原料的浆相加氢转化专利技术背景 专利
本专利技术涉及包含至少一种低值石油衍生的烃和至少一种生物可再生原料的浆相 总进料的加氢转化方法。现有技术描述为了最大限度地提高衍生自原油和其它重烃原料的有用烃材料的数量，重要的是 将重油、浙青和煤液体升级成轻烃液体如柴油、石脑油和汽油。在升级重油中面临的一个问题是不能获得可与重油混合以促使其转化成轻烃流 的轻烃蒸汽。同时，需要确定并利用并非基于用于升级或转化成有用产品流如柴油、汽油、 煤油和石脑油等原油的炼油厂进料源。尤其需要确定这类材料的可再生生物源。已经确定材料如粒状生物材料、热解油和基于木质纤维素生物质的材料可作为油 和聚合物的生物再生源。然而，用这类生物可再生源作为炼油厂工艺原料的一个问题是它 们通常是固体而非液体，它们形成多相液体，和/或它们含有大量氧气，所有这些引起以传 统精炼工艺加工生物可再生进料的困难。因此需要设计用常规精炼工艺精炼包含生物可再 生材料的多相原料的方法和工艺。专利技术概述本专利技术通过将低值石油衍生的烃原料与至少一种生物可再生原料混合形成多相 总进料，以及随后使总进料在常规炼油型加氢转化反应区中反应形成加氢转化反应产物而 解决了一个或多个上述确定的问题。本专利技术者惊奇地发现低值石油衍生的烃与生物可再生 原料的混合形成协同的总进料，当在加氢转化反应区中加工时，与各进料组分100%进料的 反应产物相比，该总进料可产生具有提高的收率或性能的加氢转化反应区产物。实际上，在 常规炼油工艺中处理100%固体生物质的进料流通常是不可能的。通常在加氢转化之前或 期间将生物可再生原料以变化的浓度与低值石油衍生的烃混合。在总进料引入加氢转化反 应区之前或之后，将其进一步与固体催化剂混合。一方面，本专利技术提供加氢转化方法，包括以下步骤将低值石油衍生的烃与至少一 种生物可再生原料混合形成总进料；使该总进料与至少一种催化剂在加氢转化反应区中在 加氢转化反应条件下反应足以形成加氢转化反应产物的一段时间；以及从反应区取出加氢 转化反应产物。另一方面，本专利技术提供了改进重烃原料加氢转化的方法，包括以下步骤将50-99 重量％低值石油衍生的烃与1-50重量％至少一种木质纤维素生物质原料混合形成总进 料；使该总进料与至少一种包含硫化物的微粒状分散的金属催化剂在加氢转化反应区中在 包括350-500°C的温度和1200-2500psig(8274-17237kPa表)的压力的加氢转化反应条件 下反应足以形成加氢转化反应产物的一段时间；以及从反应区取出加氢转化反应产物，其 中加氢转化反应产物包含石脑油，所述石脑油基于产物计的重量百分收率高于在相同的加 氢转化反应条件以及使用相同类型和数量的加氢转化催化剂情况下直链低值石油衍生的烃进料基于产物计的石脑油重量百分收率。另一个方面，本专利技术还提供加氢转化反应区，其包括具有一个或多个进 料口和一个或多个产物出口的加氢转化反应器容器，该反应器容器包含总进料和 硫化的微粒状分散的金属催化剂，其中将该反应器容器维持在350-500°C的温度和 1000-3000pSig(6895-20684kI^表)的压力下；一个或多个进料流，其共同形成进一步含有 氢、低值石油衍生的烃和至少一种生物可再生原料的总进料；以及共同形成加氢转化反应 器产物的一个或多个出料流。附图描述该图为本专利技术的一个加氢转化工艺示意图和反应区实施方案。专利技术详述本专利技术涉及加氢转化方法和用于使包含低值石油衍生的烃和至少一种生物可再 生原料的总进料协同反应形成加氢转化反应产物的反应区。本专利技术还涉及加氢转化反应 区，其包括在加氢转化反应条件下对上述总进料在氢存在下进行操作而将总进料协同地转 化成加氢转化反应产物的加氢转化反应器。参照附图说明图1对本专利技术的方法和加氢转化反应区进行如下一般描述。图1为本专利技术加 氢转化方法和反应区的一个实施方案的示意图。在图1中，低值石油衍生的烃进料12与生 物可再生原料流14混合形成多相总进料流18。总进料流18可通过将低值石油衍生的烃 进料流12和生物可再生进原料流14直接添加到进料组分在其中混合的加氢转化反应区 22而形成。另外，可将低值石油衍生的烃进料12和生物可再生原料流14在预进料反应器 16中进行初始混合或将它们在进料管道中混合，然后总进料流18直接进入加氢转化反应 区22。可以理解，尽管使用液体生物可再生原料也在本专利技术范围内，但是生物可再生原料 流14通常为固体颗粒材料。当生物可再生原料流14为固体颗粒材料时，可将生物可再生 原料14与液态低值石油衍生的烃原料12在预进料容器16中混合形成混合的浆状进料，所 述浆状进料在引入加氢转化反应区22之前可均质混合。低值石油衍生的烃料流12可以是已知可在加氢转化反应区中有效加工的任何 类型石油衍生的烃料流。有用的低值石油衍生的烃进料流实例包括，但不限于重油减压 塔底物、减压渣油、催化油浆和其它重烃衍生油。优选包含大于10%芳烃的烃类，因为 它们是生物可再生材料及其衍生物的更好溶剂。特别是具有80体积％或更多沸点高于 5660C (1050° F)的材料的石油衍生烃可用作低值石油衍生的烃原料。也可使用包含至少 80重量％沸点高于343°C (650° F)且含10-50%芳烃的烃的石油衍生烃。有用的生物可再生原料可包括但不限于木质素、植物部分、水果、蔬菜、植物加工 废料、木屑、饲料、谷物、禾草、玉米、玉米壳、杂草、水生植物、干草、纸、纸制品、回收的纸和 纸制品，以及含有生物材料或生物来源材料的任何纤维素。在本文其余部分使用的木质纤 维素生物质或纤维素类生物质包含生物高分子纤维素、半纤维素和木质素三种组分。该三 种组分的比例随生物质源而变化。纤维素类生物质也可包含数量变化的类脂类、灰分和蛋 白质。将生物质转化成燃料或化学制品的经济性取决于在边际地上或水环境中生产大量生 物质的能力，其中对该陆地或水环境存在很少或没有其它明显竞争的经济用途。经济性也 可取决于通常放置在填埋场中的生物质的处理。其它有用的生物可再生原料为热解油。生 物可再生原料如木质纤维素生物质包含高极性有机聚合物材料。在不受这些理论约束情况下，专利技术者假设这些极性组分通过用作低值石油衍生的烃原料中组分的表面活性剂/溶 剂，可对烃转化过程中加工总进料的协同效应做出贡献。可替代地或另外，生物可再生原料 的极性组分也可助于破坏无机催化组分的聚集以增加在烃转化反应区中催化剂的有效表 面积。可替代地或另外，也可以是通过促进生物可再生进料转化成有用产物，或许通过作为 由此更有效转化压的更优吐溶剂有助于产生协同效应的重低值进料。用作原料的亚组分生物可再生生物质是木质素。有用的木质素的实例包括但不限 于硫酸盐木质素、有机溶剂类(organosolve)木质素、木材衍生的木质素、农业衍生的木质 素、城市垃圾衍生的木质素及其组合。优选的木质素为硫酸盐木质素。其它有用的生物可再生烃类为热解油。术语热解油是指通过分解蒸馏从生物质 且尤其是干生物质中提取的液体和固体(焦化)材料。分解蒸馏在500°C的温度下操作的 反应器中进行，并随后冷却。热解油通常包含可高达50重量％的氧含量(部分由于8-20 重量％或更多的高水含量)，其氧含量太高而不被当做烃，因此其明显不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加氢转化方法，包括如下步骤：　　ａ．将低值石油衍生的烃与至少一种生物可再生原料混合以形成总进料；　　ｂ．使所述总进料与至少一种催化剂在加氢转化反应区中在加氢转化反应条件下反应足以形成加氢转化反应产物的一段时间；和　　ｃ．从所述反应区取出加氢转化反应产物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2008-5-30 12/130,2051.一种加氢转化方法，包括如下步骤a.将低值石油衍生的烃与至少一种生物可再生原料混合以形成总进料；b.使所述总进料与至少一种催化剂在加氢转化反应区中在加氢转化反应条件下反应 足以形成加氢转化反应产物的一段时间；和c.从所述反应区取出加氢转化反应产物。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述总进料为多相液体进料或多相固体/液体进料。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述生物可再生原料以木质素的表面活性剂作用 量至75重量％的量存在于总进料中。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述生物可再生原料为粒状固体、液体或它们的组合。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述生物可再生原料为选自如下的木质素硫酸 盐木质素、有机溶剂型木质素、木材衍生的木质素、农业衍生的木质素、城市垃圾衍生的木 质素及其组合。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述生物可再生原料通过加氢转化工艺脱氧而产 生水和液体有机组分，所述液体有机组分具有与生物可再生原料的氧含量相比较低的氧含量。7.根据权利要求1所述的方法，包括如下步骤a.将50-99重量％低值石油衍生的烃与1-50重量％至少一种木质纤维素生物质原料 混合以形成总进料；b.使总进料...

【专利技术属性】
技术研发人员：LJ鲍尔，MJ麦卡尔，EP博尔丁格，
申请(专利权)人：环球油品公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]