用低纯度含氢气料流加氢处理生物组分原料的方法技术

生物组分原料可使用含氢气精炼料流作为氢气来源加氢处理。相对低成本催化剂如水煤气轮换催化剂和/或废加氢处理催化剂可用作该方法的氢化催化剂。加氢处理可容许通过使用例如含有约20摩尔％至约60摩尔％氢气的较低价值精炼厂料流使生物组分进料烯烃饱和和/或脱氧。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
提供使用较低价值精炼料流作为氢气来源加氢处理生物组分进料的系统和方法。
技术介绍
基于生物组分来源的燃料可能在未来越来越普遍。各政府已制定了发动机燃料池含有最小百分数的衍生自生物组分来源如植物、动物、鱼或者藻基油或脂肪的目前和未来要求。由生物组分来源生产柴油燃料还提出多种挑战。特别是，对于在低压下操作的柴油加氢处理装置，生物组分基柴油进料中另外杂原子的存在可引起困难。改进和/或置换低压装置以容许较高加工压力需要昂贵的资金总额。对于柴油燃料的生产，基于植物油的碳链长，植物油如油菜子油、棕榈油或其它类似油已确定为潜在合适的。尽管对于卓越的加工和/或共加工生物组分进料已作出一些进展，但非常需要改进以容许在精炼厂设置中有效加工。美国专利申请公开号2008/0154073描述了一种在低氢压下从生物组分分子中除去氧的方法。使该参考文献中的进料在150190psi氢气的存在下暴露于负载型氢化催化剂如 Ni、NiMo、Pt 或 Pd 下。美国专利申请公开号2008/0161614描述了包含植物/动物和矿物油的进料的两级共加工。根据该公开内容，第一阶段以较低严格操作以主要处理进料中的植物和/或动物油。然后将第一阶段的产物汽提以除去气相杂质。然后将汽提产物在更严格的加氢处理阶段中加氢处理以产生柴油燃料。国际公开号WO 2008/040980描述了通过控制来自从生物组分进料中除去氧气的反应的产物而降低氢耗。提到较低的氢压帮助降低氢耗，但还提到该压力导致催化剂失活。国际公开号WO 2008/020048描述了一种通过将甘油三酯或游离脂肪酸的混合物用减压瓦斯油加氢处理而生产正烷烃的方法。传统加氢处理催化剂用于该方法中，其在包括100巴以下的反应压力的相对温和条件下进行。欧洲专利No. EP 1719811描述了一种由生物质生产液烃的方法。该方法包括形成生物质和层状催化剂颗粒如粘土的含水浆料。将该浆料加热至250-400°C的温度。可任选加入至多10巴的氢气，但该出版物指出优选不加入氢气地进行该方法。欧洲专利No.EP 1741767描述了一种由生物组分来源生产柴油燃料的方法。该参考文献陈述该方法通过将含硫化合物加入生物组分进料中而降低所需的氢耗。欧洲专利No. EP 1693432描述了共加工植物油与各种柴油型矿物精炼厂进料。该方法显示出包括将植物油和矿物油组合，加氢处理组合油并汽提气相产物。本专利技术一个方面涉及一种用于加氢处理生物组分原料以形成柴油沸程产物的方法，其包括处理来自现有精炼反应器的吹扫气体和/或废气料流以除去硫化氢和二氧化碳，经处理精炼厂料流具有约20摩尔％至约60摩尔％，例如约25摩尔％至约50摩尔％的氢气含量；和将包含生物组分部分的原料在反应器中在经处理精炼厂料流、具有氢化活性的催化剂和任选蒸汽的存在下在有效加氢处理条件下加氢处理以产生蒸气流出物、含水流出物和柴油沸程产物。本专利技术的另一方面涉及一种用于加氢处理生物组分原料以形成柴油沸程产物的方法，其包括处理来自现有精炼反应器的吹扫气体和/或废气料流以除去硫化氢和二氧化碳，经处理精炼厂料流具有约25重量％至约50重量％的氢气含量；和将包含生物组分部分的原料在反应器中在经处理精炼厂料流、具有氢化活性的催化剂和任选蒸汽的存在下在有效加氢处理条件下加氢处理以产生蒸气流出物、含水流出物和柴油沸程产物。附图简述附图说明图1示意性地显示用于进行根据本专利技术一个实施方案的方法的反应系统。图2示意性地显示用于进行根据本专利技术一个实施方案的方法的反应系统。图3示意性地显示用于进行根据本专利技术一个实施方案的方法的反应系统。图4示意性地显示用于进行根据本专利技术一个实施方案的方法的反应系统。图5示意性地显示用于进行根据本专利技术一个实施方案的方法的反应系统。实施方案详述在许多精炼厂中，氢气的可用性是如何加工烃的限制因素。精炼厂在原料加工期间，例如汽油重整期间通常产生一些氢气。该氢气然后可用于满足精炼厂中的氢气需求，例如用于加氢处理。由精炼厂中单独的外部来源提供氢气通常使费用上升到不经济的点。因此，当需要氢气的新方法加入精炼厂中时，该加入通常可能需要另一方法的容量降低。加工生物组分原料以制备燃料产物如柴油燃料可提出在精炼厂中的这种氢耗问题。生物组分进料通常消耗比具有类似沸程的矿物进料高得多的量的氢气。例如，生物组分进料中氧气的除去和芳族键的饱和可能需要至多约5-7倍于加氢处理可比矿物进料所需的氢气以除去硫和氮。在这类情况下，精炼厂加工的每桶生物组分进料可能需要比加工矿物燃料(柴油)的量减少约5-7桶。克服氢耗问题的一个选择是确定可用作用于处理生物组分进料的氢气来源的另一精炼厂料流。该选择可最小化或避免对减少另一产物的生产以处理生物组分进料的需要。另外或作为选择，为有效地使用氢气资源，对于以这样的方式使用其它精炼厂资源以改善和/或最大化它们的效率可存在经济的驱动。例如至少部分废催化剂可再使用和/或现有反应器，特别是具有比所需更低的压力容量的那些反应器可再用于本专利技术中以改善和/ 或最大化已构建的精炼厂的输出效率。在各个实施方案中，本专利技术容许将生物组分进料用替代氢气来源加氢处理以除去进料中大部分(即大于50重量％)氧气，可能进料中基本所有(例如至少95重量％，优选至少98重量％，例如至少99重量％，至少99. 5重量％，至少99. 9重量％，至少99. 95重量％，至少99. 97重量％，至少99. 98重量％，至少99. 99重量％，至少99. 995重量％或完全所有)氧气。可用作用于加氢处理生物组分进料的氢气来源的较低价值精炼厂料流的实例可包括但不限于来自较低压力处理气体回路的吹扫料流、来自常压蒸馏油(或汽车柴油或ADO)装置的废气(洗涤或未经洗涤)、来自某些加氢处理和/或重整装置(例如煤油加氢处理器、喷气燃料加氢处理器、催化进料加氢处理器、馏出物加氢处理器、石脑油加氢处理器、石脑油预处理器、SCAN精炼器、GO精炼器、超级GO精炼器、残油精炼器等或其组合) 的吹扫气体或废气、来自非FCC加氢裂化器的吹扫气体或废气等或其组合。作为选择，来自流化床催化裂化(FCC)装置的吹扫气体或废气可用作氢气来源。因此，用于反应的氢气进料可以为通常由精炼厂转向较低价值用途如用作燃料气体的气流。通过使用较低价值含氢气进料，用于从生物组分进料中除去氧气所需的氢气不需要以进行另一现有精炼方法为代价。该方法的成本可通过使用较低成本的水煤气轮换催化剂如狗304作为加氢处理催化剂而进一步降低。在加工以后，所得生物组分产物可例如适用于柴油燃料池中。作为选择，可将生物组分产物与常规矿物(柴油)进料混合，例如其可包括第二加氢处理步骤。然而，因为大部分氧气应在专用方法中除去，生物组分产物与矿物进料的共加工通常具有降低或最小量的催化剂抑制/失活问题。在一些实施方案中，本专利技术的有益效果之一是能使用较低价值的精炼厂来源(流出物料流)处理新类型精炼厂进料。生物组分进料中的氧含量可在精炼厂中产生多种问题。氧含量可以高达约10-12重量％，意指可能需要大量氢气以通过氢化型反应除去氧气。 生物组分进料还可具有抑制加氢脱硫(HDQ活性的倾向，使得生物组分进料的共加工具有前景。然而，氧除去反应可在较温和的条件下进行且通常不需要较苛刻的条本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·L·汉克斯，E·S·埃利斯，
申请(专利权)人：埃克森美孚研究工程公司，
类型：发明
国别省市：