[发明专利]对生物源材料进行纯化的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及出于生产生物燃料及其组分的目的对生物源进料进行纯化的方法和设备。特别地，本发明涉及对妥尔油材料进行纯化的方法和设备。本发明还涉及通过加氢转化工艺从生产生物燃料及其组分的工艺回收的经纯化的馏分的用途。

背景技术

生物源的原材料是各种生物燃料和生物燃料组分的潜在来源。可以将此类原材料进料通过催化反应器同时与氢气接触，将原材料转化成生物燃料。所得产物作为产物流从反应器排出，通过例如蒸馏对该产物流进一步分馏以形成生物燃料/生物燃料组分。

但是，从生物源的原材料生产生物燃料的过程涉及各种问题，例如生产过程中所使用的催化剂材料的中毒和堵塞。在生物源的原材料中存在杂质，例如金属和固体，它们会导致催化剂材料失活或者催化剂的焦化，并阻碍其正常工作。为了防止催化剂失活并延长其寿命，在将原材料进料到氢处理过程之前可以对其进行纯化和/或预处理。对生物源的原材料进行纯化以适合进料到催化工艺也是一个难题。现有技术对此描述了各种方法。但是，这些方法都存在问题，并且原材料的质量并不总是处于催化步骤能够以最高效的方式运行所要求的水平。

对生物源的原材料（例如粗妥尔油（CTO））进行纯化和/或预处理以进料到催化加氢处理工艺的一种可能性是与阳离子和/或阴离子交换树脂进行离子交换。

另一种可能性是使用如下方法，例如吸附在合适的材料上，或者酸洗以去除碱金属和碱土金属（Na、K、Ca）。此类吸附材料可以是催化活性或者无催化活性的。还有一种可能性是使用脱胶来去除原料中的金属。

当生物源的原材料含有妥尔油时，对粗妥尔油进行脱沥青还可用于从妥尔油去除杂质。对粗妥尔油进行蒸发（例如用薄膜蒸发器进行蒸发），得到经过脱沥青的妥尔油。美国专利文献5,705,722描述了将不饱和脂肪酸（例如妥尔油脂肪酸）转化成石脑油以及用于柴油燃料的十六烷改良剂。但是，该工艺具有如下缺点，例如：生物燃料或生物燃料组分（即石脑油和十六烷改良剂）的产率低。这是由于在脱沥青中，大量用于加氢的有价值的原材料作为残留物（即沥青）发生损耗。根据该专利文献，残留物用作例如锅炉的燃料。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种方法以及用于实现所述方法的设备，从而克服上述问题。通过独立权利要求中所述的方法和设备实现了本发明的目的。从属权利要求中还揭示了本发明优选的实施方式。

本发明涉及对妥尔油材料进行纯化的方法，该方法包括以下步骤：

(a)在第一蒸发步骤中对妥尔油材料进行蒸发，以生产包含轻质烃类和水的第一馏分以及包含脂肪酸、树脂酸、中性物质和残留组分的第二馏分，

(b)在至少一个额外的蒸发步骤（G；F、G）中，对所述第二馏分进行蒸发，以生产包含脂肪酸、树脂酸和轻质中性物质的第三馏分与残留馏分，以及

(c)回收所述第一馏分、第三馏分和残留馏分。

本发明还涉及对妥尔油材料进行纯化的设备，该设备包含：

－第一蒸发器，其设置成蒸发所述妥尔油材料，并生产包含轻质烃类和水的第一馏分以及包含脂肪酸、树脂酸、中性物质和残留组分的第二馏分，

－至少一个额外的蒸发器，其设置成蒸发所述第二馏分，并生产包含脂肪酸、树脂酸和轻质中性物质的第三馏分与残留馏分，

－第一连接件，其设置成将第二馏分进料到所述至少一个额外的蒸发器，以及

－位于所述额外蒸发器之间的一个或多个可任选的额外连接件。

在本发明的一个优选实施方式中，在一个步骤中进行所述至少一个额外的蒸发步骤，其中方法作为整体包括两个蒸发步骤。在本发明的另一个优选实施方式中，在两个步骤中进行所述至少一个额外的蒸发步骤，其中蒸发作为整体包括三个步骤。

在本发明的另一个优选实施方式中，方法在第一蒸发步骤之前还包括一个将妥尔油材料储藏在储罐中的预处理步骤。

本发明还涉及使用包含至少两个依次设置的蒸发器（例如三个依次设置的蒸发器）的设备，来纯化妥尔油材料。

此外，本发明涉及使用根据本发明方法获得的轻质烃类、脂肪酸、树脂酸和轻质中性物质来生产生物燃料及其组分。特别地，本发明涉及使用轻质烃类来生产汽油、石脑油、飞机燃料、柴油和燃气，涉及使用脂肪酸、树脂酸和轻质中性物质来生产柴油、飞机燃料、汽油、石脑油和燃气。