[发明专利]生物质向液态烃物质的转化

说明书

本发明提供用于从含生物质原料和生物质衍生的原料中的至少一种产生液体烃产物的方法，所述方法包含以下步骤：a)使所述含生物质原料和/或生物质衍生的原料与加氢热解催化剂组合物和分子氢在加氢热解反应器容器中在350到600℃范围内的温度，在0.50到7.50MPa范围内的压力以及在大于2.0千克(生物质)/小时/千克(催化剂)范围内的WHSV下接触，以产生包含部分脱氧烃产物、H₂O、H₂、CO₂、CO、C₁‑C₃气体、炭以及催化剂细粒的产物物料流；b)从所述产物物料流去除全部或一部分所述炭和催化剂细粒；c)将剩余产物物料流冷却到在150到400℃范围内的温度；以及d)在一种或多种适用于在步骤a)中所产生的H2O、CO2、CO、H2和C1‑C3气体存在下氢化脱氧和芳香族饱和所述部分脱氧烃产物的催化剂组合物存在下，在加氢转化反应器中加氢转化所有或一部分所述部分脱氧烃产物，以产生包含C4+烃产物、H2O、CO、CO2和C1‑C3气体的气相产物。

技术领域

本发明涉及用于将含生物质或生物质衍生的原料转化成液态烃物质的方法，所述液态烃物质适用作燃料或燃料中的掺合组分。

背景技术

随着对液体运输燃料、降低‘简单油’(易于获得和回收的粗石油)的储备和增加对这类燃料的碳足迹的限制的需求增加，研发以有效方式从替代性来源产生液体运输燃料的途径变得越来越重要。

生物质提供可再生碳的来源并且是指来源于活的或已故的生物体的生物材料，并且包括木质纤维素材料(例如木材)、水生材料(例如海藻、水生植物和海菜)以及动物副产物和废料(例如下水、脂肪和水肥)。由生物质产生的液体运输燃料有时称为生物燃料。因此，当使用这类生物燃料时，与石油衍生的燃料相比，有可能实现持续时间更长的CO₂排放。

然而，在生物质的常规热解中，通常在惰性气氛中进行快速热解，获得稠密、酸性、反应性液体生物油产物。这种产物含有在所述过程期间形成的水、油和炭。因此，使用经由常规热解产生的生物油可能具有若干缺陷。这些缺陷包括产物的提高的化学反应性、水可混合性、高氧含量和低热值。通常，这些产物难以升级成可替代的液态烃燃料。

在WO2010117437中以美国天然气工艺研究院(Gas Technology Institute)的名义描述了将生物质加工成高质量液体燃料的有效方法。

固体原料，如含有废弃塑料的原料和含有木质纤维素的原料(例如本质生物质、农业残余物、林业残余物、来自木制品以及纸浆和纸张工业的残余物，以及含有木质纤维素材料、废弃塑料和/或食物废料的城市固体废料)，由于其可以大规模获得而成为用于生物质转化成燃料过程的重要原料。木质纤维素包含任何比例的木质素、纤维素和半纤维素的混合物并且通常还含有灰渣和水分。

WO2010117437中描述的用于将生物质转化成液态烃燃料的方法使用加氢热解和加氢转化催化剂。尽管不受任何特定催化剂限制，但用于这类方法的示例性催化剂包括含有镍、钼、钴或其混合物作为活性金属的硫化催化剂。用于用以将生物质转化为液体烃燃料的加氢热解和加氢转化步骤的其它催化剂描述于共同未决申请IN 4737/CHE/15、PCT/EP2015/064749、PCT/EP2015/064691和PCT/EP2015/064732中。

用于从生物质制备液态烃的方法描述于WO2015114008中，所述方法利用加氢热解/加氢转化方法和含有还原金属催化剂的另一下游加氢处理反应器。

可以进一步分离来自这些方法中的任一个的产物以产生柴油、汽油或汽油和柴油的掺合组分。

不同地方可能需要汽油和柴油的不同规格。不满足这些规格的物质可以用作燃料中的掺合组分或可能需要升级用作掺合组分或自身作为燃料。