[发明专利]用于可再生燃料的系统和方法

说明书

本申请一般地涉及将可再生燃料油作为原料引入精炼系统或现场改质设备。例如，本申请涉及将生物质热产生的液体引入石油转化装置(例如，精炼流化催化裂化装置(FCC)、炼焦器、现场改质程序系统、加氢裂化器和/或加氢处理装置)以与石油馏分、石油馏分反应物和/或石油馏分原料和产品(例如燃料)共同加工的方法；以及由此产生的产品的用途和价值。

本申请是申请日为2012年12月11日、申请号为201280069586.6、名称为“用于可再生燃料的系统和方法”的发明申请的分案。

相关申请交叉引用

本申请要求如下申请的优先权：2011年12月12日提交的美国临时申请序列号61/569,712；以及2012年5月11日提交的美国临时申请序列号61/646,152；以及2012年7月19日提交的美国临时申请序列号61/673,683。明确地要求这些临时申请的每个的优先权，并且将这些临时申请的每个的公开内容分别以引用方式整体并入本文以用于各种目的。

本发明涉及美国专利号7,905,990、美国专利号5,961,786和美国专利号5,792,340，其中每个以引用方式整体并入本文。

发明领域

本发明一般地涉及将可再生燃料或可再生油作为原料引入精炼系统或现场改质设备(field upgrading equipment)。更具体地，本发明针对将生物质热产生的液体引入石油转化装置(例如，精炼流化催化裂化装置(FCC)、炼焦器、现场改质程序系统、加氢裂化器和/或加氢处理装置)以与石油馏分、石油馏分反应物和/或石油馏分原料和产品(例如燃料)共同加工(co-processing)的方法；以及由此产生的产品的用途和价值。

发明背景

在人类的大部分历史上，生物质一直是一种主要的能量来源。在19世纪和20世纪后期，世界上生物质来源的能源比重下降，这是因为出现了化石燃料的商业化开发和利用，以及煤炭和石油产品在市场上占主导地位。然而，大约15％的世界能源仍然来源于生物质，以及在发展中国家，生物质的贡献高得多，为38％。另外，出现了对化石燃料的利用对环境影响的新认识。特别是，消耗化石燃料导致的温室气体的影响。

生物质，例如木材、木渣和农业残余物，可通过热转化或催化转化被转化为有用的产品，例如，燃料或化学品。热转化的例子是裂解(pyrolysis)，其中在大体上无氧的条件下，生物质通过热量的作用被转化为液体和焦炭以及气态副产物。

在一般意义上，裂解是在热量的作用下生物质到液体和/或焦炭的转化，通常不涉及主转化装置中生物质原料的任何显著水平的直接燃烧。

从历史上看，裂解是一个相对缓慢的过程，其中所得到的液体产品是一种粘稠的焦油和“木醋”液体。传统的慢速裂解通常在温度低于400℃时发生，进行的时间较长从几秒钟到几分钟甚至几小时不等，其首要目的是主要产生木炭，并且生产副产物液体和气体。

20世纪70年代，研究人员注意到极高收率的轻质、易流动的液体可能来自生物质，从而发现更现代形式的裂解或快速热转化。事实上，如果允许转化发生在非常短的时间内(通常小于5秒)，则可能得到接近木质生物质材料的输入重量的80％的液体收率。

来自这种快速裂解的具有轻质或中质石油燃料油外观的均质液体产物可以被认为是可再生油。可再生油适合用作燃料，用于锅炉的清洁、受控燃烧；并且在柴油机燃料机和固定涡轮机中使用。这与以非常低的收率产生厚厚的、低质量的、两相焦油-水混合物的慢速裂解形成了鲜明的对比。

在实践中，生物质的短停留时间的裂解导致其有机物质的主要部分瞬时地转化成气相。这种气相同时包含非冷凝性气体(包括甲烷、氢气、一氧化碳、二氧化碳和烯烃)和冷凝性蒸汽。冷凝和回收时，冷凝性蒸汽构成最终的液体产品，并且这种液体的收率和价值在于下游捕获和回收系统的方法和效率的强函数。