[发明专利]生物质向液体烃材料的转化

说明书

本发明提供一种用于由生物质、含生物质和/或生物质衍生的原料生产液体烃产物的方法，所述方法包括以下步骤：a)在350到600℃范围内的温度下和在0.50到7.50MPa范围内的压力下使所述原料与一种或多种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接触，以产生产物物料流，所述产物物料流包含至少部分地已脱氧的加氢热解产物、H₂O、H₂、CO₂、CO、C₁‑C₃气体、炭和催化剂细粒；b)从所述产物物料流中去除全部或一部分所述炭和催化剂细粒；c)在一种或多种加氢转化催化剂组合物和至少一部分步骤a)中产生的H₂O、CO₂、CO、H₂和C₁‑C₃气体的存在下在加氢转化反应器容器中加氢转化所述加氢热解产物，以产生包含基本上完全脱氧的烃产物、H₂O、CO、CO₂和C₁‑C₃气体的气相产物，其中所述加氢热解催化剂组合物和所述加氢转化催化剂组合物中的一种或两种在包含以下步骤的方法中产生：将一种或多种选自周期表的第6族、第9族和第10族的金属的金属并入成形负载物中；并且将一种或多种配位有机化合物并入所述成形负载物中，从而形成催化剂前体；并且然后(i)在氢气存在下处理所述催化剂前体并且使其硫化或(ii)煅烧所述催化剂前体。

技术领域

本发明涉及一种用于将生物质、含生物质或生物质衍生的原料转化成液体烃材料的方法，所述液体烃材料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的需求增加、‘简单油’(易于获得和回收的粗石油)的储备减少和对这类燃料碳足迹(carbon footprint)的限制增加，研发以有效方式从替代性来源生产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近期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(例如内脏、脂肪和水肥(sewage sludge))。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，通常在惰性氛围中进行快速热解，获得致密、酸性、反应性液体生物油产物，其含有在过程期间形成的水、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体烃燃料。

将生物质加工成高品质液体燃料的有效方法以美国天然气工艺研究院(GasTechnology Institute)的名义描述于WO2010117437中。

因其大规模可获得性，固体原料，例如含有废弃塑料的原料和含有木质纤维素的原料(例如木质生物质、农业残余物、林业残余物、来自木制品和纸浆与造纸工业的残余物，以及含有木质纤维素材料的城市固体废料)是用于生物质向燃料转化方法的重要原料。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中所描述的用于将生物质转化成液体烃燃料的方法使用加氢热解和加氢转化催化剂。虽然不限于任何特定的催化剂，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。在用于将生物质转化成液体烃燃料的加氢热解和加氢转化步骤中所用的其它催化剂描述于WO2015114008、WO2016001170、WO2016001134、WO2016001163和同在申请中的申请案IN4737/CHE/2015中。