[发明专利]液体烃燃料的制造方法

说明书

本发明涉及液体烃燃料的制造方法，该制造方法具有下述的反应工序1和反应工序2。(1)反应工序1：在催化氢化裂解反应催化剂的存在下，将氢的供给压力设为0.2～0.95MPa，将原料油的液量的液时空速设为0.05～0.5小时^‑1，以及将氢流量与原料油的流量之比率设为100～1000NL氢/1L原料油，进行原料油的催化氢化裂解，制造裂解液。(2)反应工序2：在氢化反应催化剂的存在下，将氢的供给压力设为0.2～0.95MPa，将该裂解液的液量的液时空速设为0.2～5小时^‑1，以及将氢流量与该裂解液的流量之比率设为100～1000NL氢/1L该裂解液，对该裂解液进行氢化，制造液体烃燃料。根据本发明，按照规定的配方，在接近常压的低压氢的供给下对油脂类等原料油组合实施催化氢化裂解反应和氢化反应，从而可制造所期望的液体烃燃料。

技术领域

本发明涉及液体烃燃料、该液体烃燃料的制造方法、以及该液体烃燃料的制造装置，所述液体烃燃料是通过对原料油、例如油脂类和生物质干馏油、或石油中的烃等进行催化氢化裂解和氢化而得到的，其作为低温流动性优异、且具氧化稳定性等的液体燃料优异。

背景技术

从可再生、并且通过碳中和减少二氧化碳排出(排放)量的观点来看，由生物质制造烃受到关注，并希望制成液体燃料。

目前，作为以生物质为原料的燃料，脂肪酸甲酯作为柴油燃料已实用化。然而，脂肪酸甲酯在将油脂进行甲酯化的工序中，作为副产物，会产生作为原料的油脂的10%左右的甘油，且该甘油难以完全去除，燃料质量也下降。另外，从低温流动性的观点来看，由于脂肪酸甲酯的粘度大，故也存在问题。另外，脂肪酸甲酯在碳链中具有不饱和键合基团，氧化稳定性差。如此，脂肪酸甲酯在质量上仍留有问题。

作为下一代的液体烃燃料，考虑了使生物质原料油在催化剂存在下、在高温高压下与氢反应，将油脂的烷基链制成烃的液体烃燃料，但停留在沿袭了用于制造已实用化的石油燃料的技术即高温高压的氢化裂解技术的液体烃燃料(专利文献1和非专利文献1)。根据这些文献，需要2～5MPa的高压，可推测在常压下反应几乎没有进行，未记载常压的实验结果。在专利文献1中，推荐以1～5MPa作为优选的压力。特别适合参考的该领域的研究为专利文献1，催化剂为担载于二氧化硅-氧化铝的镍、钼，原料油脂为麻风树油，使用加压固定床式反应装置(1～8MPa)进行实验，虽然2～8MPa的结果良好，但在常压～1Mpa附近反应效率极端下降。另外，仅得到了以原料麻风树油的碳成分为主的C限于15～17的产品 。

此外，还考虑将油脂类气化，由该气体经由费托(Fischer-Tropsch)合成来制造烃。这些与石油原料的情况下的工序同样成为参考，但仍为高温高压技术。

上述的文献等中的油脂类的催化氢化处理方法是通过氢化使油脂类的不饱和键合基团达到饱和并去除氧，同时油脂类的酯部位被裂解。在氢化脱氧反应中，在高温高压下、催化剂存在下，由酯部位和氢通过氢化脱水反应、脱羰基反应和脱二氧化碳反应，生成石蜡系烃、水、丙烷等。

例如，公开了使用作为催化剂的氢化脱硫催化剂、作为油脂类的纯化棕榈油，在反应压力6MPa、反应温度260℃以上使棕榈油裂解，生成85%左右的轻油馏分、10%的水、5%的气体(二氧化碳、甲烷、丙烷)。认为所得产物由碳数15～碳数18的直链烃构成，具有与轻油相近的物性(非专利文献2)。然而，由于是以正构烷烃(n-paraffin)为主要成分，故低温流动性不足，或者不能充分满足作为其他燃料的特性。

另一方面，众所周知，针对石油中的烃的催化氢化裂解技术几乎处于完善的领域，并已实用化。根据该文献(非专利文献3)，使用在沸石系的固体酸催化剂中添加有铂等贵金属而得的催化剂作为裂解催化剂，通过高温高压下的反应生成石脑油、煤油、轻油等。此时，除碳链的裂解以外，还发生环化脱氢化、脱氢化、异构化，赋予发热量、辛烷值、十六烷值等燃料所要求的物性。认为通过向催化剂中添加铂，在上述诸多反应中因氢不足而在催化剂上的碳生成被高压氢所抑制，使催化剂的寿命可耐实用。