[发明专利]用于催化裂化生物质的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于催化裂化生物质的方法。更具体地，本发明还涉及催化裂化热解油的方法。最具体地，本发明涉及使衍生自含生物质的物质的热解油催化裂化的方法。

背景技术

随着石油原油供应的减少，使用可再生能源生产液体燃料变得越来越重要。来自可再生能源的这些燃料通常称作生物燃料。

优选衍生自非食用可再生能源的生物燃料，例如衍生自植物的纤维素物质，因为这些不与食物生产竞争。这些生物燃料也称作第二代、可再生的或高级的生物燃料。

一种现有的方法包括使衍生自植物的这样的纤维素物质热解以得到热解油，和提质加工，并且之后使热解油催化裂化以获得化学品和燃料产品。

A.A.Lappas等人发表在Fuel,vol.81(2002),2087-2095页中文章名为Biomass pyrolysis in a circulating fluid bed reactor for production of fuels and chemicals中描述了用于循环流化床(CFB)反应器中的生物质闪热裂的方法。该CFB反应器包含竖直的提升管类型反应器(7.08mm ID)。该提升管高度为165cm。设计和构建集成螺旋供料系统用以有效地将生物质引入该装置。从该螺旋供料使用特殊设计的喷射混合系统将生物质引入提升管的底部。这个系统由通过锥形段与提升管反应器连接的大直径底部容器组成。

如Lappas等人所述方法的缺点是包含集成螺旋供料的特殊喷射混合系统可能难于放大至商业规模。此外，使用如上所述的喷射混合系统改进现有的FCC装置可能是困难的。

EP2325281描述了一种用于使衍生自含木质纤维素的物质的热解油催化裂化的方法，该方法包括以下步骤a)使含热解油的进料经历加氢脱氧步骤以获得包含部分脱氧热解油的产物物流；b)将具有5-30wt%氧含量的部分脱氧热解油与a)中获得的产物物流分离；c)使b)中获得的部分脱氧热解油在衍生自矿物原油的烃进料存在下与裂化催化剂在催化裂化条件下接触以获得脱氧和裂化产物物流；和d)将至少一种产物馏分与c)中获得的产物物流分离。EP2325281还描述了通过在进入裂化装置之前将部分脱氧热解油和烃进料物流混合或替代地，通过在不同阶段加入它们可获得步骤c)中的共-进料。

然而，为了将EP2325281的方法放大到商业规模，该方法可能需要改进以满足现在的转化率、稳健性、维护和/或安全要求。

提供一种允许放大到商业规模的方法，该方法用于将催化裂化装置中的部分或全部脱氧热解油和烃共进料共进料；和/或提供一种允许改进现有商业催化裂化装置的方法以允许用于将部分或全部脱氧热解油和烃共进料共进料，这在本领域中将是进步。

发明内容

近来，发现当将生物质例如部分或完全脱氧热解油加入流化催化裂化单元中时，可以在流化催化裂化反应器中形成焦炭。该焦炭的形成进而可以导致流化催化裂化反应器中不稳定的活塞流。因此，流化催化裂化单元的耐用性降低和可能需要更多的维护。

现在已经发现通过利用具体的进料喷嘴布置将生物质加入流化催化裂化单元中，可以降低或甚至避免该焦化。

本发明因此提供一种用于转化生物质的方法，包括在催化裂化反应器中在大于400℃的温度下使生物质与催化裂化催化剂接触，以产生含一种或多种裂化产物的产物物流，其中催化裂化反应器包括：

-第一区；

-第二区，具有与第一区的流体连接且位于第一区下游，第二区的内径在下游方向上减小；

-第三区，具有与第二区的流体连接且位于第二区下游；

-催化剂供应管，与第一区连接，用于在第一位面和第二位面之间将催化裂化催化剂供应至所述第一区，所述第二位面位于第一位面下游；和

-进料喷嘴，其具有进料喷嘴出口用于将生物质供应至反应器，进料喷嘴出口位于第二位面和第一区与第二区间的流体连接之间。

已经出人意料地发现，如果进料喷嘴的位置较高，例如位于第一区和第二区之间的流体连接之上的位置时，可能形成更多的焦炭。已经出人意料地发现，进料喷嘴的位置较低，例如位于催化剂供应管的第二位面之下时，也可能形成更多的焦炭。

除了所述方法之外，认为具体的催化裂化反应器也是新颖的。本发明因此进一步提供一种催化裂化反应器，包括：

-第一区；

-第二区，具有与第一区的流体连接且位于第一区下游，第二区的内径在下游方向上减小；

-第三区，具有与第二区的流体连接且位于第二区下游；