[发明专利]用于由生物油生产烃类的催化方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于通过催化方法将生物源材料转化为烃类如燃料组分的方法。本发明也涉及适用于该方法的反应器和设备。

发明内容

本发明的一个目的是提供用于将生物进料材料转化为用作燃料和/或燃料添加剂的至少一种烃的方法。

本发明的另一个目的是提供用于实施所述方法以减少本领域已知的该方法缺陷的设备。通过独立权利要求中所述的方法和安排实现了本发明的目的。从属权利要求中还公开了本发明优选的实施方式。

附图说明

图1描述加氢脱氧(HDO)催化剂和加氢脱蜡(HDW)催化剂的逐步混合比。

图2显示包括一个反应器的本发明设备的实施方式，其中催化剂体系填装在反应器的两个单独层中。

图3显示包括一个反应器和一个硫化氢分离器的本发明设备的实施方式。

发明详述

本发明涉及用于生产烃或其混合物的方法，所述方法包括：

-提供生物材料的进料；

-使进料进入反应器，所述反应器包括至少两个催化剂层并且包括HDO和HDW催化剂，其中HDW催化剂的比例向着反应器的底部上升，

-通过加氢和异构化将反应器中的进料处理成为至少一种烃，以及

-回收烃或其混合物。

生物源的进料能够是任意类型的适用于生产燃料组分的基于动物和/或植物的材料。在一个实施方式中，所述进料选自下组：a)植物脂肪、植物油、植物蜡；动物脂肪、动物油、动物蜡；鱼类脂肪、鱼油、鱼蜡；

b)从植物脂肪、植物油、植物蜡；动物脂肪、动物油、动物蜡；鱼类脂肪、鱼油、鱼蜡得到的脂肪酸或者游离脂肪酸，和其水解、酯交换或热解混合物；

c)从植物脂肪、植物油、植物蜡；动物脂肪、动物油、动物蜡；鱼类脂肪、鱼油、鱼蜡得到的酯；和其酯交换混合物；

d)从植物脂肪、植物油、植物蜡；动物脂肪、动物油、动物蜡；鱼类脂肪、鱼油、鱼蜡得到的脂肪酸金属盐，和其皂化混合物；

e)从植物脂肪、植物油、植物蜡；动物脂肪、动物油、动物蜡；鱼类脂肪、鱼油、鱼蜡得到的脂肪酸酐，和其混合物；

f)通过植物、动物、鱼类来源的游离脂肪酸与醇酯化得到的酯；

g)作为植物脂肪、植物油、植物蜡；动物脂肪、动物油、动物蜡；鱼类脂肪、鱼油、鱼蜡的脂肪酸还原产物所获得的脂肪醇或醛，和其混合物；

h)再循环的食品级脂肪和油，以及通过基因工程获得的脂肪、油和蜡；

i)二羧酸或多元醇，包括二醇、羟基酮、羟基醛、羟基羧酸，和对应的二官能或多官能硫化合物，对应的二官能或多官能氮化合物；

j)衍生自藻类的化合物，以及

k)上述原料的混合物。

在本发明的一个实施方式中，生物进料是基于不可食用的油/脂肪。在另一个实施方式中，进料包括植物油。在另一个实施方式中，植物油是作为来自林业的副产物而获得。

在本发明的一个实施方式中，进料基本上由粗妥尔油组成。用于这种进料的术语是“妥尔油”或“基于妥尔油的材料”或“粗妥尔油”或“CTO”。CTO主要由饱和和不饱和的含氧有机化合物组成，如松香、不皂化物、固醇、松香酸(主要是松香酸及其异构体)、脂肪酸(主要是亚油酸、油酸和亚麻酸)、脂肪醇、固醇和其他烷基烃衍生物。CTO基本上不含甘油三酯。通常CTO也含有少量的杂质如无机硫化合物、残留金属如Na、K、Ca和磷。CTO的组成根据具体木材品种变化。CTO衍生自松木的浆化。术语CTO还包括皂油。皂油是指通过中和(通常是pH7-8)从妥尔油皂得到的油相的术语，而妥尔油是通过酸化(通常是pH3-4)妥尔油皂得到的。

在本发明中，原料在经进一步处理之前能够被纯化或其能够以未纯化的形式使用。能以任意合适的方式完成纯化，如通过用洗液洗涤、过滤、蒸馏、脱胶、脱沥青、蒸发等。同时，能使用上述纯化方法的组合。这种纯化方法为本领域所熟知并且不在此进一步详述。原料的纯化可能促进本发明方法的完成。在原料包括CTO的情况下，CTO中任意有害物质的含量通过纯化降低，所述有害物质例如金属离子、硫、磷和木质素残留。

在精炼领域也熟知在任意的加氢反应器之前用含活性材料的保护床去除有害化合物(如无机催化剂毒物)以延长催化剂的寿命。在实际加氢/异构化/加氢裂解步骤之前，这种用于进料纯化的保护床可以单独步骤提供。

在本发明的一个实施方式中，全部或部分量的进料包括纯化的CTO。