[发明专利]联合生产航空燃料和柴油的方法

说明书

本公开涉及一种用于从作为可再生原料或含氧化合物原料的原料生产适合用作喷气燃料的烃馏分的工艺设备和方法，其包括以下步骤：将原料与一定量的经加氢裂化的中间产物和任选的另外的液体稀释剂组合，以形成组合的原料；引导所述组合的原料与在加氢处理条件下在加氢脱氧中具有催化活性的材料接触，以提供经加氢脱氧的中间产物；将所述经加氢脱氧的中间产物分离成至少两个馏分：蒸汽馏分和液体馏分；任选地提供一定量的所述液体馏分作为所述液体稀释剂；引导至少一定量的所述液体馏分与在异构化条件下在异构化中具有催化活性的材料接触，以提供经异构化的中间产物；使所述经异构化的中间产物分馏，以提供至少适合用作喷气燃料的烃和底部馏分；引导至少一定量的所述底部馏分与在加氢裂化条件下在加氢裂化中具有催化活性的材料接触，以提供经加氢裂化的中间产物，其相关的益处是，所述方法非常适合于将较高沸点的可再生原料有效地转化为较低沸点的产物，例如非化石煤油。除了所述喷气燃料之外，还可以生产柴油和其他烃。

迄今为止，含氧化合物(如可再生物)在加氢处理中的转化一直集中在制造柴油上，因为石蜡对应于生物材料的典型脂肪酸，例如植物油和动物脂肪(C14、C16和C18)，其通常的沸点为250℃至320℃，与通常的沸点为150℃至380℃的柴油产品很好地相对应。喷气燃料(jet fuel)产品要求的沸点范围为120℃至300℃，这意味着需要将来自可再生原料的石蜡的一定量的重质部分转化为更轻质的材料，以仅生产喷气燃料。本公开涉及通过选择性地将重质材料转化为更轻质的材料而具有满足通常产品要求的液体运输燃料(特别是可再生柴油和可再生喷气燃料)的混合物的高产率的方法。

在设计用于制造柴油的单元中对可再生原料进行加氢处理期间，经常还会产生一定量的喷气燃料。但是，人们的兴趣在于将主要在柴油范围内沸腾的可再生原料的中间产物灵活且良好受控地转化为喷气燃料产物，这需要大量转化。

控制源自加氢处理的酯和脂肪酸的喷气燃料的质量的标准是ASTM D7566，A2.1，其中特别规定了沸点曲线和组成。这些性质中的大多数都可以通过加氢处理和分馏而轻松实现。但是，要特别注意满足最高-40℃的凝固点(FP)要求以及最大为0.5wt/wt％的总芳族化合物含量。此外，该标准通过要求T₁₀(即低于该温度，10％发生沸腾)为205℃以下而要求一定量的低沸点产品。根据ASTM D86，将最终沸点(FBP)规定为300℃，这意味着需要将所有沸点为300℃以上的物质转化为更轻质的组分，以落入喷气燃料范围。

现在，根据本公开，提出以逆相两阶段设置进行柴油和喷气燃料的联合生产，其中进料在第一阶段被加氢脱氧，并且在除去酸性气体之后将产物异构化，并可能进行加氢脱芳构化，最后进行分馏。产物的重质馏分在加氢脱氧催化剂的上游再循环，以通过加氢裂化催化剂转化。通过这种方法，加氢裂化可以在第一阶段用较便宜的基础金属催化剂或者较特异性且昂贵的贵金属催化剂进行，而异构化可以在选择性的贵金属催化剂上进行，从而导致特定的凝固点降低。如果芳族化合物的量太高，则可以优化异构化条件以同时去除芳族化合物，或者为此目的可以提供特定的催化剂。

在下文中，术语“阶段”应当用于方法中不进行任何分离的工段。

在下文中，缩写ppmw应当用于表示每百万份重量的份数，即mg/kg。

在下文中，缩写ppm_摩尔应当用于表示每百万份的原子份数。

在下文中，缩写ppm_v应当用于表示每百万份的体积份数，例如摩尔气体浓度。

在下文中，缩写wt/wt％应当用于表示重量百分比。

在下文中，缩写vol/vol％应当用于表示气体的体积百分比。

在下文中，术语“可再生原料或烃”应当用于表示源自生物来源或废物再循环的原料或烃。化石来源的再循环的废物，例如塑料，也应被视为可再生的。

在下文中，术语“加氢脱氧”应当用于表示在氢的存在下通过形成水而从含氧化合物中除去氧，以及在氢的存在下通过形成碳氧化物而从含氧化合物中除去氧。