用于催化裂化热解油的方法技术

一种用于使衍生自含生物质的材料的热解油催化裂化的方法，所述方法包括以下步骤：a)使含热解油的进料经历加氢脱氧步骤以制备至少部分脱氧热解油；b)加热烃进料至等于或大于50℃至等于或小于200℃的温度以制备预热的烃进料；c)混合至少部分脱氧热解油和预热的烃进料以制备进料混合物；d)任选使进料混合物雾化以制备雾化的进料混合物；e)在催化裂化反应器中在至少400℃的温度下使任选雾化的进料混合物与催化裂化催化剂接触以制备包含一种或多种裂化产物的产物物流。

【技术实现步骤摘要】
用于催化裂化热解油的方法
本专利技术涉及用于催化裂化热解油的方法。更具体地，本专利技术涉及使衍生自含生物质的材料的热解油催化裂化的方法。
技术介绍
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。EP2325281描述了一种用于使衍生自含木质素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催化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。
技术实现思路
然而，最近出乎意料地发现，当简单共混部分或全部脱氧的热解油和烃进料并随后在进入催化裂化单元前预热该共混物时，在进料管线和/或喷嘴中形成焦炭。这种焦化将会降低工艺的耐用性（robustness）并会增加维护要求。令人惊讶地，还发现通过确保在与部分或全部脱氧的热解油共混之前将烃进料预热到等于或大于50℃至等于或小于200℃的温度，可以降低或甚至避免进料管线和/或喷嘴的焦化。因此，本专利技术提供了一种用于使衍生自含生物质的材料的热解油催化裂化的方法，所述方法包括以下步骤：a)使含热解油的进料经历加氢脱氧步骤以制备至少部分脱氧热解油；b)加热烃进料到等于或大于50℃至等于或小于200℃的温度以制备预热的烃进料；c)混合至少部分脱氧热解油和预热的烃进料以制备进料混合物；d)任选使进料混合物雾化以制备雾化的进料混合物；e)在催化裂化反应器中在至少400℃的温度下使任选雾化的进料混合物与催化裂化催化剂接触以制备包含一种或多种裂化产物的产物物流。有利地发现，当使用根据本专利技术的方法时，可以降低或避免进料管线和/或雾化喷嘴的焦化。附图说明通过以下非限定性的图说明根据本专利技术的方法图1显示了根据本专利技术的第一方法的示意图。图2显示了根据本专利技术的第二方法的示意图。图3显示了对比例A的示意图。图4显示了实施例1的示意图。专利技术详述本专利技术涉及使源自于含生物质的材料的热解油催化裂化的方法。本文中的生物质理解为生物来源物质的组合物，与获自或源自石油、天然气或煤的物质的组合物不同。不希望束缚于任何类型的理论，认为这种生物质可以以约0.0000000001%的丰度含有碳14同位素，基于碳的总摩尔数。优选地，生物质是固体生物质材料。更优选地，热解油是源自于含有纤维素和/或木质素纤维素的热解油。在本文中这种含有“纤维素”，“木质素纤维素”的材料也分别称为“纤维素的”“木质素纤维素的”材料。本文中纤维素材料理解为含有纤维素以及还任选含有木质素和/或半纤维素的材料。本文中木质素纤维素材料理解为含有纤维素和木质素以及任选的半纤维素的材料。生物质的例子包括水生植物和藻类、农业废物和/或森林废物和/或纸废物和/或从家庭废物中获得的植物材料。生物质的其它例子可包括动物脂肪、脂油和用过的烹饪油。优选地，热解油源自于纤维素或木质素纤维素材料例如农业废物，如玉米秸、大豆秸、玉米棒、稻草、稻壳、燕麦壳、玉米纤维、谷草例如小麦、大麦、黑麦和燕麦杆；草；森林产物和/或森林残余物例如木材和/或与木材相关的材料，例如锯末；废纸；糖加工残余物例如甘蔗渣和甜菜浆；或其混合物。更优选地，热解油源自于选自木材、锯末、稻草、草、甘蔗渣、玉米秸和/或其混合物的纤维素或木质素纤维素材料。纤维素或木质素纤维素材料可以在热解前经受干燥、除矿物质、焙烧、蒸气爆炸、粒径降低、稠化和/或制粒，以允许改善的方法操作性和经济性。热解油可适宜地通过热解包含生物质的材料生产。在优选实施方案中，因而根据本专利技术的方法在步骤a）之前还包括一个步骤，该步骤包括热解包含生物质的材料以产生热解产物。本文中的热解理解为在催化剂存在下或在催化剂基本不存在下，在等于或大于380℃的温度下，包含生物质的材料的分解。氧浓度优选小于完成燃烧所需的浓度。优选地，在贫氧，优选无氧的气氛中进行热解。贫氧气氛理解为包含等于或小于15vol.％氧，优选等于或小于10vol.%氧，和更优选小于或等于5vol.%氧的气氛。无氧气氛理解为其中基本不存在氧的气氛。更优选地，在含有等于或小于5vol.%氧，更优选等于或小于1vol.%氧，和最优选等于或小于0.1vol.%氧的气氛中进行热解。在最优选的实施方案中，在基本不存在氧时进行热解。在等于或大于400℃，更优选等于或大于450℃，甚至更优选等于或大于500℃，且最优选等于或大于550℃的热解温度下将包含生物质的材料进行热解。热解温度还优选等于或小于800℃，更优选等于或小于700℃，且最优选等于或小于650℃。热解压力可以宽泛地变化。出于实用目的，优选0.01-0.5MPa（兆帕），更优选0.1-0.2MPa的压力。最优选常压（约0.1MPa）。在某些方法中，可以采用化学品用于生物质的预处理，或可以向热解产物添加催化剂，参见例如HWangcs.,“Effectofacid,alkali,andsteamexplosionpretreatmentoncharacteristicsofbio-oilproducedfrompinewood”,EnergyFuels(2011)25,p.3758－3764.优选地，热解不包括外部添加的催化剂。在优选的热解工艺（通常称为闪热裂工艺）中，在基本不存在氧下将生物质快速加热（例如在3秒内）到400-600℃的温度，并保持在该温度持续短的时间（例如等于或等于3秒）。这种闪热裂法例如已知于A.Oasmaa等,"FastpyrolysisofForestryResidue1.Effectofextractivesonphaseseparationofpyrolysisliquids",Energy&Fuels,volume17,number1,2003,pages1-12;和A.Oasmaa等,Fastpyrolysisbio-oilsfromwoodandagriculturalresidues,Energy&Fuels,2010,vol.24,pages1380-1388;US4876108;US5961786;和US539545本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使衍生自含生物质的材料的热解油催化裂化的方法，所述方法包括以下步骤：a)使含热解油的进料经历加氢脱氧步骤以制备至少部分脱氧热解油；b)加热烃进料到等于或大于50℃至等于或小于200℃的温度以制备预热的烃进料；c)混合至少部分脱氧热解油和预热的烃进料以制备进料混合物；d)任选使进料混合物雾化以制备雾化的进料混合物；e)在催化裂化反应器中在至少400℃的温度下使任选雾化的进料混合物与催化裂化催化剂接触以制备包含一种或多种裂化产物的产物物流。

【技术特征摘要】
1.一种用于使衍生自含生物质的材料的热解油催化裂化的方法，所述方法包括以下步骤：a)使含热解油的进料经历加氢脱氧步骤以制备至少部分脱氧热解油；b)加热烃进料到等于或大于50℃至等于或小于200℃的温度以制备预热的烃进料；c)混合至少部分脱氧热解油和预热的烃进料以制备进料混合物；d)任选使进料混合物雾化以制备雾化的进料混合物；e)在催化裂化反应器中在至少400℃的温度下使任选雾化的进料混合物与催化裂化催化剂接触以制备包含一种或多种裂化产物的产物物流。2.权利要求1的方法，其中所述热解油是衍生自纤维素或木质素纤维素材料的热解油。3.权利要求1或2的方法，其中所述烃进料是石油衍生的烃进料。4.权利要求1或2的方法，其中将所述烃进料加热至等于或大于60℃和等于或小于140℃的温度。5.权利要求1或2的方法，其中步骤c)包括在进料喷嘴中将所述至少部分脱氧热解油和预热的烃进料混合。6.权利要求1或2的方法，其中步骤d)包括在进料喷嘴中使所述进料混合物雾化。7.权利要求5的方法，其中所述进料喷嘴是位于提升管反应器中的底部入口进料喷嘴或侧部入口进料喷嘴。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，高金森，毕研涛，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11