催化快速热解催化剂的再生制造技术

通过氧化和使用液体洗涤来再生用于催化热解生物质的催化剂，从而去除矿物质和回复催化剂活性和对芳香族物质的选择性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】催化快速热解催化剂的再生 专利
本专利技术设及用于再生在生物质催化热解中使用的催化剂的方法和设备。[000引相关申请 本申请要求2013年03月12日提交的美国临时专利申请序列第61/776797号的 优先权。 引言 通过催化快速热解（CFP?)的生物质升级需要在催化剂的存在下转化不同聚合物 材料例如木质素、纤维素和半纤维素，该催化剂通常是酸性、微孔催化剂，且通常是沸石。 沸石对于升级生物质分解的主要热解产物是有活性的，并将它们转化成芳香族物质、締控、 C0/二氧化碳、碳、积碳（coke)和其它有用的材料。 再生来自生物质催化热解的催化剂的常规方式设及燃烧仍然留在催化剂表面上 或催化剂的孔中的含碳材料，从而可将催化剂返回到生物质热解反应器。 因为催化热解生物质中所利用的独特的组成和条件，再生用于催化热解生物质 的催化剂提出了新的挑战。在催化的其它领域的科学家和工程师实验了各种条件来再生 催化剂。例如，在美国专利号5, 212, 127和6, 395, 664中，克卡尔化ocal)等和波尔纳 (Boehner)等报道了用于催化脱氨齐聚环化反应（dehy化ocyclodimerization)的沸石催 化剂可通过从操作反应器取出并接触弱酸的水性溶液来进行处理。勒夫巧eif)等在美国 专利号4, 043, 938报道了通过交替地吸附和脱附重新活化用于从控混合物分离正链烧的 5A型沸石，脱附使用水污染的氨蒸气来实施。勒夫报道了可通过使用包括至少一种两价 金属盐的水性溶液处理来重新活化运些催化剂。麦尔（Miale)等在美国专利号3, 533, 959 中批露了通过暴露于热量或蒸汽而被损坏的使用过的侣娃酸盐催化剂可通过下述方式来 重新活化：使该使用过的催化剂接触包括能在约7-9的抑下馨合侣的试剂的水性溶液。付 (化）等在US4, 935, 121中描述了一种通过使包含污染物金属的使用过的FCC催化剂接触含 氣化合物和碱上金属或錬离子，来再生该催化剂的方法。付（化）等在US5, 191,391中描述 了通过使使用过的FCC催化剂接触硝酸、硫酸或盐酸溶液并随后接触錬化合物，来重新活 化使用过的FCC催化剂。运些参考文献都没有描述催化快速热解生物质所用的催化剂上生 物质热解导致的问题的解决方案。 在热解过程中，催化剂被积碳，即在催化剂上W及在催化剂的一些孔中形成碳沉 积物。在热解过程中，催化剂还变得与灰混合，生物质中的矿物质不热解，且有些矿物质沉 积在催化剂上，潜在地阻断活性位点或填充孔，并降低用于生成芳香族物质的催化剂活性 和选择性。本领域需要用于通过去积碳和从催化剂去除灰矿物质来恢复催化剂活性的改善 的方法。
技术实现思路
在第一方面中，本专利技术提供一种对用于生物质催化热解的催化剂进行再生的方 法，所述方法包括：提供已经用于催化生物质热解的催化剂；使用液体洗涂催化剂；从液 体分离催化剂；和在反应器中将至少一部分的分离的催化剂用于生物质催化热解。 在优选的实施方式中，用来洗涂催化剂的液体是水、酸性水、碱性水、含表面活性 剂的水、含多齿配体例如邸TA的水、聚乙締醇、草酸、醇类、酸类、有机酸、胺，包括硝酸锭、 乙酸锭、巧樣酸锭、憐酸锭的锭盐，或超临界二氧化碳。在本文所述的任意所列选项的情况 下，本专利技术用于包括所列元素的组合；此外，本专利技术可W所选择的元素的任意所需的子集来 描述。例如，液体可只为超临界二氧化碳，或者只是水或者具有如上所述的任意添加剂的 水。在一些优选的实施方式中，液体包括至少90%，至少95%，或至少99%的水。在一 些优选的实施方式中，在索氏提取器或类似设备中洗涂催化剂。水和水性溶液是特别优选 的，因为它们成本低、毒性低且效率高。取决于要被去除的矿物质、溶剂和催化剂的性质，洗 涂过程优选地在从-20°C到约200°C的任何溫度下操作。在一些实施方式中，在其中混合催 化剂和水的室中装配冷凝机械装置，W防止不利的高溫。在一些实施方式中，溫度保持低于 200°C，或低于150°C，或低于100°C，或低于50°C，或为15-100°C，或为20-50°C。洗涂 可在压力下进行；然而，应避免损坏催化剂的条件。洗涂步骤可为连续的过程或者可间歇地 实现。在一些实施方式中，将提取进入液相的矿物质回收。在一些实施方式中，处理用过的 洗涂液体，来去除至少一部分的从催化剂洗涂的材料，且将液体再循环到洗涂步骤。 与在洗涂步骤之前的催化剂相比，因为液体洗涂，分离的催化剂通常 具有更低百分比的一种或多种下述元素K，Ca，化，Mg,Fe，Μη,S，或其组合；优 选地选自下组的至少一种元素的百分比少至少10%，20%，50%，80% (或少 10-95%，10-90%，10-80%，10-50%) :K，Ca,化，Mg,化，Μη,S,或其组合。在运些比较中， 重量（质量）不包括液体的重量。具体来说，在Κ(生物质的常见组分）的情况下，与在 洗涂步骤之前的催化剂相比，分离的催化剂具有更低百分比的钟；优选地钟的百分比少至 少10%，20%，50%，80%。运些降低的百分比优选地是在氧化催化剂（通常进行来去除 碳）的步骤之后；例如，从生物质热解反应器取出并进行氧化步骤的催化剂可具有0.10质 量％Κ，洗涂步骤之后Κ减少20%化08%Κ)。 催化剂可通过布朗斯台德酸位点的浓度来表征。在一些实施方式中，与新鲜制 备的催化剂相比，洗涂和分离的催化剂可具有至少79% (在一些实施方式中，174%或更 少）的布朗斯台德酸位点数目。除非另有说明，布朗斯台德酸位点通过实施例所述的解卷 积IPA-TPD迹线来测定。术语"新鲜制备的催化剂"指没有经过再生并处于添加到生物质 热解反应器的状态的催化剂。 与从催化快速热解反应器排出的催化剂相比，分离的催化剂可具有更低百分比的 碳。可通过包括一个或多个过滤步骤的过程，将洗涂的催化剂与液体分离。通常，该过程 包括使已经用于催化生物质热解的催化剂与氧化剂反应的步骤；和优选地，与氧化剂反应 的步骤在洗涂步骤之前进行。与氧化剂反应的步骤优选地在至少550°c但低于690°C的溫 度下进行。通常，W包括任何污染物的催化剂的总重量为基准计，接触氧化剂的催化剂包 含至少约0. 1%，至少约0. 2%，至少约0. 5%，至少约1. 0%，或至少约1. 5重量％的 碳。作为附加或替代方式，与氧化剂反应的步骤可在洗涂步骤之后进行。在一些实施方式 中，使已使用氧化剂处理的至少一部分的催化剂通过一个或多个旋风分离器来分离催化 剂与灰。在一些优选的实施方式中，将来自燃烧（氧化）室的至少一部分的热的烟道气体 用来加热催化热解反应器。 在一些优选的实施方式中，在洗涂步骤之后，所述方法可包括下述步骤，其中通 过使用溶液处理催化剂来增加催化剂活性，该溶液将一种或多种金属添加到催化剂。优选 的金属包括化，Ga，Zn，和La。在一些优选的实施方式中，在洗涂催化剂的步骤之前，使已 经用于催化生物质热解的催化剂暴露于包含蒸汽的气体流。在一些优选的实施方式中，在 洗涂催化剂的步骤之前，在蒸汽的存在下，使已经用于催化生物质热解的催化剂用氧气燃 烧。在一些优选的实施方式中，在燃烧区中进行与氧化剂反应的步骤，其中积碳污染的催 化剂进入燃烧区，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对用于催化热解生物质的催化剂进行再生的方法，所述方法包括：提供已用于催化生物质热解的催化剂；使用液体或超临界二氧化碳洗涤所述催化剂；将所述催化剂与所述液体或超临界二氧化碳分离；和在用于生物质催化热解的反应器中使用至少一部分的所述分离的催化剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·J·马赞克，J·P·怀廷，F·佩沙，YT·程，R·宋，
申请(专利权)人：阿内洛技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US