BRPI0609864A2

BRPI0609864A2 - processo, aparelhagem e instalação para conversão de material orgánico

Info

Publication number: BRPI0609864A2
Application number: BRPI0609864-9A
Authority: BR
Inventors: Iversen Steen Brummerstedt; Karsten Felsvang; Tommy Larsen; Viggo Luethje
Original assignee: Scf Technologies As
Priority date: 2005-04-29
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2010-05-11
Also published as: EA013190B1; NO20075733L; EA200971028A1; EP1879981A2; EP1879981B1; KR101397634B1; EA200702335A1; US8299315B2; WO2006117002A3; NZ563741A; WO2006117002A2; MX2007013381A; JP2014139323A; US20130195732A1; JP5743172B2; BRPI0609864B1; CA2606762C; US20140161682A2; JP2008539285A; AU2006243565A1

Abstract

PROCESSO, APARELHAGEM E INSTALAçãO PARA CONVERSãO DE MATERIAL ORGáNICO. A presente invenção refere-se a um processo e aparelho para intensificação de teor de energia de um material orgânico através de conversão de material em hidrocarbonetos e o seu resultante produto. Um processo para conversão de um material orgânico em combustíveis hidrocarbonetos é mostrado. O processo compreendendo as etapas de pressurização do dito material orgânico estando em um fluido para uma pressão acima de 22,5 MPa (225 bar), aquecimento do dito material orgânico no dito fluido para uma temperatura acima de 200°C na presença de um catalisador homogêneo compreendendo um composto de pelo menos um elemento de grupo IA da tabela periódica de elementos, O processo mostrado ainda compreende as etapas de contato do dito material orgânico no dito fluido com um catalisador heterogêneo compreendendo um composto de pelo menos um elemento de grupo IVB da tabela periádica e/ou alfa-alumina assegurando que o dito fluido tenha inicialmente um valor de pH acima de 7.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSOE APARELHAGEM PARA CONVERSÃO DE MATERIAL ORGÂNICO".

Descrição

A presente invenção refere-se a um processo e aparelho paraintensificação de conteúdo de energia de um material orgânico através deconversão de material em hidrocarbonetos e o seu produto resultante.

Antecedentes

A demanda de energia do mundo está aumentando, e as fontesde combustível fóssil estão se esgotando, conduzindo a crescente competi-ção por fontes de energia disponíveis, e pelo que dificultando crescimentoeconômico através de altos preços de energia. Para superar esta situaçãofontes renováveis de energia têm de ser colocadas em exploração. A únicafonte renovável de energia com suficiente capacidade para cobrir partes sig-nificantes da demanda de energia é conversão de biomassa. Biomassa éeficientemente convertida em aquecimento e eletricidade através de tecno-logias existentes, mas combustíveis de transporte, que totalizam um terço doconsumo total de energia, têm de ser disponíveis como fluidos de densidadede alta energia, preferivelmente compatíveis com combustíveis fósseis comoóleo diesel e gasolina. Por isso tecnologias para transformação e intensifica-ção de teor de energia de biomassa são requeridas.

Ao mesmo tempo todos os tipos de despejos são produzidos portodo o mundo a partir de fábricas, lares, etc, e como um resultado disposi-ção de despejo aumentou para uma quantidade insuperável de despejo nasúltimas décadas. Deposição de despejo tornou-se um problema crescente epor isso uma disposição efetiva econômica de despejo tornou-se crescente-mente mais importante.

Um processo conhecido de disposição de despejo é incineraçãode lixo. Mas numerosos despejos devido ao alto teor de água não são apro-priados para incineração, por exemplo, lama de despejo e resíduos de tra-tamento de água de despejo industrial. Incineração de tais despejos requeradicional entrada de energia, isto é, a energia total de processo é negativa.

Em vista disto, novos processos foram desenvolvidos para tra-tamento de tais despejos. Entretanto, estes processos conhecidos ainda sãomuito limitados em relação ao tipo de despejo, que pode ser tratado namesmo aparelho e em relação a quanto do despejo convertido que é feitoem produtos recicláveis. Adicionalmente, a energia do material orgânico, queé convertido em produtos recicláveis ainda é muito baixa comparada com aquantidade de energia adicionada ao processo. Por isso de modo a tornarconversão de material orgânico comercialmente interessante existe aindauma necessidade de um processo mais efetivo em energia.

Além disso, processos conhecidos mostraram que carbonizaçãoe depósito de fuligem dentro do aparelho em uma tal quantidade requer re-gular limpeza do aparelho. Tais operações de limpeza são consumidoras detempo e por isso onerosas.

Corrosão dos materiais usados para fabricação de aparelhospara a conversão de material orgânico tem sido um problema em processosconhecidos de modo que os materiais para estes componentes têm de serescolhidos em um grupos de materiais mais onerosos. Este problema decorrosão aumentou o custo do aparelho para a conversão e por isso diminu-iu o incentivo para uso de conversão de despejo ao invés de incineração dedespejo.

Sumário da Invenção

Um objetivo da presente invenção é prover um processo aperfei-çoado e um aparelho aperfeiçoado para conversão de material orgânico, talcomo despejo, lama, biomassa, etc, em produtos recicláveis, como combus-tível hidrocarboneto, cujo processo pelo menos parcialmente supera ou pelomenos mitiga os problemas e desvantagens mencionados anteriormente.

Um outro objetivo da presente invenção é prover um produtoreciclável aperfeiçoado a partir da conversão de material orgânico, cujo pro-duto aperfeiçoado é reutilizável como algum tipo de energia. Estes objetivose vários outros objetivos, que tornar-se-ão evidentes abaixo são obtidos a-través de um primeiro aspecto da presente invenção através de provimentode um processo para conversão de um material orgânico em combustíveishidrocarbonetos, compreendendo as etapas de:- pressurização do dito material orgânico em um fluido para umapressão acima de 22 MPa (220 bar), e

- aquecimento do dito material orgânico no dito fluido para umatemperatura acima de 200°C na presença de um catalisador homogêneocompreendendo um composto de pelo menos um elemento de grupo IA databela periódica de elementos, onde o processo ainda compreende as etapas de:

- contato do dito material orgânico no dito fluido com um catali-sador heterogêneo compreendendo um composto de pelo menos um ele-mento do grupo IVB da tabela periódica e/ou alfa alumina

- ajustando o dito fluido para um valor de pH de acima de 7.

Um processo aperfeiçoado para conversão de material orgânicoem produtos recicláveis é pelo que obtido. Através de contato de materialorgânico com um catalisador heterogêneo compreendendo um composto depelo menos um elemento de grupo IVB da tabela periódica e/ou alfa alumina,o catalisador pode ser reutilizado e uma conversão contínua de material orgâ-nico é possível. Pelo que a quantidade de catalisador gasto para conversãode uma quantidade de material orgânico é diminuída pelo que o custo paraconversão de material é consideravelmente diminuído. Adicionalmente, otempo de processo foi consideravelmente diminuído devido ao fato de quedivisão de processo de catalisador em dois processos separados aumenta avelocidade de conversão.

Além disso, através de ajuste de fluido para acima de 7 a corro-são dos materiais usados para os componentes envolvidos no aparelho éconsideravelmente diminuído. A corrosão destes materiais diminuiu em umatal quantidade que materiais padrão econômicos podem ser usados para aconstrução do aparelho.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção o pro-cesso pode compreender a etapa de manutenção de valor de pH do dito flui-do contendo material orgânico na faixa de 7-14, tal como 7-12, e preferivel-mente na faixa de 7-10 tal como na faixa de 7-9,5. É aqui pelo que obtidoque quando convertendo o material orgânico em combustível hidrocarbonetoa corrosão dos materiais usados para os componentes envolvidos do apare-lho é substancialmente diminuída para pelo menos um quantidade insignifi-cante de corrosão.

Além disso, de acordo com um aspecto da presente invenção oprocesso pode compreender a etapa de pré-tratamento de material orgânicoem uma pressão de 0,4-1,5 MPa (4-15 bar) na temperatura de 100-170°Cpor um período de 0,5-2 horas. Através de pré-tratamento de material orgâ-nico nesta pressão, o material orgânico é pré-convertido pelo que a subse-qüente conversão pode ser realizada mais rapidamente que sem o pré-tratamento.

Subseqüentemente, a etapa de pré-tratamento pode de acordocom um outro aspecto da invenção compreender uma etapa de redução detamanho do material, tal como uma etapa de corte, trituração, moagem, oupeneiramento ou uma combinação das mesmas. Através de uma tal reduçãode tamanho o processo de conversão do material orgânico é realizado mes-mo mais rapidamente que sem a redução de tamanho.

Adicionalmente, a etapa de pré-tratamento pode compreender aetapa de adição de aditivos ao fluido de acordo com a presente invenção,pelo que o processo de conversão é ainda mesmo aperfeiçoado em relaçãoà velocidade do tempo de conversão e em relação ao produto resultante daconversão do material orgânico em combustíveis hidrocarbonetos. O produtoresultante da conversão do material orgânico pode ser regulado através deadição destes aditivos, de modo que o resultante produto pode ter variávelcomposição de óleo, metanol, água, orgânicos solúveis em água, sais solú-veis em água, etc. Então é possível ajustar o produto reciclavel em relaçãoaos desejos do subseqüente uso dos produtos.

Em um aspecto da presente invenção a etapa de pré-tratamentopode compreender a etapa de ajuste de pH do dito fluido compreendendo odito material orgânico para acima de 7. É por este meio obtido o ajuste dovalor de pH no fluido compreendendo o material orgânico em um estágioinicial do processo de conversão, pelo que o tempo de processo para a con-versão é reduzido.Através da etapa de pré-tratamento de fluido compreendendo omaterial orgânico é possível aumentar a quantidade de material em estadosólido no fluido, o que novamente conduz a uma maior taxa de conversão epelo que uma maior capacidade de produção. Isto resulta em uma conver-são de material orgânico mais eficiente e econômica.

Em um outro aspecto da presente invenção o processo aindapode compreender uma etapa de separação de partículas a partir do fluidocompreendendo o material orgânico. Através de separação de partículasantes de contato de fluido compreendendo o material orgânico com o catali-sador heterogêneo o produto resultante do processo de conversão, tal comoóleo, é então substancialmente livre de ser ligado a estas partículas e porisso muito mais reutilizável justo após este processo de conversão. Um se-gundo processo, tal como uma refinaria é pelo que dispensável.

Ainda em um outro aspecto da presente invenção, o processoainda pode compreender uma segunda etapa de aquecimento de fluido. Atemperatura de fluido compreendendo o material orgânico é pelo que ajustá-vel justo antes de contato com o catalisador heterogêneo, pelo que o pro-cesso é otimizado, o que conduz a um reduzido tempo de processo. Alémdisso, através de separação de partículas do fluido em um tal estágio inicialuma substancial quantidade de energia para transporte de partículas sepa-radas é economizada, o que novamente diminui a quantidade de energiagasta no processo de conversão como um total.

Adicionalmente, o processo de acordo com a invenção podecompreender uma segunda separação de partículas, cuja etapa é meramen-te por razões de segurança em relação à primeira etapa de separação departículas. Esta etapa reduz pelas mesmas razões como a primeira etapa deseparação de partículas a quantidade total de energia gasta para o processode conversão.

Além disso, o processo de acordo com a invenção pode com-preender uma etapa de resfriamento de fluido. Através de resfriamento defluido o produto resultante da conversão do material orgânico pode ser otimi-zado em relação à composição de produto.Vantajosamente, a etapa de resfriamento de acordo com a pre-sente invenção pode ser realizada por troca de calor com a primeira etapade aquecimento e/ou uma etapa de pré-aquecimento de fluido na etapa depré-tratamento. É pelo que obtido reutilizar o calor do fluido, que precisa res-friar antes de segunda parte de conversão nos produtos recicláveis, no fluidona primeira parte de processo de conversão antes de contato de fluido como catalisador heterogêneo. A quantidade total de energia para a conversãode material orgânico é pelo que mantida em um mínimo.

O dito processo de acordo com um aspecto da presente inven-ção ainda pode compreender uma etapa de separação de gás a partir dofluido, tal como um gás combustível. Através de separação deste gás umtipo de produto reciclável é obtido, que foi um objetivo da invenção.

O processo de acordo com um aspecto da presente invençãoainda pode compreender a etapa em que o gás combustível é usado paraaquecimento de fluido na segunda etapa de aquecimento. Através de uso degás separado ele é reutilizado na conversão de material orgânico e por issoreutilizável.

Além disso, o processo de acordo com a invenção ainda podecompreender uma etapa de filtração de água e compostos orgânicos solú-veis em água a partir de óleo e sais solúveis em água em um primeiro filtromembrana. Através desta separação um produto reciclável é obtido e aindaconversão em produtos recicláveis é possível.

Em um aspecto da presente invenção a água e compostos orgâ-nicos solúveis em água são transformados em eletricidade em uma célula decombustível de metanol direta. Esta é uma maneira de uso de um dos produ-tos recicláveis da presente invenção. Esta também pode ser vista como umaetapa subseqüente de conversão de produtos de reciclagem em um produtoutilizável em forma de eletricidade.

O processo de acordo com um outro aspecto da presente inven-ção ainda pode compreender uma segunda etapa de filtração de compostosorgânicos solúveis em água, tal como uma purificação de metanol no segun-do filtro membrana. Através desta etapa de conversão um produto de reci-clagem é obtido.

Subseqüentemente, o dito um ou mais filtros membranas podemser selecionados do grupo de processos de membrana compreendendo ul-trafiltração, nanofiltração, osmose reversa ou per-evaporação ou uma com-binação dos mesmos. Através desta seleção diferentes tipos de produtos dereciclagem são obteníveis.

De acordo com um aspecto da presente invenção, a água ecompostos orgânicos solúveis em água após a segunda etapa de filtraçãopodem ser transformados em água potável em um processo de osmose re-versa. Através de processo compreendendo o processo de osmose reversaum produto reciclável muito utilizável é obtido.

De acordo com um aspecto da presente invenção, o compostoorgânico solúvel em água pode compreender metanol em concentração ele-vada pode ser re-circulado para a etapa de pré-tratamento. Ainda uma otimi-zação do metanol de conversão é aqui obtida, e o produto convertido meta-nol de concentração elevada é reutilizado.

Adicionalmente, o processo de acordo com um aspecto da in-venção pode compreender um separador de fase, pelo que separação deóleo como produto é obtida.

De acordo com um aspecto da presente invenção, a etapa decontato de material orgânico no fluido com um catalisador heterogêneo podeser realizada enquanto a temperatura é mantida substancialmente constan-te. Através de manutenção de temperatura constante na etapa de contato, ocontato do fluido com o catalisador heterogêneo é mantido na mesma condi-ção e a conversão por isso é constante por toda a etapa de contato. Aindauma vantagem é que os equilíbrios e taxas de reação das reações químicasenvolvidas na conversão são mantidas constantes por toda a etapa de con-tato, pelo que assegurando uniformidade nos produtos formados pela con-versão.

Em um outro aspecto da presente invenção, a temperatura naetapa de contato pode estar na faixa de 200-650°C, tal como na faixa de200-450°C, e preferivelmente na faixa de 200-374°C, e mesmo mais preferi-velmente na faixa de 250-374°C, tal como na faixa de 275-350°C. Através demanutenção destas baixas temperaturas o processo de conversão está u-sando menos energia na conversão de mesma quantidade de material orgâ-nico que em maiores temperaturas. Uma baixa temperatura junto com umvalor de pH acima de 7 diminui a corrosão dos materiais usados para o apa-relho na qual o presente processo é realizado.

Uma baixa temperatura na etapa de contato aumenta a fraçãodo material orgânico sendo convertido em combustíveis hidrocarbonetos, epelo que a capacidade de produção de óleo da etapa de contato. Em taisbaixas temperaturas a solubilidade de sais é alta compara a maior tempera-tura pelo que o processo de conversão é ainda vantajoso devido a quasenenhuma deposição de sal ocorre dentro do aparelho. Além disso, em taisbaixas temperaturas o material orgânico é menos convertido em fuligem ealcatrão, cujos produtos não são muito recicláveis. Finalmente tal baixa tem-peratura permite construção do aparelho de materiais menos resistentes acorrosão, ainda aperfeiçoando a competitividade.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, a pres-são para a dita conversão pode estar na faixa de 22,5 MPa-60 MPa (225-600 bar), tal como na faixa de 22,5-40 MPa (225-400 bar), e preferivelmentena faixa de 22,5-35 MPa (225-350 bar), tal como na faixa de 24-30 MPa(240-300 bar). Através de uso de pressões dentro destas faixas é obtido quecomponentes e equipamento padrão podem ser usados pelo presente pro-cesso pelo que o custo do processo de conversão e aparelho é substancial-mente diminuído comparado ao mesmo em maiores pressões.

Além disso, o processo de acordo com a invenção ainda podecompreender a etapa de contato ser feita em menos que 30 minutos, tal co-mo menos que 20 minutos, preferivelmente menos que 10 minutos, tal comomenos que 7,5 minutos, e mesmo mais preferivelmente na faixa de 0,5-6minutos, tal como na faixa de 1-5 minutos. Através de contato de fluido emum curto período o tempo de processo de conversão é diminuído sem subs-tancial diminuição de processamento de conversão de material orgânico.

Adicionalmente, o composto de pelo menos um elemento degrupo IVB da tabela periódica pode compreender zircônio e ou titânio de a-cordo com um outro aspecto da presente invenção. Através de uso de zircô-nio e ou titânio como um catalisador heterogêneo o tempo de processo deconversão é diminuído sem diminuição de processamento de conversão dematerial orgânico.

Em um outro aspecto da presente invenção o composto de pelomenos um elemento de grupo IVB da tabela periódica pode ser uma formaoxido e/ou hidróxido ou uma combinação das duas. Através de uso de cata-lisador heterogêneo em uma forma de oxido e/ou hidróxido o tempo de pro-cesso de conversão é diminuído sem diminuição de processamento de con-versão de material orgânico.

Vantajosamente, o composto de pelo menos um elemento degrupo IVB da tabela periódica está pelo menos parcialmente em uma formade sulfato ou sulfeto de acordo com um outro aspecto da presente invenção.

Através de uso de catalisador heterogêneo em uma forma de sulfato ou sul-feto o tempo de processo de conversão é diminuído sem diminuição de pro-cessamento de conversão de material orgânico.

De acordo com um aspecto da presente invenção, o catalisadorheterogêneo ainda pode compreender pelo menos um elemento selecionadodo grupo consistindo em Fe, Ni, Co, Cu, Cr, W, Mn, Mo, V, Sn, Zn, Si emuma quantidade de até 20% em peso, tal como uma quantidade até 10% empeso, preferivelmente em uma quantidade de até 5% em peso, tal como até2,5% em peso. Através de uso de catalisador heterogêneo mencionado an-teriormente junto com um ou mais elementos deste grupo o tempo de pro-cesso de conversão é substancialmente diminuído sem diminuição de pro-cessamento de conversão de material orgânico.

Além disso, estes elementos podem estar em uma forma de oxi-do e/ou hidróxido de acordo com um outro aspecto da presente invenção,pelo que o tempo de processo de conversão é ainda diminuído sem diminui-ção de processamento de conversão de material orgânico.

Ainda em um outro aspecto da presente invenção o dito catali-sador heterogêneo pode estar na forma de partículas suspensas, comprimi-dos, péletes, anéis, cilindros, uma estrutura de colméia, uma estrutura fibro-sa e/ou uma combinação destas. A vantagem das ditas estruturas de catali-sador heterogêneo é controlar a distribuição de fluxo da corrente de materialorgânico sendo contatada com o catalisador, enquanto assegurando razoá-vel queda de pressão e contato para toda superfície de catalisador.

Adicionalmente, o dito catalisador heterogêneo é pelo menosparcialmente contido em um reator de acordo com um outro aspecto da pre-sente invenção. Pelo que é possível reutilizar aquela parte do catalisador,que está dentro do reator.

Vantajosamente, o dito reator é um reator de leito fixo de acordocom um outro aspecto da presente invenção. Através do uso de um reatorde leito fixo, é pelo que possível mesmo mais facilmente reutilizar aquelaparte do catalisador, que está dentro do reator.

De acordo com um aspecto da presente invenção, o dito catali-sador heterogêneo pode ter uma área de superfície BET de pelo menos 10m2/g, tal como 25 m2/g, e preferivelmente pelo menos 50 m2/g, tal como 100m2/g, e mesmo mais preferivelmente pelo menos 150 m2/g, tal como pelomenos 200 m2/g. Tendo esta área de superfície BET, o tempo de processode conversão é ainda diminuído sem diminuição de qualidade do processode conversão, na medida em que suficiente área de superfície catalítica éassegurada.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o ditocatalisador heterogêneo pode compreender pelo menos um estabilizador deárea de superfície selecionado do grupo consistindo em Si, La, Y ou Ce ouuma sua combinação. Tendo este estabilizador de superfície, o tempo devida de serviço é ainda expandido sem diminuição de qualidade do processode conversão.

Vantajosamente, o dito catalisador heterogêneo de acordo comum aspecto da presente invenção pode compreender pelo menos um estabi-lizador de área de superfície em uma quantidade efetiva de até 20% em pe-so, tal como uma quantidade efetiva de até 10% em peso, preferivelmenteos ditos estabilizadores de área de superfície em uma quantidade efetiva deaté 7,5% em peso, tal como estabilizadores de superfície em uma quantida-de efetiva de até 5% em peso, e mais preferivelmente os ditos estabilizado-res de superfície estão presentes em uma quantidade efetiva de 0,5-5% empeso, tal como 1 -3% em peso. Tendo este estabilizador de superfície em até20% em peso, o tempo de vida de serviço de catalisador é ainda expandidosem diminuição de qualidade do processo de conversão.

Ainda em um outro aspecto da presente invenção o dito catali-sador heterogêneo pode ter uma área de superfície BET dé pelo menos 10m2/g após 1000 horas de uso, tal como uma área de superfície BET de pelomenos 25 m2/g após 1000 horas de uso, e preferivelmente uma área de su-perfície BET de pelo menos 50 m2/g após 1000 horas de uso, tal como umaárea de superfície BET de pelo menos 100 m2/g após 1000 horas de uso, emesmo mais preferivelmente uma área de superfície BET de pelo menos150 m2/g após 1000 horas em uso, tal como uma área de superfície BET depelo menos 200 m2/g após 1000 horas em uso. Tendo esta área de superfí-cie BET de pelo menos 10 m2/g após 1000 horas de uso, o tempo de pro-cesso de conversão é ainda diminuído sem diminuição de qualidade do pro-cesso de conversão, na medida em que suficiente área de superfície ativacataiítica é assegurada.

Além disso, o dito catalisador heterogêneo é produzido a partirde lama vermelha de acordo com um outro aspecto da presente invenção. Éaqui pelo que obtido usar produto de despejo na conversão do material or-gânico, que é também um produto de despejo.

Adicionalmente, o processo de acordo com a invenção aindapode compreender a etapa de recirculação de carbonatos e/ou hidrogenocarbonatos. Através de recirculação de carbonatos e/ou hidrogeno carbona-tos o processo está reutilizando produtos resultantes do processo de con-versão e uma otimização do processo é pelo que obtida.

A concentração dos ditos carbonatos e/ou hidrogeno carbonatospode de acordo com um aspecto da invenção ser pelo menos 0,5% em pe-so, tal como pelo menos 1% em peso, e preferivelmente pelo menos 2% empeso, tal como pelo menos 3% em peso, e mais preferivelmente pelo menos-4% em peso, tal como pelo menos 5% em peso. Os carbonatos e bicarbona-tos são importantes ativadores na conversão catalítica realizada pelo catali-sador homogêneo.

Além disso, o processo de acordo com a invenção ainda podecompreender a etapa de recirculação de pelo menos um álcool. Através derecirculação de pelo menos um álcool o processo está reutilizando produtosresultantes do processo de conversão e uma otimização do processo é peloque obtida.

De acordo com um aspecto da presente invenção, o dito pelomenos um álcool pode compreender metanol, pelo que um produto reciclávelmuito utilizável é reutilizado em otimização de processo.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o teorde metanol no dito fluido pode ser pelo menos 0,05% em peso, tal como pelomenos 0,1% em peso, e preferivelmente pelo menos 0,2% em peso, tal co-mo pelo menos 0,3% em peso, e mesmo mais preferivelmente pelo menos0,5% em peso de metanol, tal como pelo menos 1% em peso. Metanol estáenvolvido nas reações químicas responsáveis pela produção de produto ó-leo, e nas reações químicas destruindo os radicais de outro modo responsá-veis pela formação de fuligem e alcatrão durante decomposição do materialorgânicos.

Vantajosamente, o processo de acordo com um outro aspectoda presente invenção pode compreender a etapa de recirculação de um flui-do contendo hidrogênio. Através de recirculação de um fluido contendo hi-drogênio o processo está reutilizando produtos resultantes do processo deconversão e uma otimização do processo é pelo que obtida.

Ainda em um outro aspecto da presente invenção o teor de hi-drogênio do dito fluido corresponde a pelo menos 0,001% em peso da quan-tidade do dito material orgânico a ser tratado, tal como pelo menos 0,01%em peso da quantidade do dito material orgânico a ser tratado, e preferivel-mente 0,1% em peso da quantidade do dito material orgânico a ser tratado,tal como 0,2% em peso da quantidade do dito material orgânico a ser trata-do, e mesmo mais preferivelmente o teor de hidrogênio do fluido é pelo me-nos 0,5% em peso da quantidade do dito material orgânico a ser tratado, talcomo pelo menos 1 % em peso da quantidade do dito material orgânico a sertratado. Hidrogênio está envolvido nas reações químicas produzindo com-postos de óleo saturado, e nas reações destruindo radicais livres, de outromodo conduzindo a formação de fuligem e alcatrão durante a decomposiçãotérmica do material orgânico durante a conversão.

Além disso, o processo de acordo com a invenção ainda podecompreender a etapa de recirculação de pelo menos um ácido carboxílico.Através de recirculação de pelo menos ácido carboxílico o processo estáreutilizando produtos resultantes do processo de conversão e uma otimiza-ção do processo é pelo que obtida.

Adicionalmente, o dito pelo menos um ácido carboxílico podecompreender pelo menos um ácido carboxílico tendo um comprimento decadeia de 1 -4 átomos de carbono de acordo com um outro aspecto da pre-sente invenção. O dito pelo menos um ácido carboxílico correspondendo a1 -4 átomos de carbono está envolvido nas reações de formação de cadeiaquímica produzindo o produto óleo.

Além disso, o dito pelo menos um ácido carboxílico pode com-preender ácido fórmico e/ou ácido acético de acordo com um outro aspectoda presente invenção. O dito pelo menos um ácido carboxílico correspon-dendo a 1 -4 átomos de carbono está envolvido nas reações de formação decadeia química produzindo o produto óleo.

Vantajosamente, a concentração do dito ácido(s) carboxílico nodito fluido de acordo com a presente invenção pode ser pelo menos 100 par-tes em milhão em peso, tal como pelo menos 250 partes por milhão em pe-so, e preferivelmente pelo menos 400 partes por milhão em peso, tal comopelo menos 500 partes por milhão em peso. Neste nível de concentração astaxas de reações químicas produzindo produto óleo são suficientes para as-segurar conversão do material orgânico ao dito produto óleo.

Em um aspecto da presente invenção o processo pode compre-ender a etapa de recirculação de pelo menos um aldeído e/ou pelo menosuma cetona. Através de recirculação de pelo menos um aldeído e/ou pelomenos uma cetona o processo está reutilizando produtos resultantes do pro-cesso de conversão e uma otimização do processo é pelo que obtida.

Em um outro aspecto da presente invenção o dito pelo menosum aldeído e/ou pelo menos uma cetona compreende pelo menos um aldeí-do e/ou pelo menos uma cetona tendo um comprimento de cadeia corres-pondendo a 1-4 átomos de carbono. O dito pelo menos um aldeído ou ceto-na correspondendo a 1 -4 átomos de carbono está envolvido nas reações deformação de cadeia química produzindo o produto óleo.

Ainda em um outro aspecto da presente invenção o dito pelomenos um aldeído e/ou pelo menos uma cetona compreende formaldeídoe/ou acetaldeído. O dito pelo menos um aldeído ou cetona correspondendoa 1 -4 átomos de carbono está envolvido nas reações de formação de cadeiaquímica produzindo o produto óleo.

De acordo com a presente invenção, a concentração do dito pelomenos um aldeído e/ou pelo menos uma cetona no dito fluido pode ser pelomenos 100 partes por milhão em peso, tal como pelo menos 250 partes pormilhão em peso, e preferivelmente pelo menos 400 partes por milhão empeso, tal como pelo menos 500 partes por milhão em peso. Neste nível deconcentração as taxas de reações químicas produzindo produto óleo sãosuficientes para assegurarem conversão do material orgânico no dito produ-to óleo.

Vantajosamente, o catalisador homogêneo compreende potássioe/ou sódio de acordo com um aspecto da presente invenção. Através de usode potássio e/ou sódio como um catalisador homogêneo o tempo de proces-so de conversão é diminuído sem diminuição de processamento de conver-são de material orgânico, e as taxas de reações químicas envolvidas na for-mação de produto óleo são aperfeiçoadas para facilitar produção do ditoproduto óleo.

Além disso, de acordo com um outro aspecto da presente inven-ção o catalisador homogêneo pode compreender um ou mais sais solúveisem água selecionados do grupo consistindo em KOH, K2C03, KHC03, Na-OH, Na2C03 ou NaHC03 ou uma combinação dos mesmos. Em combinaçãocom o dióxido de carbono formado como parte da conversão do material or-gânico os ditos sais são convertidos no carbonato envolvido nas reaçõesquímicas como ativador.

Em um outro aspecto da presente invenção a concentração docatalisador homogêneo pode ser pelo menos 0,5% em peso, tal como pelomenos 1% em peso, e preferivelmente pelo menos 1,5% em peso, tal comopelo menos 2,0% em peso, e mesmo mais preferivelmente acima de 2,5%em peso, tal como pelo menos 4% em peso. Neste nível de concentração astaxas de reações químicas produzindo produto óleo são suficientes para as-segurar conversão do material orgânico no dito produto óleo.

Adicionalmente, o dito fluido compreende água de acordo comum outro aspecto da presente invenção. Água é um fluido econômico e mui-to freqüente e por isso através do uso de água o custo para o processo deconversão de material orgânico é mantido em um mínimo e o processo podeser usado em todas as áreas do mundo.

De acordo com um aspecto da presente invenção, a dita águapode ter uma concentração de pelo menos 5% em peso, tal como pelo me-nos 10% em peso, e preferivelmente pelo menos 20% em peso, tal comopelo menos 30% em peso, e mesmo mais preferivelmente pelo menos 40%em peso. O material orgânico a ser convertido deve ser bombeável.

A concentração da dita água no dito fluido pode de acordo comoutro aspecto da presente invenção ser até 99,5% em peso, tal como até98% em peso, e preferivelmente até 95% em peso, tal como até 90% empeso, e mesmo mais preferivelmente até 85% em peso, tal como até 80%em peso. Através de diminuição de teor de água o valor térmico do estoquede alimentação é aumentado, conduzindo a aumentada capacidade de pro-dução de óleo em custo de processamento constante, sem sacrifício da ca-pacidade de bombeamento do material orgânico a ser convertido.

Em um aspecto da presente invenção o dito pelo menos um car-bonato e/ou pelo menos um hidrogeno carbonato e/ou pelo menos um álcoole/ou pelo menos um ácido carboxílico e/ou pelo menos um aldeído e/ou pelomenos uma cetona pode ser pelo menos parcialmente produzido através deconversão do dito material orgânico. Através de reutilização de um produtoresultante do processo de conversão, o tempo de processo de conversão édiminuído sem diminuição de processamento de conversão de material or-gânico. Além disso custos para tratamento de uma corrente efluente são e-conomizados.

Em um outro aspecto da presente invenção o dito pelo menosum carbonato e/ou pelo menos um hidrogeno carbonato e/ou pelo menos umálcool e/ou pelo menos um ácido carboxílico e/ou pelo menos um aldeídoe/ou pelo menos uma cetona pode ser recirculado após a etapa de contato.

É pelo que obtido que alguns dos resultantes produtos do processo de con-versão são reutilizados e que o tempo de processo de conversão é diminuí-do sem diminuição de processamento de conversão de material orgânico.

Além disso, pelo menos parte de uma corrente da dita recircula-ção pode de acordo com um outro aspecto da presente invenção ser mistu-rada em uma razão com uma corrente de alimentação do dito fluido compre-endendo o dito catalisador homogêneo e material orgânico a ser convertidoantes de entrada no reator catalítico. É pelo que obtido que alguns dos resul-tantes produtos do processo de conversão são reutilizados e que o tempo deprocesso de conversão é diminuído sem diminuição de processamento deconversão de material orgânico.

Adicionalmente, a razão da corrente de recirculação para a cor-rente de alimentação do dito fluido de acordo com um outro aspecto da pre-sente invenção pode estar na faixa de 1-20, tal como 1-10, e preferivelmentedentro da faixa de 1,5-7,5, tal como na faixa de 2-6, e mais preferivelmentena faixa de 2,5-5. Pelo que é obtido que alguns dos resultantes produtos doprocesso de conversão são reutilizados e que o tempo de processo de con-versão é diminuído sem diminuição de processamento de conversão de ma-terial orgânico.

Vantajosamente, a conversão do dito material orgânico de acor-do com um outro aspecto da presente invenção pode ser pelo menos 90%,tal como pelo menos 95%, e preferivelmente acima de 97,5%, tal como aci-ma de 99%, e mesmo mais preferivelmente acima de 99,5%, tal como acimade 99,9%. A alta conversão conduz a maximização da capacidade de produ-ção de óleo, e minimiza ou elimina o teor de material orgânico não-convertido em produto óleo e produto mineral, pelo que eliminando a neces-sidade de uma etapa de purificação.

De acordo com um aspecto da presente invenção o dito reatorcom catalisador heterogêneo pode ser submetido a um tratamento com águapressurizada quente em intervalos pré-selecionados.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o ditotratamento com água pressurizada quente pode ter uma duração de menosque 12 horas, tal como uma duração de menos que 6 horas, preferivelmenteuma duração de menos que 3 horas, tal como uma duração de menos que 1hora.

Em um outro aspecto da presente invenção o intervalo entre taltratamento com água pressurizada quente pode ser de pelo menos 6 horas,tal como pelo menos 12 horas, preferivelmente o dito intervalo entre tal tra-tamento com água quente pressurizada é de pelo menos 24 horas, tal comopelo menos uma semana.

Através de tratamento ou lavagem de reator com água pressuri-zada quente, o tempo de vida do reator é aumentado e o custo do processoé pelo que substancialmente diminuído.

Ainda em um outro aspecto da presente invenção o dito materialorgânico pode ser selecionado do grupo consistindo em lama, tal como lamade despejo, estrume líquido, silagem de milho, lama clarificadora, licor negro,resíduos de fermentação, resíduos de produção de suco, resíduos de produ-ção de óleo comestível, resíduos de processamento de fruto e vegetal, resí-duos de produção de alimentos e bebidas, água lixiviada ou de infiltração oumistura dos mesmos.

De acordo com um aspecto da presente invenção, o dito materialorgânico pode compreender materiais ligno celulósicos, selecionados do grupoconsistindo em biomassa, palha, gramas, caules, madeira, bagaço, refugode vinho, serragem, aparas de madeira ou colheitas de energia ou umacombinação dos mesmos.De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o ditomaterial orgânico pode compreender um despejo, tal como um despejo do-méstico, despejo sólido municipal, despejo de papel, despejo de desintegra-dor de auto, plásticos, polímeros, borrachas, tiras de pneumáticos, despejosde cabos, madeira tratada CCA, compostos orgânicos halogenados, óleosde transformador transportando PCB, capacitores eletrolíticos, halones, des-pejo médico, material de risco de processamento de carne, farinha de carnee osso, correntes líquidas, correntes de água de despejo ou processo con-tendo material orgânico dissolvido e/ou suspenso.

Vantajosamente, a dita lama de acordo com um outro aspecto dapresente invenção pode ser lama de um processo de tratamento biológico.

De acordo com um aspecto da presente invenção o dito materialorgânico pode ser lama de um processo de tratamento de água de despejo.

Em um outro aspecto da presente invenção o dito processo detratamento biológico pode ser parte de um processo de tratamento de águade despejo.

Além disso, o dito processo biológico de tratamento de água po-de de acordo com um outro aspecto da presente invenção ser um processoaeróbico.

Adicionalmente, o dito processo biológico de tratamento de águapode ser um processo anaeróbico de acordo com um outro aspecto da pre-sente invenção.

O processo é capaz de converter muitos tipos de materiais orgâ-nicos como mencionado acima. Embora o processo seja realizado em umatemperatura relativamente baixa e uma pressão relativamente baixa, a tem-peratura e pressão ainda são suficientes para desinfetarem o resultante pro-duto. O que significa que independente de que material orgânico os resultan-tes produtos são utilizáveis sem risco de infecção, por exemplo, resíduos dena disseminação da doença BSE. Da mesma maneira vírus, bactérias, etc.do material orgânico não serão disseminados em um subseqüente uso dosprodutos resultantes.Vantajosamente, o dito material orgânico pode ter sido submeti-do a uma retirada mecânica de água de acordo com um outro aspecto dapresente invenção. Através de retirada de água de material orgânico, o valortérmico do estoque de alimentação é aumentado, conduzindo a aumentadacapacidade de produção de óleo em custo de processamento constante,sem sacrifício de capacidade de bombeamento do material orgânico a serconvertido.

Além disso, o dito material orgânico cuja água foi retirada meca-nicamente pode de acordo com um outro aspecto da presente invenção terum teor de sólidos secos de pelo menos 10% em peso, preferivelmente pelomenos 15% em peso, mais preferivelmente pelo menos 20% em peso, maispreferido 25% em peso.

Através de etapa de pré-tratamento do processo é obtido au-mento de teor de sólidos secos, o que novamente diminui o tempo de pro-cesso de conversão.

Adicionalmente, o dito material orgânico de acordo cm um outroaspecto da presente invenção pode compreender uma mistura de lama, ma-teriais ligno celulósicos ou despejo.

Em um outro aspecto da presente invenção a concentração dodito material orgânico no dito fluido pode ser pelo menos 5% em peso, talcomo pelo menos 10% em peso, preferivelmente a concentração do dito ma-terial orgânico é pelo menos 15% em peso, tal como pelo menos 200% empeso, e mais preferivelmente a concentração do dito material orgânico é pelomenos 30% em peso, tal como pelo menos 50% em peso.

Vantajosamente, os elementos de grupo IA da tabela periódicapodem ser cinzas obtidas de combustão de biomassa ou cinzas de queimade carvão de acordo com um outro aspecto da presente invenção.

Através de mistura de diferentes materiais orgânicos é obtidoque menos catalisador tem de ser usado ainda no processamento e/ou quea taxa do tempo de processamento é aumentada.

A presente invenção ainda refere-se ao produto obtido pelo pro-cesso mencionado anteriormente. O dito produto de acordo com a presenteinvenção pode compreender hidrocarboneto na forma de óleo. Um resultanteproduto que é muito útil é pelo que obtido em que óleo é atualmente um pro-duto de muita demanda em todo o mundo. Um tal produto como óleo é pos-sível de obter em que o processo é realizado em temperaturas muito baixas.

Em um outro aspecto da presente invenção o dito fluido pode terum teor de carbono de alimentação e um teor de hidrocarboneto de alimen-tação, onde o produto óleo hidrocarboneto compreende pelo menos 20% doteor de carbono de alimentação, tal como pelo menos 35% do teor de hidro-carboneto de alimentação, preferivelmente o dito produto óleo hidrocarbone-to compreende pelo menos 50% do teor de carbono de alimentação, tal co-mo pelo menos 65% do teor de carbono de alimentação e mais preferivel-mente o dito produto óleo hidrocarboneto compreende pelo menos 80% doteor de carbono de alimentação.

Em um outro aspecto da presente invenção pelo menos 20% deum teor de energia na corrente de alimentação podem ser recuperados nodito produto óleo hidrocarboneto, tal como pelo menos 35% do teor de ener-gia, preferivelmente pelo menos 50% do teor de energia na alimentação re-cuperada no dito produto óleo hidrocarboneto, tal como pelo menos 65% doteor de energia de alimentação e mesmo mais preferível pelo menos 80% dodito teor de energia de alimentação são recuperados no dito produto óleohidrocarboneto.

Além disso, o dito produto óleo hidrocarboneto compreende hi-drocarbonetos com 12 a 16 átomos de carbono de acordo com um outro as-pecto da presente invenção.

Vantajosamente, o dito produto óleo hidrocarboneto pode sersubstancialmente livre de enxofre de acordo com outro aspecto da presenteinvenção.

Adicionalmente, o dito produto óleo hidrocarboneto pode sersubstancialmente livre de halogênios de acordo com um outro aspecto dapresente invenção.

Através de processo de acordo com a presente invenção umproduto óleo hidrocarboneto livre de enxofre e/ou halogênios é pelo que ob-tido. Tais óleos livres de enxofre e/ou halogênios são muito recicláveis emnovas formas de energia sem poluição de vizinhanças com reações causa-das por enxofre e/ou halogênios.

O dito produto óleo hidrocarboneto de acordo com um aspectoda presente invenção pode compreender ésteres de ácidos graxos e/ou metilésteres de ácidos graxos. O teor de oxigênio dos ésteres e metil ésteres deácidos graxos é conhecido aperfeiçoar as propriedades do óleo hidrocarbo-neto como óleo de transporte, devido à reduzida emissão de partículas apartir da combustão do combustível.

O produto óleo hidrocarboneto pode ter propriedades semelhan-tes a diesel de acordo com um outro aspecto da presente invenção. O com-bustível hidrocarboneto semelhante a diesel pode ser misturado diretamenteem óleo diesel convencional, pelo que economizando o custo de refino deproduto óleo.

Além disso, o produto óleo hidrocarboneto pode ter um teor deoxigênio na faixa de 0,1-30% de acordo com um outro aspecto da presenteinvenção. O teor de oxigênio do combustível hidrocarboneto é conhecidoaperfeiçoar as propriedades como combustível de transporte, devido à redu-zida emissão de partículas a partir da combustão do combustível.

Adicionalmente, o produto óleo hidrocarboneto pode ser adsor-vido sobre a superfície de um produto mineral de acordo com um outro as-pecto da presente invenção. Este produto mineral contendo óleo é um aper-feiçoado material de partida para processos de processamento de mineralfundido.

O produto hidrocarboneto também pode compreender metanolde acordo com um outro aspecto da presente invenção. Através de aindapurificação de um produto metanol purificado pode ser obtido, o qual é prefe-rido combustível para células de combustível ou aditivo para gasolina paraprodução de combustíveis de transporte sustentáveis.

Em um outro aspecto da presente invenção o dito produto hidro-carboneto compreendendo metanol pode compreender pelo menos 20% doteor de carbono de alimentação, tal como pelo menos 35% do teor de carbo-no de alimentação, preferivelmente compreende o dito produto metanol pelomenos 50% do teor de carbono de alimentação, tal como pelo menos 65%do teor de carbono de alimentação e mais preferivelmente o dito produtometanol compreende pelo menos 80% do teor de carbono de alimentação.

Através de ainda purificação, um produto metanol purificado pode ser obtido,o qual é preferido combustível para células de combustível ou aditivo paragasolina para produção de combustíveis de transporte sustentáveis.

Ainda em um outro aspecto da presente invenção pelo menos20% do teor de energia na alimentação podem ser recuperados no dito pro-duto hidrocarboneto compreendendo metanol, tal como pelo menos 35% doteor de energia na alimentação recuperados no dito produto hidrocarbonetocompreendendo metanol, preferivelmente pelo menos 50% do teor de ener-gia na alimentação são recuperados no dito produto hidrocarboneto compre-endendo metanol, tal como pelo menos 65% do teor de energia de alimenta-ção são recuperados no dito produto hidrocarboneto compreendendo meta-nol e mais preferivelmente pelo menos 80% do dito teor de energia de ali-mentação são recuperados no dito produto hidrocarboneto compreendendometanol. Através de ainda purificação, um produto metanol purificado podeser obtido, o qual é combustível preferido para células de combustível ouaditivo para gasolina para produção de combustíveis de transportes susten-táveis.

A presente invenção ainda refere-se ao uso do produto mencio-nado anteriormente para acionamento de um motor ou gerador, para produ-ção de energia em uma instalação de energia de queima de óleo, para a-quecimento de processo ou aquecimento doméstico. Estes são todos meiosde produção de energia a partir de uma fonte sustentável, ainda sem ter desubstituir ou renovar as instalações de hardware ou infraestrutura estabele-cida para produção de energia a partir de combustíveis fósseis.

Além disso, a presente invenção refere-se ao uso do produtomencionado anteriormente como um componente de combinação em petro-diesel ou gasolina ou em um sistema de queima de suspensão ou em umprocesso para processamento de mineral fundido. Estes são todos meios deprodução de energia a partir de uma fonte sustentável, ainda sem ter desubstituir ou renovar as instalações de hardware ou infraestrutura estabele-cida para produção de energia a partir de combustíveis fósseis.

Adicionalmente, a presente invenção refere-se ao uso do produ-to mencionado anteriormente para produção de um produto fertilizante oupara produção de uma corrente de água limpa. A dita corrente de água limpaalém disso pode ter qualidade de água potável.

A presente invenção adicionalmente refere-se a um aparelhopara conversão de um material orgânico em hidrocarbonetos, compreenden-do:

- uma primeira unidade de aquecimento para aquecimento deuma alimentação de fluido compreendendo material orgânico

- um reator catalisador para contato de alimentação e fluidocompreendendo material orgânico, e

- uma unidade de ajuste para ajustar o fluido para um valor depH acima de 7, e o dito sistema de recuperação de produto compreende

-filtro membrana para separação de uma primeira corrente deóleos e sais solúveis em água a partir de uma segunda corrente de água ecompostos orgânicos solúveis em água.

De acordo com um aspecto da presente invenção, o sistema depré-conversão ainda pode compreender uma estocagem para material orgâ-nico de alimentação para o fluido em uma direção de alimentação.

Além disso, o sistema de pré-conversão ainda pode compreen-der uma unidade de pré-tratamento situada após o estoque de alimentação eantes de primeira unidade de aquecimento na direção de alimentação, deacordo com um outro aspecto da presente invenção. Através de pré-tratamento de fluido compreendendo o material orgânico é possível aumen-tar a quantidade de material em estado sólido no fluido, o que novamenteconduz a uma maior taxa de conversão e pelo que uma maior capacidade deprodução. Isto resulta em uma conversão mais eficiente e econômica de ma-terial orgânico.

Adicionalmente, o sistema de pré-conversão de acordo com apresente invenção ainda pode compreender uma primeira unidade de sepa-ração de partículas situada após a primeira unidade de aquecimento na dire-ção de alimentação. Através de separação de partículas antes de contatocom fluido compreendendo o material orgânico com o catalisador heterogê-neo o produto resultante do processo de conversão, tal como óleo, é entãosubstancialmente livre de ser ligado a estas partículas e por isso muito maisreutilizável justo após este processo de conversão. Um segundo processo,tal como uma refinaria é pelo que dispensável.

O dito sistema de pré-conversão de acordo com a presente in-venção ainda pode compreender uma segunda unidade de aquecimento si-tuada após a primeira unidade de separação de partículas e antes de reatorde catalisador na direção de alimentação. Pelo que é possível otimizar atemperatura antes de entrada de fluido no reator e pelo que uma otimizaçãodo processo de conversão.

Em um outro aspecto da presente invenção o sistema de pré-conversão ainda pode compreender uma segunda unidade de separação departículas após o reator de catalisador na direção de alimentação. Esta uni-dade de separação de partículas é pelas mesmas razões das vantagens a-cima.

Ainda em um outro aspecto da presente invenção o sistema depré-conversão ainda pode compreender meios para recircular parte da ali-mentação de fluido após o reator de catalisador na alimentação de fluidoantes de segunda unidade de aquecimento na direção de alimentação. Peloque é obtido que alguns dos resultantes produtos do processo de conversãosão reutilizados e que o tempo de processo de conversão é diminuído semdiminuição de processamento de conversão de material orgânico.

Além disso, a primeira unidade de aquecimento de acordo com apresente invenção pode compreender um primeiro trocador de calor, quealém de aquecer resfria o fluido de sistema de pré-conversão antes de en-trada no sistema de recuperação de produto. Pelo que é obtida reutilizaçãode energia dentro do aparelho e pelo que mesma energia na quantidade to-tal de energia usada em conversão de material orgânico.Adicionalmente, a unidade de pré-tratamento de acordo com apresente invenção ainda pode compreender um trocador de calor, que alémde aquecer o fluido no sistema de pré-tratamento resfria o fluido do sistemade pré-conversão antes de entrada no sistema de recuperação de produto.

Este trocador de calor é pelas mesmas razões vantajosas acima.

A unidade de pré-tratamento ainda pode compreender uma pri-meira unidade de expansão, que está situada entre o primeiro trocador decalor e o segundo trocador de calor, de acordo com um aspecto da presenteinvenção. Pelo que é obtida produção de gás, como gás combustível.

Em um aspecto da presente invenção o sistema de recuperaçãode produto ainda pode compreender uma unidade de separação de gás paraseparar gás, tal como gás combustível, a unidade de separação de gás estásituada após o segundo trocador de calor e antes de primeiro filtro membra-na na direção de alimentação. Pelo que é obtido separação de gás mencio-nado anteriormente, tal como gás combustível do resto do fluido.

Em um outro aspecto da presente invenção o sistema de recu-peração de produto ainda pode compreender meios para recircular o ditogás, tal como gás combustível para aquecimento de fluido na segunda uni-dade de aquecimento. Pelo que é obtido que alguns dos resultantes produ-tos do processo de conversão são reutilizados e que o tempo de processode conversão é diminuído sem diminuição de processamento de conversãode material orgânico.

Ainda em um outro aspecto da presente invenção o sistema derecuperação de produto ainda pode compreender uma segunda unidade deexpansão situada após o primeiro filtro membrana na direção de alimenta-ção. Pelo que é obtida produção de óleo a partir do fluido.

Além disso, o sistema de recuperação de produto de acordo comum aspecto da presente invenção ainda pode compreender uma unidade deseparador de fase para separação de óleo a partir da primeira corrente, adita unidade de separador de fase está situada após o filtro membrana nadireção de alimentação. Pelo que é obtida separação de óleo do fluido.

Adicionalmente, o sistema de recuperação de produto de acordocom um outro aspecto da presente invenção ainda pode compreender meiospara recirculação de parte da primeira corrente na unidade de pré-tratamento do sistema de pré-conversão. Pelo que é obtido que alguns dosprodutos resultantes do processo de conversão são reutilizados e que otempo de processo de conversão é diminuído sem diminuição de processa-mento de conversão de material orgânico.

Vantajosamente, o sistema de recuperação de produto de acor-do com um outro aspecto da presente invenção ainda pode compreenderdirecionamento de célula de combustível de metanol para geração de eletri-cidade a partir da segunda corrente.

Ainda de acordo com um outro aspecto da presente invenção osistema de recuperação de produto ainda compreende um ou mais filtrosmembranas selecionados do grupo de processos de membrana compreen-dendo ultrafiltração, nanofiltração, osmose reversa ou per-evaporação ouuma combinação dos mesmos.

Além disso, o sistema de recuperação de produto de acordo comum aspecto da invenção ainda pode compreender o segundo filtro membra-na para separação de um composto metanol purificado a partir da segundacorrente.

Em um outro aspecto da presente invenção o sistema de recu-peração de produto ainda pode compreender meios para recirculação decomposto metanol purificado a partir da segunda corrente para a unidade depré-tratamento do sistema de pré-conversão. Pelo que é obtido que algunsdos produtos resultantes do processo de conversão são reutilizados e que otempo de processo de conversão é diminuído sem diminuição de processa-mento de conversão de material orgânico.

A presente invenção ainda refere-se a uma instalação compre-endendo o aparelho mencionada anteriormente, para produção de produtomencionado anteriormente através de uso de processo mencionado anteri-ormente.

Em um aspecto da presente invenção a instalação pode com-preender meios para fornecimento de material orgânico para o aparelho emeios para remoção dos produtos do aparelho.

Em um outro aspecto da presente invenção a instalação aindapode compreender uma refinaria

A presente invenção ainda refere-se a um catalisador heterogê-neo para uso em um processo para conversão de um material orgânico emhidrocarbonetos, compreendendo um composto de pelo menos um elementode grupo IVB da tabela periódica e/ou alfa-alumina.

Adicionalmente, o composto de pelo menos um elemento degrupo IVB da tabela periódica pode compreender zircônio e/ou titânio de a-cordo com um aspecto da presente invenção.

Além disso, o composto de pelo menos um elemento de grupoIVB da tabela periódica pode estar em forma de oxido e/ou hidróxido ou umacombinação das duas de acordo com um aspecto da presente invenção.

Vantajosamente, o composto de pelo menos um elemento degrupo IVB da tabela periódica pode estar pelo menos parcialmente em umaforma de sulfato ou sulfeto de acordo com um aspecto da presente invenção.

Em um outro aspecto da presente invenção o catalisador hete-rogêneo ainda pode compreender pelo menos um elemento selecionado dogrupo de Fe, Ni, Co, Cu, Cr, W, Mn, Mo, V, Sn, Zn, Si em uma quantidade deaté 20% em peso, tal como uma quantidade de até 10% em peso, preferivel-mente em uma quantidade de até 5% em peso, tal como até 2,5% em peso.

Além disso, eles elementos estão em uma forma de oxido e/ouhidróxido de acordo com um outro aspecto da presente invenção.

Adicionalmente, o catalisador heterogêneo está na forma de par-tículas suspensas, comprimidos, péletes, anéis, cilindros, uma estrutura decolméia e/ou uma combinação destas de acordo com ainda um outro aspec-to da presente invenção.

Ainda em um outro aspecto da presente invenção o catalisadorheterogêneo pode ter uma área de superfície BET de pelo menos 10 m2/g,tal como 25 m2/g, e preferivelmente pelo menos 50 m2/g, tal como 100 m2/g,e mesmo mais preferivelmente pelo menos 150 m2/g, tal como pelo menos200 m2/g.Vantajosamente, o catalisador heterogêneo ainda compreendepelo menos um estabilizador de área de superfície selecionado do grupo deSi, La, Y e/ou Ce de acordo com um aspecto da presente invenção.

Subseqüentemente, o catalisador heterogêneo de acordo comum aspecto da presente invenção pode compreender o dito pelo menos umestabilizador de área de superfície em uma quantidade efetiva de até 20%em peso, tal como uma quantidade efetiva de até 10% em peso, preferivel-mente os ditos estabilizadores de área de superfície em uma quantidadeefetiva de até 7,5% em peso, tal como estabilizadores de superfície em umaquantidade efetiva de até 5% em peso, e mais preferivelmente os ditos estabili-zadores de superfície estão presentes em uma quantidade efetiva de 0,5-5%em peso, tal como 1 -3% em peso.

Em um outro aspecto da presente invenção o catalisador hete-rogêneo pode ter uma área de superfície BET de pelo menos 10 m2/g após1000 horas de uso, tal como uma área de superfície BET de pelo menos 25m2/g após 1000 horas de uso, e preferivelmente uma área de superfície BETde pelo menos 50 m2/g após 1000 horas de uso, tal como uma área de su-perfície BET de 100 m2/g após 1000 horas de uso, e mesmo mais preferi-velmente uma área de superfície BET de pelo menos 150 m2/g após 1000horas em uso, tal como uma área de superfície BET de pelo menos 200 m2/gapós 1000 horas em uso.

Finalmente, o catalisador heterogêneo pode ser produzido delama vermelha de acordo com um aspecto da presente invenção.

Descrição Detalhada da Invenção

A presente invenção será descrita no que se segue com referên-cia aos desenhos acompanhantes, nos quais:

A figura 1 mostra um desenho esquemático de montagem emescala de laboratório,

A figura 2 mostra um fluxograma de processo geral,

A figura 3 mostra um aspecto de recuperação de produto de a-cordo com a presente invenção,

A figura 4 mostra um outro aspecto de recuperação de produtode acordo com a presente invenção,

A figura 5 ainda mostra um outro aspecto de recuperação deproduto de acordo com a presente invenção, e

A figura 6 ainda mostra um outro aspecto de recuperação deproduto de acordo com a presente invenção.

Os desenhos são esquemáticos e mostrados para o propósito deilustração.

A figura 1 é um desenho esquemático de montagem de laborató-rio usada para os testes dados nos exemplos. O fluido pré-tratado contendoos catalisadores homogêneos e material orgânico a ser convertido é supridopara o sistema na posição A. O fluido é pressurizado por meio da bomba 1 eé aquecido para aproximadamente 230°C no aquecedor 2 compreendendoum trocador de calor e um controlador de temperatura TIC. Um segundo flui-do é fornecido para o sistema na posição B. Esta corrente é pressurizadapor meio da bomba 3 e aquecida no aquecedor 4 para a temperatura neces-sária para obtenção de desejada temperatura de conversão das correntesfluidas misturadas na posição 4, compreendendo um trocador de calor e umcontrolador de temperatura TIC. O catalisador heterogêneo está localizadono reator catalítico tubular 5. Após contato com o catalisador heterogêneo, ofluido contendo o material orgânico convertido é resfriado para temperaturaambiente no refrigerador 6, e filtrado no filtro 7 para separação e coleta departículas suspensas. Subseqüentemente o fluido é expandido para pressãoambiente sobre a válvula 8. A pressão de sistema é mantida através de con-trole de fluxo através de 8, utilizando o controlador de pressão PIC. A tempe-ratura de fluido expandido é medida com o termopar 9. A fração líquida dacorrente é coletada em um sifão de líquido 10, e o gás é ventilado fora dosifão na posição G. A taxa de fluxo do gás produzido é medida continuamen-te por um medidor de gás colocado em H (não mostrado). A composição dogás é analisada por cromatografia gasosa (não mostrada) de uma pequenaamostra tomada através de I, em pressão controlada estabelecida pela vál-vula de controle de fluxo e o controlador de pressão (PIC) 11.

A figura 2 mostra um desenho esquemático de um aspecto pre-ferido de acordo com a presente invenção. Material orgânico para conversãoé recebido em uma estocagem de alimentação (não mostrada na figura). Odito material orgânico pode compreender uma ampla faixa de biomassa edespejos, e também pode compreender combustíveis fósseis como carvão,xisto, orimulsion, frações pesadas de óleo cru, etc. Muitos aspectos de acordocom a presente invenção envolvem tratamento de material orgânico a partir deuma mistura de diferentes fontes de material como justo mencionado.

A estocagem de alimentação tipicamente terá uma capacidadecorrespondendo a três dias de operação de instalações. A estocagem dealimentação é preferivelmente um silo encoberto e agitado, tal como um silode concreto agitado. Um fluido contendo o material orgânico é bombeadopara a etapa de pré-tratamento 1 na posição A.

A primeira parte do pré-tratamento compreende neste aspectouma redução de tamanho da alimentação, por exemplo, através de corte,trituração, moagem e/ou peneiramento de material. Esta redução de tama-nho pode ser uma parte integral de bomba de alimentação (não mostrada).Durante a operação de alimentação para o pré-tratamento a pressão do flui-do contendo o material orgânico a ser tratado é aumentada para uma pres-são na faixa de 0,4-1,5 MPa (4-15 bar). Na segunda parte do pré-tratamentoo fluido contendo o dito material orgânico é tipicamente mantido em um vasode pré-tratamento por um período de 0,5-2 horas. O vaso de pré-tratamentoé preferivelmente um vaso agitado, que é mantido em uma temperatura de100-170°C, e preferivelmente na faixa de 110 a 140°C. A energia para estepré-aquecimento do dito fluido compreendendo o dito material orgânico a serconvertido é preferivelmente suprida, através de recuperação de calor a par-tir de uma das correntes de processo a serem resfriadas. Na figura isto éilustrado através de integração de trocador de calor 2 no vaso para recupe-ração de calor da corrente de processo D.

O pH no vaso de pré-tratamento é ajustado para um valor acimade 7, e preferivelmente na faixa de 8-10. Este ajuste de pH é em muitos as-pectos de acordo com a presente invenção realizado através de adição deaditivos ao vaso tanto diretamente no vaso de pré-tratamento como atravésde sua entrada, por exemplo, através de adição de uma base, que tambémpode compreender um elemento do grupo IA da tabela periódica. Exemplosnão-limitantes de tais aditivos são KOH, NaOH, K2C03, Na2C03, cinzas debiomassa ou combustão de carvão. Tais aditivos podem ser adicionados aovaso através de uma corrente S tanto fluindo na corrente A como fluindo di-retamente no vaso 1. Alimentação da corrente S pode ser provida por umabomba de alimentação (não mostrada).

Durante a residência no vaso de pré-tratamento maiores molécu-las como celulose, hemi-celulose, e lignina são hidrolisadas, e célula de adi-ção de biomassa são abertas facilitando a liberação de conteúdos de célu-las, tais como sais. Para um número de potenciais estoques de alimentaçãoesta abertura de célula envolve liberação de catalisadores como potássio dopróprio estoque de alimentação, pelo que permitindo um processo muito efi-ciente. Um número de outros aditivos também podem aperfeiçoar a pré-conversão do material orgânico e são ainda vantajosos para o subseqüenteprocessamento. Tais outros aditivos incluem álcoois, como metanol, ácidoscarboxílicos, aldeídos, e/ou cetonas. Em um aspecto preferido da invençãoum número de tais aditivos sendo utilizados no pré-tratamento são produzi-dos in-situ no processo e recirculados para a etapa de pré-tratamento comomostrado pelas correntes E e F. Típicas composições destas correntes derecirculação são ainda descritas em relação às figuras 3-5.

Uma corrente de fluido contendo material orgânico pré-conver-tido é retirada do vaso de pré-tratamento pela bomba de alimentação 3, epressurizada para a temperatura de operação, por exemplo, 25 MPa (250bar). A bomba de alimentação pode compreender uma bomba de embolo.

Após pressurização o fluido contendo o material orgânico pré-convertido, o catalisador homogêneo e outros aditivos é aquecida na primei-ra etapa de aquecimento 4 através de troca de calor com a corrente de pro-duto convertido quente do reator catalítico. A temperatura do fluido contendoo material orgânico pré-convertido em muitas aplicações de acordo com apresente invenção será da ordem de 20-30°C abaixo de temperatura de ope-ração do reator catalítico. Durante esta primeira etapa de aquecimento o ma-terial orgânico na alimentação é ainda termicamente decomposto. Um núme-ro de indesejáveis reações secundárias podem se proceder durante estadecomposição térmica, tal como formação de fuligem e alcatrão. Além deredução de eficiência total do processo, isto pode conduzir a problemas ope-racionais como entupimento ou reduzida eficiência de trocador de calor, edeposição sobre equipamento a jusante. Os aditivos mencionados anterior-mente reduzem estas indesejáveis reações secundárias e ainda aperfeiçoama conversão do material orgânico em produtos desejáveis.

A partir do trocador de calor 4, o fluido contendo o dito materialorgânico pré-convertido pode passar um primeiro dispositivo de separaçãode partículas 5 para coleta de partículas suspensas, que podem ser forma-das durante a dita pré-conversão durante aquecimento. Este dispositivo deseparação de partículas 5 pode compreender qualquer meio convencionalpara separação de partículas, por exemplo, um ciclone, um filtro, uma câma-ra de deposição gravimétrica, etc. Partículas coletadas são retiradas de pro-cesso mostradas pela corrente B.

Após o primeiro dispositivo de separação de partículas 5 o fluidocontendo o dito material orgânico pré-convertido é misturado com uma cor-rente de recirculação do reator catalítico. Esta mistura tipicamente aumenta-rá a temperatura do fluido misturado com 10-20°C, e a recirculação aindaintroduzirá desejáveis compostos para ainda conversão na alimentação. Apósmistura com a corrente de recirculação o fluido misturado passa para umpós-aquecedor (segunda unidade de aquecimento) 6, onde a temperatura éelevada para a temperatura de operação do reator catalítico 7. O pós-aque-cedor 6 pode em muitos aspectos de acordo com a presente invenção serum aquecedor de queima de gás ou óleo, e é preferivelmente pelo menosparcialmente provido de combustível por gás recirculante e/ou outros produ-tos combustíveis produzidos no processo. Em um aspecto preferido, estepós-aquecedor é provido com combustível através de recirculação de gásproduzido representado I na figura 3. A recirculação de dito gás produzido Ipode incluir uma etapa de purificação.

No reator catalítico 7, o fluido contendo catalisador homogêneo,aditivos, e material orgânico pré-convertido é contatado com o catalisadorheterogêneo. O catalisador heterogêneo tipicamente estará contido em umleito fixo tubular, e o reator catalítico pode compreender múltiplos leitos fixostubulares. Durante a conversão um gás combustível dissolvido, um compos-to orgânico solúvel em água e um óleo são geralmente produzidos. A distri-buição de produto é ajustável dentro de uma ampla faixa de concentração deprodutos resultantes como mostrados nos exemplos abaixo, e pode ser con-trolada através de seleção de uma apropriada combinação de tempo de re-sidência, taxa de fluxo de recirculação, temperatura de reação, e concentra-ção de catalisador homogêneo e aditivos.

Parte da corrente de produto do reator catalítico é recirculadapela bomba 8, e misturada com o fluido contendo o material orgânico pré-convertido como descrito acima.

A parte restante correspondendo ao fluxo de massa contendo omaterial orgânico pré-convertido antes de mistura com a corrente recirculan-te é retirada para o segundo dispositivo de separação de partículas 9. Comopara o primeiro dispositivo de separação de partículas este segundo disposi-tivo de separação de partículas pode compreender quaisquer meios conven-cionais para separação de partículas, por exemplo, um ciclone, um filtro,uma câmara de deposição gravimétrica, etc. A principal característica é pro-ver uma separação quente de potencial óleo produzido por partículas sus-pensas antes de resfriamento e expansão para evitar adsorção do óleo àspartículas suspensas. Entretanto, em um número de aplicações da presenteinvenção, por exemplo, para estoque de alimentação com um baixo teor decinzas este dispositivo de separação de partículas pode ser opcional. Partí-culas coletadas no segundo dispositivo de separação de partículas são reti-radas do processo mostrado pela corrente C.

Subseqüente à passagem pelo segundo dispositivo de separa-ção de partículas a corrente de fluido é resfriada por troca de calor com acorrente de alimentação no trocador de calor 4, e no trocador de calor 2 eexpandida para uma pressão na faixa de 7,5-25 MPa (75-225 bar) sobre aválvula de expansão 10, e separada no sistema de recuperação de produto 11.Algumas das correntes de fluido separadas a partir do sistema de recuperaçãode produto 11, tais como as correntes F e/ou E podem ser recirculadas paraa etapa de pré-tratamento como descrito acima. O sistema de recuperaçãode produto 11 é ainda ilustrado e descrito abaixo nas figuras 3-6.

O sistema de separação, ilustrado na figura 3, compreende umseparador de gás - líquido 12, separando os produtos gasosos na corrente Ie os produtos líquidos na corrente J. Em um aspecto o produto gás é usadointernamente para prover combustível para o pós-aquecedor 6. Os produtoslíquidos são ainda separados em um primeiro filtro membrana 13. A separa-ção de filtração em membrana é dirigida por pressão, e em muitas aplica-ções aplicando uma membrana de nano- ou ultrafiltração. O retido na filtra-ção em corrente L inclui partes da água de alimentação, o produto óleo e oscompostos inorgânicos dissolvidos, por exemplo, sais do estoque de alimen-tação e o catalisador homogêneo. O produto óleo é separado da corrente Lem um separador de óleo (unidade separadora de fase) 14 operando emcondições atmosféricas, e formando a corrente de produto óleo H. A águarestante e compostos inorgânicos dissolvidos formam corrente O. A parteprincipal de corrente O é reciclada para a pré-conversão 1, 2 em corrente E,pelo que reciclando o catalisador homogêneo, enquanto uma corrente depurga P é descarregada para balancear a entrada de composto inorgânico apartir do estoque de alimentação.

O ainda processamento do permeado de filtração em membra-na, representado corrente K, é ilustrado nas figuras 4-6. A corrente K contémcompostos orgânicos solúveis em água menores como álcoois C1-4 e ácidoscarboxílicos.

Em um aspecto ilustrado na figura 4 corrente K é alimentada pa-ra uma unidade de separação (filtro membrana) 15, produzindo água pura dequalidade de água potável em corrente G e uma corrente de compostos or-gânicos solúveis em água em corrente F. A unidade de separação 15 é emum aspecto da invenção uma unidade de osmose reversa, compreendendomúltiplos módulos de membrana. Os compostos orgânicos solúveis em águaretidos na corrente F são reciclados para a etapa de pré-conversão 1,2.Ainda em um aspecto, ilustrado na figura 5, corrente K é divididaem uma corrente de compostos orgânicos solúveis em água concentrada F euma corrente de água esgotada de compostos orgânicos Q. A unidade deseparação 16 envolvida é em muitas aplicações uma separação de mem-brana dirigida por gradientes de temperatura ou concentração, como destila-ção de membrana ou perevaporação. A corrente de água Q é ainda purifica-da em uma etapa de polimento 17, produzindo a corrente de água pura G. Aetapa de polimento 17 é preferivelmente um filtro de carvão ativado ou meiossemelhantes, para absorção de concentrações muito baixas de impurezas apartir de uma corrente de água.

Em um aspecto ilustrado na figura 6 a corrente de compostosorgânicos solúveis em água K é alimentada para uma célula de combustívelde metanol direta 18, produzindo eletricidade e uma corrente de água deprocesso R. A célula de combustível de metanol direta 18 pode incluir cor-rente de alimentação e etapas de condicionamento de efluente.

Exemplos

Exemplo Ilustrativo 1: Conversão de lama de despejo

Lama de despejo digerida anaeróbica abaixo foi convertida deacordo com o processo da presente invenção na instalação em escala delaboratório mostrada na figura 1.

O teor de matéria seca na lama de despejo foi 5%. Os principaiscomponentes da matéria seca em % em peso foram:

c = 28,3%

H = 4,33%

N = 3,55%

0 = 28,4%

P = 4,49%

Al = 7,77%

SÍ = = 7,44%

Ca = = 6,95%

Fe : = 3,17%

K = 1,62%Uma análise elementar de matéria seca de lama de despejo foi

ainda analisada por plasma acoplado induzido (ICP) revelando a seguintecomposição:

<table>table see original document page 37</column></row><table>

A fração de combustível totaliza 58% do teor de matéria seca,com um valor térmico de 22,2 MJ/kg, que se traduz em um valor calorífico de476 KJ/kg na lama de despejo como recebida.

Antes de teste a lama de despejo foi pré-tratada talhando paramenos que 1 mm através de corte de maiores partículas por um maceradorSeepex (tipo 25/15-I-I-F12-2) e moagem através de um moinho de colóide(Probst und Class, tipo N100/E), e filtrada por um filtro de cesta de tela (lar-gura de tela de 1 mm).

Subseqüentemente 1,5% em peso de potássio na forma de car-bonato de potássio foram adicionados à pasta resultante. O valor de pH dapasta fluida foi de 9,0.

125 ml_ de catalisador heterogêneo ZrÜ2 estabilizado com 2,2 %em mol atômico de Si. O catalisador na forma de péletes cilíndricas de 3 mmde comprimento e um diâmetro de 3 mm foi adicionado ao reator tubular.

63 g/h da lama de despejo pré-tratada foram pressurizados para25 MPa (250 bar) e aquecidos a 230°C na etapa de pré-aquecimento. Estacorrente foi misturada com 393 g/h de água pressurizada aquecida para umatemperatura de modo a obter uma temperatura substancialmente constantede 360 +/- 5°C após mistura.

O fluxo misto foi subseqüentemente contatado com o catalisadorheterogêneo no reator. A razão de alimentação para água traduz-se em umarazão de água para alimentação de 6:1, e o fluxo total de 456 g/h traduz-seem um tempo de contato de aproximadamente 4 minutos.

Após o contato com o catalisador heterogêneo, o fluido contendoo material orgânico convertido é resfriado para temperatura ambiente, filtra-do através de um filtro de partícula para coleta de partículas suspensas, eexpandido para pressão ambiente. A fração líquida sobre a corrente foi cole-tada em um sifão líquido, e o gás é ventilado. O experimento resultou em trêscorrentes de produtos, um gás, um produto aquoso e um precipitado sólido.Amostras para análises foram coletadas por um período de 15,5 horas.

Análises de Gases

A taxa de fluxo e composição do gás produzido foram continua-mente medidas por um medidor de gás com amostragem. A composição foimedida por cromatografia gasosa.

As análises da fase gasosa revelaram os seguintes resultados:

<table>table see original document page 38</column></row><table>

Análise de Líquido

O produto líquido conteve partículas suspensas. O líquido filtra-do foi analisado por cromatografia de íons, emissão de plasma induzida(ICP) e analisadores de carbono total de alta temperatura e espectrometriade massa.As análises da fase líquida revelaram os seguintes resultados:

Análises Líquidas <table>table see original document page 39</column></row><table>

O teor de carbono inorgânico no líquido foi verificado primaria-mente ser devido à presença de carbonato.

Análise de Sólido

As frações sólidas foram analisadas por meio de um analisadorde carbono total e através de análise elementar através de um analisador deplasma acoplado induzido (ICP). Uma fase orgânica foi verificada ser adsor-vida às partículas inorgânicas sob as condições experimentais usadas.

Esta fase orgânica foi extraída antes de análises de sólidos u-sando CH2CI2. A fração extraível do carbono orgânico foi verificada ser umafase óleo, consistindo primariamente em hidrocarbonetos saturados com umcomprimento de cadeia de 12 a 16 átomos de carbono, comparável a óleodiesel ou combustível. O óleo conteve 2-hexadecanona, heptadecano, 6,10-dimetil-2-undecanona, hexadecano, 3-metil indol, 2-tridecanona e outroscompostos. Uma análise de enxofre e halogênio realizada no óleo extraído,mostrou que o óleo foi essencialmente livre de compostos de enxofre e halogê-nio. A quantidade total de óleo extraída dos sólidos foi de 3,86 g e a quantidadetotal de carbono verificada na fase oleosa foi equivalente a 3,28 g.

Nenhum carbono foi detectado no produto sólido após extraçãode óleo adsorvido, indicando 100% de conversão do material orgânico naalimentação. O mesmo resultado pode ser concluído a partir do balanço decarbono abaixo:

Balanço de Carbono

<table>table see original document page 40</column></row><table>

Balanço de Energia:

<table>table see original document page 40</column></row><table>

Exemplo Ilustrativo 2: Conversão de Lama de Despejo

Lama de despejo digerida anaeróbica com características comodadas acima no exemplo foi pré-aquecida e convertida usando o mesmocatalisador e montagem experimental.

140 g/h da lama de despejo pré-tratada foram pressurizados pa-ra 25 MPa (250 bar) e aquecidos para 230°C na etapa de pré-aquecimento.

Esta corrente foi misturada com 414 g/h de água pressurizada aquecida auma temperatura de modo a obter uma temperatura substancialmente cons-tante de 300+/-5 após mistura.

O fluxo misturado foi subseqüentemente contatado com o catali-sador heterogêneo no reator. A razão de alimentação para água traduz-seem uma razão de água para alimentação de 3:1, e o fluxo total de 545 g/htraduz-se em um tempo de contato de 3,3 minutos.

Após o contato com catalisador heterogêneo, o fluido contendo omaterial orgânico convertido é resfriado para temperatura ambiente, filtradoatravés de um filtro de partículas para coleta de partículas suspensas, e ex-pandido para pressão ambiente. A fração líquida sobre a corrente é coletadaem um sifão líquido, e o gás é ventilado.

O experimento resultou em três correntes de produtos, um gás,um produto aquoso e um precipitado sólido. Amostras para análises foramcoletadas por um período de 10,5 horas.

Análises Gasosas

As análises da fase gasosa revelaram os seguintes resultados:

Análise de Gás

Hidrogênio [% vol] 31,36

Dióxido de carbono [% vol.] 41,17

Monóxido de carbono [% vol.] 2,25

Metano [% vol.] 24,22

Eteno [% vol.] 0,00

Etano [% vol.] 0,00

Propeno [% vol.] 0,00

Propano [% vol.] 0,00

Compostos-C4 [% vol.] 0,00

Total [% vol.] 99,00

Quantidade total de carbono, g 0,54

Análises de Líquidos

A análise da fase líquida revelou os seguintes resultados:

Análise de Líquido

PH 7,42

Carbono orgânico total (TOC), [ppm em peso] 985,1

Carbono inorgânico total (TIC) [ppm em peso] 439,3

Carbono total, [ppm em peso] 1424,4<table>table see original document page 42</column></row><table>

Análises de Sólidos

As frações sólidas foram analisadas por meio de um analisadorde carbono total. Uma fase orgânica foi verificada ser adsorvida às partículasinorgânicas sob as condições experimentais usadas.

Esta fase orgânica foi extraída antes de análises de sólidos usandoCH2CI2. A fração extraível do carbono orgânico foi verificada ser uma faseóleo, consistindo primariamente em hidrocarbonetos saturados com um com-primento de cadeia de 12 a 16 átomos de carbono, e comparável a óleo die-sel ou combustível. O óleo conteve 2-hexadecanona, heptadecano, 6,10-di-metil-2-undecanona, hexadecano, 3-metil indol, 2-tridecanona e outros com-postos. A quantidade total de óleo extraída dos sólidos foi 12,73 g e a quan-tidade total de carbono encontrada na fase óleo foi equivalente a 10,83 g.

Nenhum carbono foi detectado no produto sólido após extraçãode óleo adsorvido, indicando 100% de conversão do material orgânico naalimentação.

Balanço de Carbono:

<table>table see original document page 42</column></row><table><table>table see original document page 43</column></row><table>

Exemplo Ilustrativo 3: Conversão de Silagem de Milho

Silagem de milho foi pré-tratada e convertida usando o mesmocatalisador e montagem experimental como descritos acima em exemplo 1 e 2.

Antes de teste a lama de despejo foi pré-tratada talhando paramenos que 1 mm através de corte de partículas maiores por um maceradorSeepex (tipo 25/15-I-I-F12-2) e moagem por um moinho colóide (Probst undClass, tipo N100/E), e filtrada por um filtro de cesta de tela (largura de tela de 1 mm).

Subseqüentemente, 1,5% em peso de potássio na forma de car-bonato de potássio foi adicionado à pasta resultante. O valor de pH da pastafluida foi de 9,6.

As características da silagem de milho após o pré-tratamento foi o seguinte:

<table>table see original document page 43</column></row><table>

1 Baseado em 18 MJ/kg de calor de combustão para a fração orgânica damatéria seca.O teor inorgânico da matéria seca foi principalmente o carbonatode potássio adicionado, totalizando aproximadamente % dos compostos i-norgânicos de matéria seca. Análises GC-MS do estoque de alimentação desilagem de milho revelaram numerosos compostos, mas todos estavam presen-tes em concentrações muito baixas para identificação. Particularmente aromáti-cos como fenóis não foram encontrados em qualquer quantidade significante.

O teor de matéria seca do estoque de alimentação de silagemde milho foi analisado, revelando a seguinte composição:

Matéria seca de silagem de milho <table>table see original document page 44</column></row><table>

140 g/h da lama de despejo pré-tratada foram pressurizados pa-ra 25 MPa (250 bar) e aquecidos a 230°C na etapa de pré-aquecimento. Es-ta corrente foi misturada com 377 g/h de água pressurizada aquecida a umatemperatura de modo a obter uma temperatura substancialmente constantede 350 +/- 5°C após mistura.

O fluxo misturado foi subseqüentemente contatado com o catali-sador heterogêneo no reator. A razão de alimentação para água traduz-seem uma razão de água para alimentação de 3,75:1, e o fluxo total de 517 g/hem um tempo de contato de 3,3 minutos.

Após o contato com o catalisador heterogêneo, o fluido contendoo material orgânico convertido foi resfriado para temperatura ambiente, filtra-do através de um filtro de partículas para coleta de partículas suspensas, eexpandido para pressão ambiente. A fração líquida na corrente é coletadaem um sifão de líquido, e o gás é ventilado.O experimento resultou em quatro correntes de produto, um gás,um produto aquoso, uma fase livre de óleo e um precipitado sólido. Amos-tras para análises foram coletadas por um período de 16 horas.

Análises de Gases

As análises da fase gasosa revelaram os seguintes resultados:

<table>table see original document page 45</column></row><table>

Análise de Líquido

As análises da fase líquida revelaram os seguintes resultados:

<table>table see original document page 45</column></row><table>O teor de carbono inorgânico no líquido foi verificado ser prima-riamente devido à presença de carbonato.

Análise de Sólidos

As frações sólidas foram analisadas por meio de um analisadorde carbono total. Uma fase orgânica foi verificada estar adsorvida às partícu-las inorgânicas sob as condições experimentais usadas.

Esta fase orgânica foi extraída antes de análise de sólidos usan-do CH2CI2. A fração extraível do carbono orgânico foi verificada ser uma faseóleo, consistindo primariamente em hidrocarbonetos saturados com umcomprimento de cadeia de 12 a 16 átomos de carbono, e comparável a óleodiesel ou combustível. O óleo conteve fenol, tolueno, 4-etil fenila, 4-etil-3-metil fenol, ciclo pent-2-em-1-ona 2,3,4-trimetila, 2-metil-1-penten-3-ino eoutros compostos. Uma análise de enxofre do óleo mostrou que a fase óleofoi essencialmente livre de enxofre. Uma análise similar para compostos ha-logênio mostrou que a fase óleo foi essencialmente livre de halogênio. Aquantidade total de óleo extraída do sólidos foi 14,76 g e a quantidade totalde carbono encontrada na fase foi equivalente a 12,55 g.

Balanço de Carbono:

<table>table see original document page 46</column></row><table><table>table see original document page 47</column></row><table>

Adicionalmente os seguintes são definições usadas na descriçãoda presente invenção.

O termo combustível hidrocarboneto na presente invenção é pre-tendido definir todos os combustíveis baseados em hidrocarbonetos, quepodem ou não compreender outros elementos que não carbono e hidrogê-nio, por exemplo, alguns dos ditos hidrocarbonetos podem compreender oxi-gênio e outros elementos, por exemplo, na forma de grupos de álcoois, alde-ídos, cetonas, ácido carboxílico, éster, etc. e seus produtos de reação.

Os processos de membrana da presente invenção são bem co-nhecidos na técnica anterior (por exemplo, W.S. HO et al, "Membrane Hand-book", Van Nordstrand Reinhold, p. 103-132, p. 263-446, 1992, ISBN 0-442-23747-2-, K. Scott, "Handboo9k of Industrial Membranes" Elsevier SciencePublishers, 1995, p. 3-163, p. 331-355, p. 575-630, ISBN 1 85617 233 3).

As áreas de superfície referidas por todo este relatório descritivoe reivindicações são as áreas de superfície BET nitrogênio determinadaspelo processo descrito no artigo de Brunauer, P. Emmett e E. Teller, J. Am.Chem. Soe, Vol. 60, p. 309 (1938). Este processo depende da condensaçãode nitrogênio nos poros, e é efetivo para medição de poros com diâmetrosde poros na faixa de 10 a 600 angstrons. O volume de nitrogênio adsorvido érelacionado à área de superfície por peso unitário do suporte.

É bem conhecido na técnica anterior que a atividade de um cata-lisador é proporcional à área de superfície (BET), e que catalisadores podemmostrar uma significante queda de atividade com o tempo, quando submeti-do a, por exemplo, condições hidrotérmicas como usadas com relação àpresente invenção. De modo a minimizar tal potencial perda de atividade umestabilizador de área de superfície é incorporado no catalisador heterogê-neo.

Lama vermelha é um produto de despejo de processamento debauxita via o processo Bayer. Ela compreende óxidos e hidróxidos de princi-palmente alumínio, ferro, titânio, silício e sódio.

Claims

1. Processo para conversão de um material orgânico em com-bustíveis hidrocarbonetos, compreendendo as etapas de:- pressurização do dito material orgânico estando em um fluidopara uma pressão acima de 22,5 MPa (225 bar),- aquecimento do dito material orgânico no dito fluido para umatemperatura acima de 200°C na presença de um catalisador homogêneocompreendendo um composto de pelo menos um elemento de grupo IA databela periódica de elementos,onde o processo ainda compreende as etapas de:- contato do dito material orgânico no dito fluido com um catali-sador heterogêneo compreendendo um composto de pelo menos um ele-mento do grupo IVB da tabela periódica e/ou alfa alumina- assegurar que o dito fluido tem inicialmente um valor de pH deacima de 7.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, ainda compreen-dendo a etapa de manutenção de valor de pH do dito fluido contendo o ditomaterial orgânico na faixa de 7-14, tal como 7-12 e preferivelmente na faixade 7-10, tal como na faixa de 8-10.

3. Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, ainda com-preendendo a etapa de pré-tratamento de material orgânico em uma pressãode 0,4-1,5 MPa (4-15 bar) na temperatura de 100-170°C por um período de-0,5-2 horas.

4. Processo de acordo com a reivindicação 3, onde a etapa depré-tratamento compreende uma etapa de redução de tamanho do material,tal como uma etapa de corte, trituração, moagem, ou peneiramento ou umacombinação das mesmas.

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 3-4,onde a etapa de pré-tratamento compreende a etapa de adição de aditivosao fluido.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 3-5,onde a etapa de pré-tratamento compreende a etapa de ajuste de pH do ditofluido compreendendo o dito material orgânico para acima de 7.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, ainda compreendendo a etapa de separação de partículas dofluido compreendendo o material orgânico.

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores de 1 a 7, ainda compreendendo uma segunda etapa de aqueci-mento de fluido.

9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, ainda compreendendo uma segunda separação de partículas.

10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores de 1 a 9, ainda compreendendo uma primeira etapa de resfria-mento de fluido.

11. Processo de acordo com a reivindicação 9, onde a primeiraetapa de resfriamento é realizada através de troca de calor com a primeiraetapa de aquecimento e/ou uma etapa de pré-aquecimento de fluido na eta-pa de pré-tratamento.

12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, ainda compreendendo uma etapa de separação de gás do fluido,tal como gás combustível.

13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 8-12, onde o gás combustível é usado para aquecimento de fluido na segundaetapa de aquecimento.

14. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, ainda compreendendo uma etapa de filtração de fluido em água ecompostos orgânicos solúveis em água a partir de sais solúveis em água eóleo em um primeiro filtro membrana.

15. Processo de acordo com a reivindicação 14, onde a água ecompostos orgânicos solúveis em água são transformados em eletricidadeem uma célula de combustível metanol direta.

16. Processo de acordo com a reivindicação 14, ainda compre-endendo uma segunda etapa de filtração de compostos orgânicos solúveisem água a partir da água, tal como uma purificação de metanol em um se-gundo filtro membrana.

17. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações14-16, onde o dito um ou mais filtros membranas é / são selecionados dogrupo de processos de membrana compreendendo ultrafiltração, nanofiltra-ção, osmose reversa ou per-evaporação ou uma combinação dos mesmos.

18. Processo de acordo com a reivindicação 16, onde a água ecompostos orgânicos solúveis em água após a segunda etapa de filtração étransformada em água potável em um processo de osmose reversa.

19. Processo de acordo com a reivindicação 14, onde o compos-to orgânico solúvel em água compreendendo metanol de concentração ele-vada é recirculado para a etapa de pré-tratamento.

20. Processo de acordo com a reivindicação 14, compreendendouma etapa de separação de fase.

21. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, onde a etapa de contato de material orgânico no fluido com umcatalisador heterogêneo é realizada enquanto a temperatura é mantida subs-tancialmente constante.

22. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, onde a temperatura na etapa de contato está na faixa de 200--650°C, tal como na faixa de 200-450°C, e preferivelmente na faixa de 200--374°C, e mesmo mais preferivelmente na faixa de 250-374°C, tal como nafaixa de 275-350°C.

23. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores,- onde a pressão para a dita conversão está na faixa de 22,5-60MPa (225-600 bar), tal como na faixa de 22,5-40 MPa (225-400 bar) e prefe-rivelmente na faixa de 22,5-35 MPa (225-350 bar), tal como na faixa de 24--30 MPa (240-300 bar).

24. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, onde a etapa de contato é feita em menos que 30 minutos, talcomo menos que 20 minutos, preferivelmente menos que 10 minutos, talcomo menos que 7,5 minutos, e mesmo mais preferivelmente na faixa de 0,5- 6 minutos, al como na faixa de 1 -5 minutos.

25. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, onde o composto de pelo menos um elemento de grupo IVB databela periódica compreende zircônio e/ou titânio.

26. Processo de acordo com a reivindicação 25, onde o compos-to de pelo menos um elemento de grupo IVB da tabela periódica é uma for-ma oxido e/ou hidróxido ou uma combinação das duas.

27. Processo de acordo com a reivindicação 25 ou 26, onde pelomenos parte do composto de pelo menos um elemento de grupo IVB da ta-bela periódica está em forma de sulfato ou sulfeto.

28. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, onde o catalisador heterogêneo ainda compreende pelo menosum elemento selecionado do grupo consistindo em Fe, Ni, Co, Cu, Cr, W,Mn, Mo, V, Sn, Zn, Si em uma quantidade de até 20% em peso, tal comouma quantidade de até 10% em peso, preferivelmente em uma quantidadede até 5% em peso, tal como até 2,5% em peso.

29. Processo de acordo com a reivindicação 28, onde estes e-lementos estão em uma forma de oxido e/ou hidróxido.

30. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, onde o dito catalisador heterogêneo está na forma de partículassuspensas, comprimidos, péletes, anéis, cilindros, uma estrutura de colméia,uma estrutura fibrosa e/ou uma combinação destas.

31. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, onde o dito catalisador heterogêneo é pelo menos parcialmentecontido em um reator.

32. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, onde o dito reator é um reator de leito fixo.

33. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, onde o dito catalisador heterogêneo tem uma área de superfícieBET de pelo menos 10 m2/g, tal como 25 m2/g, e preferivelmente pelo me-nos 50 m2/g, tal como 100 m2/g, e mesmo mais preferivelmente pelo menos 150 m2/g, tal como pelo menos 200 m2/g.

34. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, onde o dito catalisador heterogêneo compreende pelo menos umestabilizador de área de superfície selecionado do grupo consistindo em Si,La, Y ou Ce ou uma sua combinação.

35. Processo de acordo com a reivindicação 34, onde o dito ca-talisador heterogêneo compreende o dito pelo menos um estabilizador deárea de superfície em uma quantidade efetiva de até 20% em peso, tal comouma quantidade efetiva de até 10% em peso, preferivelmente os ditos esta-bilizadores de área de superfície em uma quantidade efetiva de até 7,5% empeso, tal como estabilizadores de superfície em uma quantidade efetiva deaté 5% em peso, e mais preferivelmente os ditos estabilizadores de superfí-cie estão presentes em uma quantidade efetiva de 0,5-5% em peso, tal como 1 -3% em peso.

36. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, onde o dito catalisador heterogêneo tem uma área de superfícieBET de pelo menos 10 m2/g após 1000 horas de uso, tal como uma área desuperfície BET de pelo menos 25 m2/g após 1000 horas de uso, e preferi-velmente uma área de superfície BET de pelo menos 50 m2/g após 1000horas de uso, tal como uma área de superfície BET de 100 m2/g após 1000horas de uso, e mesmo mais preferivelmente uma área de superfície BET depelo menos 150 m2/g após 1000 horas em uso, tal como uma área de super-fície BET de pelo menos 200 m2/g após 1000 horas em uso.

37. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, onde o dito catalisador heterogêneo é produzido a partir de lamavermelha.:

38. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, compreendendo a etapa de recirculação de carbonatos e/ou hi-drogeno carbonatos.

39. Processo de acordo com a reivindicação 38, onde a concen-tração dos ditos carbonatos e/ou hidrogeno carbonatos é pelo menos 0,5%em peso, tal como pelo menos 1% em peso, e preferivelmente pelo menos 2% em peso, tal como pelo menos 3% em peso, e mais preferivelmente pelomenos 4% em peso, tal como pelo menos 5% em peso.

40. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, compreendendo a etapa de recirculação de pelo menos um álcool.

41. Processo de acordo com a reivindicação 40, onde o dito pelomenos um álcool compreende metanol.

42. Processo de acordo com a reivindicação 41, onde o teor demetanol no dito fluido é pelo menos 0,05% em peso, tal como pelo menos-0,1% em peso, e preferivelmente pelo menos 0,2% em peso, tal como pelomenos 0,3% em peso, e mesmo mais preferivelmente pelo menos 0,5% empeso de metanol, tal como pelo menos 1% em peso.

43. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, compreendendo a etapa de recirculação de um fluido contendohidrogênio.

44. Processo de acordo com a reivindicação 43, onde o teor dehidrogênio do dito fluido corresponde a pelo menos 0,001% em peso daquantidade do dito material orgânico a ser tratado, tal como pelo menos-0,01% em peso da quantidade do dito material orgânico a ser tratado, e pre-ferivelmente 0,1% em peso da quantidade do dito material orgânico a sertratado, tal como 0,2% em peso da quantidade do dito material orgânico aser tratada, e mesmo mais preferivelmente o teor de hidrogênio do fluido épelo menos 0,5% em peso da quantidade do dito material orgânico a ser tra-tado, tal como pelo menos 1 % em peso da quantidade de dito material orgâ-nico a ser tratado.

45. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, compreendendo a etapa de recirculação de pelo menos um ácidocarboxílico.

46. Processo de acordo com a reivindicação 45, onde o dito pelomenos um ácido carboxílico compreende pelo menos um ácido carboxílicotendo um comprimento de cadeia correspondendo a 1 -4 átomos de carbono.

47. Processo de acordo com a reivindicação 46, onde o dito pelomenos um ácido carboxílico compreende ácido fórmico e/ou ácido acético.

48. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações-45-47, onde a concentração do dito ácido(s) carboxílico(s) em dito fluido épelo menos 100 partes por milhão em peso, tal como pelo menos 250 partespor milhão em peso, e preferivelmente pelo menos 400 partes por milhão empeso, tal como pelo menos 500 partes por milhão em peso.

49. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, compreendendo a etapa de recirculação de pelo menos um alde-ído e/ou pelo menos uma cetona.

50. Processo de acordo com a reivindicação 49, onde o dito pelomenos um aldeído e/ou pelo menos uma cetona compreende pelo menosum aldeído e/ou pelo menos uma cetona tendo um comprimento de cadeiacorrespondendo a 1 -4 átomos de carbono.

51. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 49-50, onde o dito pelo menos um aldeído e/ou pelo menos uma cetonacompreendem formaldeído e/ou acetaldeído.

52. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 49-51, onde a concentração do dito pelo menos um aldeído e/ou pelo menosuma cetona no dito fluido é pelo menos 100 partes por milhão em peso, talcomo pelo menos 250 partes por milhão em peso, e preferivelmente pelomenos 400 partes por milhão em peso, tal como pelo menos 500 partes pormilhão em peso.

53. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, onde o catalisador homogêneo compreende potássio e/ou sódio.

54. Processo de acordo com a reivindicação 53, onde o catalisa-dor homogêneo compreende um ou mais sais solúveis em água seleciona-dos do grupo consistindo em KOH, K2C03, KHC03, NaOH, Na2C03 ouNaHC03 ou uma sua combinação.

55. Processo de acordo com a reivindicação 53 ou 54, onde aconcentração do catalisador homogêneo é pelo menos 0,5% em peso, talcomo pelo menos 1% em peso, e preferivelmente pelo menos 1,5% em pe-so, tal como pelo menos 2,0% em peso, e mesmo mais preferivelmente aci-ma de 2,5% em peso, tal como pelo menos 4% em peso.

56. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, onde o dito fluido compreende água.

57. Processo de acordo com a reivindicação 56, onde a dita á-gua tem uma concentração de pelo menos 5% em peso, tal como pelo me-nos 10% em peso, e preferivelmente pelo menos 20% em peso, tal comopelo menos 30% em peso, e mesmo mais preferivelmente pelo menos 40%em peso do dito fluido.

58. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações-56-57, onde a concentração da dita água no dito fluido é até 99,5% em peso,tal como até 98% em peso, e preferivelmente até 95% em peso, tal como até-90% em peso, e mesmo mais preferivelmente até 85% em peso, tal comoaté 80% em peso.

59. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações-38-52, onde o dito pelo menos um carbonato e/ou pelo menos um hidrogenocarbonato e/ou pelo menos um álcool e/ou pelo menos um ácido carboxílicoe/ou pelo menos um aldeído e/ou pelo menos uma cetona é pelo menosparcialmente produzido pela conversão do dito material orgânico.

60. Processo de acordo com a reivindicação 59, onde o dito pelomenos um carbonato e/ou pelo menos um hidrogeno carbonato e/ou pelomenos um álcool e/ou pelo menos um ácido carboxílico e/ou pelo menos umaldeído e/ou pelo menos uma cetona é recirculada após a etapa de contato.

61. Processo de acordo com a reivindicação 59 ou 60, onde pelomenos parte de uma corrente da dita recirculação é misturada em uma razãocom uma corrente de alimentação do dito fluido compreendendo o dito cata-lisador homogêneo e material orgânico a ser convertido antes de entrar noreator catalítico.

62. Processo de acordo com a reivindicação 61, onde a razão dacorrente recirculante para a corrente de alimentação de dito fluido está nafaixa de 1-20, tal como 1-10, e preferivelmente dentro da faixa de 1,5-7,5, talcomo na faixa de 2-6, e mais preferivelmente na faixa de 2,5-5, em massa /volume.

63. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, onde a conversão do dito material orgânico é pelo menos 90%,tal como pelo menos 95%, e preferivelmente acima de 97,5%, tal como aci-ma de 99%, e mesmo mais preferivelmente acima de 99,5%, tal como acimade 99,9%.

64. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 31-32 ou 61-62, onde o dito reator com catalisador heterogêneo é submetidoa um tratamento com água pressurizada quente em intervalos pré-selecionados.

65. Processo de acordo com a reivindicação 64, onde o dito tra-tamento com água pressurizada quente tem uma duração de menos que 12horas, tal como uma duração de menos que 6 horas, preferivelmente umaduração de menos que 3 horas, tal como uma duração de menos que 1 hora.

66. Processo de acordo com a reivindicação 64 ou 65, onde ointervalo entre tal tratamento com água pressurizada quente é pelo menos 6horas, tal como pelo menos 12 horas, preferivelmente o dito intervalo entretal tratamento com água pressurizada quente é de pelo menos 24 horas, talcomo pelo menos uma semana.

67. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, onde o dito material orgânico é selecionado do grupo consistindoem lama, tal como lama de despejo, estrume líquido, silagem de milho, lamade clarificador, licor negro, resíduos de fermentação, resíduos de produçãode suco, resíduos de produção de óleo comestível, resíduos de processa-mento de frutas e vegetais, resíduos de produção de alimento e bebida, á-gua lixiviada ou de infiltração ou uma combinação dos mesmos.

68. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, onde o dito material orgânico compreende materiais ligno-celulósicos, selecionados do grupo consistindo em biomassa, palha, gramas,troncos, madeira, bagaço, despejo de vinho, serragem, aparas de madeiras,ou colheitas de energia ou uma combinação dos mesmos.

69. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, onde o dito material orgânico compreende um despejo, tal comodespejo doméstico, despejo sólido municipal, despejo de papel, despejo detriturador de auto, plásticos, polímeros, borrachas, pneus velhos, despejosde cabos, madeira tratada CCA, compostos orgânicos halogenados, óleosde transformador transportando PCB, capacitores eletrolíticos, halones, des-pejo médico, material de risco de processamento de carne, farinha de carnee osso, correntes líquidas, como correntes de água de despejo ou de pro-cesso contendo material orgânico dissolvido e/ou suspenso.

70. Processo de acordo com a reivindicação 67, onde a dita la-ma é de um processo de tratamento biológico.

71. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1--67, onde o dito material orgânico é lama de um processo de tratamento deágua de despejo.

72. Processo de acordo com a reivindicação 70, onde o dito pro-cesso de tratamento biológico é parte de um processo de tratamento de á-gua de despejo.

73. Processo de acordo com a reivindicação 72, onde o dito pro-cesso de tratamento biológico de água é um processo aeróbico.

74. Processo de acordo com a reivindicação 72, onde o dito pro-cesso de tratamento biológico de água é um processo anaeróbico.

75. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, onde o dito material orgânico foi submetido um retirada mecânicade água.

76. Processo de acordo com a reivindicação 61, onde o dito ma-terial orgânico que teve água retirada mecanicamente tem um teor de sólidoseco de pelo menos 10% em peso, preferivelmente pelo menos 15% em pe-so, mais preferivelmente pelo menos 20% em peso, mais preferido 25% empeso.

77. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, onde o dito material orgânico compreende uma mistura de lama,materiais ligno-celulósicos ou despejo.

78. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, onde a concentração do dito material orgânico no dito fluido épelo menos 5% em peso, tal como pelo menos 10% em peso, preferivelmen-te a concentração do dito material orgânico é pelo menos 15% em peso, talcomo pelo menos 200% em peso, e mais preferivelmente a concentração dodito material orgânico é pelo menos 30% em peso, tal como pelo menos 50% em peso.

79. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, onde os elementos de grupo IA da tabela periódica são cinzasobtidas de combustão de biomassa ou cinzas de queima de carvão.

80. Produto obtido através do processo como definido em qual-quer uma das reivindicações anteriores.

81. Produto de acordo com a reivindicação 80, onde o dito pro-duto compreende hidrocarboneto na forma de óleo.

82. Produto de acordo com a reivindicação 81, onde o dito fluidotem um teor de carbono de alimentação e um teor de hidrocarboneto de ali-mentação, onde o produto óleo hidrocarboneto compreende pelo menos 20% do teor de carbono de alimentação, tal como pelo menos 35% do teorde hidrocarboneto de alimentação, preferivelmente compreende o dito pro-duto óleo hidrocarboneto pelo menos 50% do teor de carbono de alimenta-ção, tal como pelo menos 65% do teor de carbono de alimentação e maispreferivelmente o dito produto óleo hidrocarboneto compreende pelo menos 80% do teor de carbono de alimentação.

83. Produto de acordo com a reivindicação 81, onde pelo menos 20% de um teor de energia na corrente de alimentação são recuperados no dito produto óleo hidrocarboneto, tal como pelo menos 35% do teor de ener-gia, preferivelmente é pelo menos 50% do teor de energia na alimentaçãorecuperada no dito produto óleo hidrocarboneto, tal como pelo menos 65%do teor de energia de alimentação e mesmo mais preferível pelo menos 80%do dito teor de energia de alimentação são recuperados no dito produto óleohidrocarboneto.

84. Produto de acordo com qualquer uma das reivindicações 81-83, onde o dito produto óleo hidrocarboneto compreende hidrocarbonetoscom 12 a 16 átomos de carbono.

85. Produto de acordo com qualquer uma das reivindicações 81-84, onde o dito produto óleo hidrocarboneto é substancialmente livre de en-xofre.

86. Produto de acordo com qualquer uma das reivindicações 81-85, onde o dito produto óleo hidrocarboneto é substancialmente livre de ha-logênios.

87. Produto de acordo com qualquer uma das reivindicações 81-86, onde o dito produto óleo hidrocarboneto compreende ésteres de ácidosgraxos e/ou metil ésteres de ácido graxo.

88. Produto de acordo com qualquer uma das reivindicações 81-87, onde o dito produto óleo hidrocarboneto tem propriedades semelhantes adiesel.

89. Produto de acordo com qualquer uma das reivindicações 81-88, onde o dito produto óleo hidrocarboneto tem um teor de oxigênio na faixade 0,1-30%.

90. Produto de acordo com qualquer uma das reivindicações 81-89, onde o dito produto óleo hidrocarboneto é adsorvido sobre a superfíciede um produto mineral.

91. Produto de acordo com qualquer uma das reivindicações 81-90, onde o dito produto hidrocarboneto compreende metanol.

92. Produto de acordo com a reivindicação 91, onde o dito pro-duto hidrocarboneto compreendendo metanol compreende pelo menos 20%do teor de carbono da alimentação, tal como pelo menos 35% do teor decarbono de alimentação, preferivelmente o dito produto metanol compreendepelo menos 50% do teor de carbono da alimentação, tal como pelo menos 65% do teor de carbono da alimentação e mais preferivelmente compreendeo dito produto metanol pelo menos 80% do teor de carbono de alimentação.

93. Produto de acordo com a reivindicação 91, onde pelo menos 20% do teor de energia na alimentação são recuperados no dito produto hi-drocarboneto compreendendo metanol, tal como pelo menos 35% do teor deenergia na alimentação são recuperados no dito produto hidrocarbonetocompreendendo metanol, preferivelmente é pelo menos 50% do teor de e-nergia na alimentação recuperada no dito produto hidrocarboneto compre-endendo metanol, tal como pelo menos 65% to teor de energia de alimenta-ção são recuperados no produto hidrocarboneto compreendendo metanol emais preferivelmente pelo menos 80% do dito teor de energia de alimenta-ção são recuperados no dito produto hidrocarboneto compreendendo metanol.

94. Uso do produto como definido em qualquer uma das reivindicações 81-93, para acionar um motor ou gerador.

95. Uso do produto como definido em qualquer uma das reivindi-cações 81-93, para produção de energia em uma instalação de energia dequeima de óleo.

96. Uso do produto como definido em qualquer uma das reivindi-cações 81-93, para processo de aquecimento ou aquecimento doméstico.

97. Uso do produto como definido em qualquer uma das reivindi-cações 81-93, como um componente de combinação em petrodiesel ou ga-solina.

98. Uso do produto como definido na reivindicação 90, em umsistema de queima de suspensão.

99. Uso do produto como definido na reivindicação 90, em umprocesso para processamento de mineral fundido.

100. Uso do produto como definido em qualquer uma das reivin-dicações 81-93, para produção de um produto fertilizador.

101. Uso do produto como definido em qualquer uma das reivin-dicações 81-93, para produção de uma corrente de água limpa.

102. Uso do produto como definido na reivindicação 100, onde adita corrente de água limpa tem qualidade de água potável.

103. Aparelho para conversão de um material orgânico em hi-drocarbonetos compreendendo:um sistema de pré-conversão e um sistema de recuperação deproduto (11), o dito sistema de pré-conversão compreende- uma primeira unidade de aquecimento (4) para aquecimentode uma alimentação de fluido compreendendo material orgânico- um reator de catalisador (7) para contatar a alimentação defluido compreendendo material orgânico, e- uma unidade de ajuste para ajustar o fluido para ter um valorde pH acima de 7, e o dito sistema de recuperação de produto (11) compre-ende- filtro membrana (13) para separação de uma primeira corrente(L; H, O, P, E) de óleos e sais solúveis em água de uma segunda corrente(K; F, Q, G; R) de água e compostos orgânicos solúveis em água.

104. Aparelho de acordo com a reivindicação 103, onde o siste-ma de pré-conversão ainda compreende uma estocagem para material or-gânico de alimentação para o fluido em uma direção de alimentação.

105. Aparelho de acordo com a reivindicação 103 ou 104, ondeo sistema de pré-conversão ainda compreende uma unidade de pré-trata-mento (1) situada após o estoque de alimentação e antes de primeira unida-de de aquecimento (4) na direção de alimentação.

106. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 103-105, onde o sistema de pré-conversão ainda compreende uma primeiraunidade de separação de partículas (5) situada após a primeira unidade deaquecimento (4) na direção de alimentação.

107. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 103-106, onde o sistema de pré-conversão ainda compreende uma segundaunidade de aquecimento (6) situada após a primeira unidade de separaçãode partículas (5) e antes de reator de catalisador (7) na direção de alimentação.

108. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 103-107, onde o sistema de pré-conversão ainda compreende uma segundaunidade de separação de partículas (9) após o reator de catalisador (7) nadireção de alimentação.

109. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 103-105, onde o sistema de pré-conversão ainda compreende meios pararecirculação (8) de parte da alimentação de fluido após o reator de catalisa-dor (7) na alimentação de fluido antes de segundo unidade de aquecimento(6) na direção de alimentação.

110. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações-103-109, onde a primeira unidade de aquecimento (4) é um primeiro trocadorde calor, que além de aquecimento resfria o fluido de sistema de pré-conversão antes de entrar no sistema de recuperação de produto.

111. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 103-110, onde a unidade de pré-tratamento compreende ainda um trocadorde calor, que além de aquecer o fluido no sistema de pré-tratamento resfria ofluido do sistema de pré-conversão antes de entrada no sistema de recupe-ração de produto.

112. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 103-111, onde a unidade de pré-tratamento ainda compreende uma primeiraunidade de expansão (10), que está situada entre o primeiro trocador de ca-lor (4) e o segundo trocador de calor (1).

113. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 103-112, onde o sistema de recuperação de produto ainda compreende umaunidade de separação de gás (12) para separação de gás (I), tal como gáscombustível, a unidade de separação de gás (12) está situada após o se-gundo trocador de calor (4) e antes de primeiro filtro membrana (13) na dire-ção de alimentação.

114. Aparelho de acordo com a reivindicação 111, onde o siste-ma de recuperação de produto ainda compreende meios para recirculaçãodo dito gás (I), tal como gás combustível para aquecimento de fluido na se-gunda unidade de aquecimento.

115. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 103-114, onde o sistema de recuperação de produto ainda compreende umasegunda unidade de expansão situada após o primeiro filtro membrana (13)na direção de alimentação.

116. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 103-115, onde o sistema de recuperação de produto ainda compreende umaunidade separadora de fase (14) para separação de óleo (H) da primeiracorrente (L), a dita unidade separadora de fase (14) está situada após o filtromembrana na direção de alimentação.

117. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações-103-116, onde o sistema de recuperação de produto ainda compreendemeios para recirculação de parte (E) da primeira corrente na unidade de pré-tratamento (1) do sistema de pré-conversão.

118. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações-103-117, onde o sistema de recuperação de produto ainda compreende cé-lula de combustível metanol direta (18) para geração de eletricidade a partirda segunda corrente.

119. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações-103-117, onde o sistema de recuperação de produto ainda compreende umou mais filtros membranas (15, 16, 17) selecionados do grupo consistindoem processos de membrana compreendendo ultrafiltração, nanofiltração,osmose reversa ou per-evaporação ou uma combinação das mesmas.

120. Aparelho de acordo com a reivindicação 119, onde o siste-ma de recuperação de produto ainda compreende o segundo filtro membra-na para separação de um composto metanol purificado (F) a partir da se-gunda corrente (K).

121. Aparelho de acordo com a reivindicação 120, onde o siste-ma de recuperação de produto ainda compreende meios para recirculaçãode composto metanol purificado (F) a partir de segunda corrente para a uni-dade de pré-tratamento (1) do sistema de pré-conversão.

122. Instalação compreendendo o aparelho com odefinido nasreivindicações 103-121, para produção de produto como definido nas reivin-dicações 80-93, através de uso de processo como definido nas reivindica-ções 1 -79.

123. Instalação de acordo com a reivindicação 122, ainda com-preendendo meios para suprimento de material orgânico para o aparelho emeios para remoção dos produtos do aparelho.

124. Instalação de acordo com a reivindicação 122 ou 123, ondea instalação ainda compreende uma refinaria.

125. Catalisador heterogêneo para uso em um processo paraconversão de um material orgânico em hidrocarbonetos, compreendendo umcomposto de pelo menos um elemento do grupo IVB da tabela periódicae/ou alfa - alumina.

126. Catalisador heterogêneo de acordo com a reivindicação-125, onde o composto de pelo menos um elemento de grupo IVB da tabelaperiódica compreende zircônio e/ou titânio.

127. Catalisador heterogêneo de acordo com a reivindicação-125 ou 126, onde o composto de pelo menos um elemento de grupo IVB databela periódica está em uma forma de oxido e/ou hidróxido ou uma combi-nação das duas.

128. Catalisador heterogêneo de acordo com qualquer uma dasreivindicações 125-127, onde o composto de pelo menos um elemento degrupo IVB da tabela periódica está pelo menos parcialmente em forma desulfato ou sulfeto.

129. Catalisador heterogêneo de acordo com qualquer uma dasreivindicações 125-128, onde o catalisador heterogêneo ainda compreendepelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em Fe, Ni, Co,Cu, Cr, W, Mn, Mo, V, Sn, Zn, Si em uma quantidade de até 20% em peso,tal como uma quantidade de até 10% em peso, preferivelmente em umaquantidade de até 5% em peso, tal como até 2,5% em peso.

130. Catalisador heterogêneo de acordo com qualquer uma dasreivindicação 125-129, onde estes elementos estão em uma forma de oxidoe/ou hidróxido.

131. Catalisador heterogêneo de acordo com qualquer uma dasreivindicações 125-130, onde o catalisador heterogêneo está na forma departículas suspensas, comprimidos, péletes, anéis, cilindros, uma estruturade colméia e/ou uma combinação destas.

132. Catalisador heterogêneo de acordo com qualquer uma dasreivindicações 125-131, onde o catalisador heterogêneo tem uma área desuperfície BET de pelo menos 10 m2/g, tal como 25 m2/g, e preferivelmentepelo menos 50 m2/g, tal como 100 m2/g, e mesmo mais preferivelmente pelomenos 150 m2/g, tal como pelo menos 200 m2/g.

133. Catalisador heterogêneo de acordo com qualquer uma dasreivindicações 125-132, onde o catalisador heterogêneo ainda compreendepelo menos um estabilizador de área de superfície selecionado do grupoconsistindo em Si, La, Y ou Ce ou uma sua combinação.

134. Catalisador heterogêneo de acordo com qualquer uma dasreivindicações 125-133, onde o catalisador heterogêneo compreende o ditopelo menos um estabilizador de área de superfície em uma quantidade efeti-va de até 20% em peso, tal como uma quantidade efetiva de até 10% empeso, preferivelmente os ditos estabilizadores de área de superfície em umaquantidade efetiva de até 7,5% em peso, tais como estabilizadores de super-fície em uma quantidade efetiva de até 5% em peso, e mais preferivelmenteos ditos estabilizadores de superfície estão presentes em uma quantidadeefetiva de 0,5-5% em peso, tal como 1 -3% em peso.

135. Catalisador heterogêneo de acordo com qualquer uma dasreivindicações 125-134, onde o catalisador heterogêneo tem uma área desuperfície BET de pelo menos 10 m2/g após 1000 horas de uso, tal comouma área de superfície BET de pelo menos 25 m2/g após 1000 horas de u-so, e preferivelmente uma área de superfície BET de pelo menos 50 m2/gapós 1000 horas de uso, tal como uma área de superfície BET de 100 m2/gapós 1000 horas de uso, e mesmo mais preferivelmente uma área de super-fície BET de pelo menos 150 m2/g após 1000 horas de uso, tal como umaárea de superfície BET de pelo menos 200 m2/g após 1000 horas de uso.

136. Catalisador heterogêneo de acordo com qualquer uma dasreivindicações 125-135, onde o catalisador heterogêneo é produzido a partirde lama vermelha.