BRPI1007459B1 - Método para produção de monômeros olefínicos - Google Patents

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BRPI1007459B1
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Ali Harlin
Jari RÄSÄNEN
Olli Aaltonen
Tapani Penttinen
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Stora Enso Oyj
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Description

(54) Título: MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE MONÔMEROS OLEFÍNICOS (51) Int.CI.: C07C 1/207; C07C 11/02; C10G 11/05; C10G 45/02; C10G 45/06; C10G 45/08 (30) Prioridade Unionista: 29/01/2009 Fl 20095079 (73) Titular(es): STORA ENSO OYJ (72) Inventor(es): HARLIN, ALI; RÃSÃNEN, JARI; AALTONEN, OLLI; PENTTINEN, TAPANI
1/12 “MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE MONÔMEROS OLEFÍNICOS”
A presente invenção se refere a um método para produção de monômeros olefínicos para a preparação de um biopolímero.
A matéria-prima convencional para a preparação de poliolefinas, como, por exemplo, polietileno e polipropileno, compreende petróleo bruto.
Frações de hidrocarbonetos contendo alcanos e que 10 são obtidas a partir de destilação fracionária de petróleo bruto têm sido craqueadas por vapor sob altas temperaturas, produzindo alcanos de cadeia mais curta e alcenos, tais como, etileno e propileno, que são materiais de origem para a preparação de polietileno e polipropileno.
Como alternativa de substituição de matériasprimas fósseis, fontes de materiais orgânicos renováveis têm sido exploradas para a preparação de polímeros. Foi sugerida a preparação de polímeros a partir de, por exemplo, milho ou açúcar; entretanto, isso apresenta uma desvantagem pelo fato de que a produção do polímero terá de competir com as mesmas matérias-primas da produção de alimentos, cujos recursos ou fontes são globalmente limitados. Uma fonte ideal de matéria-prima seria a madeira, pelo fato de que suas reservas são abundantes e não apresentam nenhuma utilização na produção de alimentos.
Um processo de craqueamento de um material à base de madeira em um líquido na faixa do ponto de ebulição da nafta é descrito no documento de patente WO 2008/039756. O material de partida do processo compreende celulose ou lignina residual, que é lavada por decantação em tall oil (também conhecido como breu líquido), que funciona como um veículo líquido. De acordo com a descrição desse documento, a lama é submetida a um processo de hidrocraqueamento catalítico, em que o metal, tal como, Ni e Mo, no seu
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2/12 catalisador é combinado com um zeólito ou um catalisador de sílica-alumina. Como reatores adequados, o documento menciona reatores de leito de lama e de leito fluidizado, muito embora, um reator tipo autoclave seja usado em uma modalidade exemplificativa. De acordo com o mencionado documento, o produto é obtido na forma de vapor, o qual é condensado em líquido, e qualquer excesso de hidrogênio pode ser circulado no processo. O líquido em excesso contendo o catalisador usado é limpo e circulado para a lama, a qual é alimentada no processo. Como resultado do craqueamento, o oxigênio é removido do produto e as moléculas são craqueadas em moléculas menores. De um modo geral, os objetivos do citado documento de patente compreendem a produção de combustíveis e produtos químicos intermediários; também, a produção de monômeros para a produção de plásticos é mencionada. Entretanto, todas as descrições mais específicas do uso do produto líquido craqueado para essas finalidades são ausentes do mencionado documento.
A Patente US 2004/0230085 divulga a hidrodesoxigenação de ácidos graxos de tall oil como parte da produção de um combustível à base de biodiesel. A desoxigenação é efetuada por meio de hidrogênio gasoso em
um leito catalítico, o qual compreende um catalisador
25 metálico, tal como, Ni/Mo ou Co/Mo, e o veículo compreende
alumina e/ou sílica. Os óxidos de carbono e diversas
impurezas são separados da mistura gasosa gerada no estágio
de desoxigenação e o hidrogênio purificado é circulado de volta para o processo. No segundo estágio do processo, a fase líquida é submetida à isomerização, que torna o produto adequado para uso como combustível. Como o estágio de isomerização é sensível às impurezas de aromáticos e nafteno, os ácidos resinosos de tall oil que podem ser gerados na desoxigenação são removidos do material de
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3/12 partida, o mais efetivamente possível. No Exemplo 1 desse documento, a quantidade de ácidos resinosos entre os ácidos graxos foi de 1,9%.
O documento de patente US-2008/0154073 divulga um processo similar para a produção de um combustível de diesel a partir de matéria-prima biorrenovável, tal como, óleo vegetal. O tall oil é mencionado como possível matéria-prima, contendo ácidos resinosos, além de ácidos graxos; entretanto, de acordo com resultados de testes, o tall oil produziu uma considerável porção de frações de hidrocarbonetos mais pesados do que o diesel, ao contrário do óleo de soja que foi também usado nos testes.
O documento de patente US 2007/0135669 também descreve a produção de combustível diesel a partir de matérias-primas biorrenováveis e observa a presença indesejada de hidrocarbonetos insaturados e aromáticos no produto final. O documento descreve, da mesma forma que a invenção, um processo em que os ácidos graxos destilados de tall oil são primeiramente isomerizados e, depois, desoxigenados no segundo estágio do processo.
A finalidade da presente invenção é proporcionar um processo industrialmente útil, que possa ser usado na conversão de matéria-prima à base de madeira em monômeros olefínicos, os quais são adequados para a produção de um biopolímero. Assim, a produção do polímero pode ser fundamentada em fontes de matérias-primas biológicas renováveis, ou seja, fontes biorrenováveis. O método de acordo com a invenção consiste, essencialmente, dos seguintes estágios:
- um bio-óleo (com um teor de mais de 50% de ácidos graxos de tall oil e de até 25% de ácidos resinosos de tall oil) e gás hidrogênio são alimentados dentro de um leito catalítico;
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4/12
- o óleo é cataliticamente desoxigenado no leito por meio de hidrogênio;
- o fluxo que sai do leito é resfriado e dividido em uma fase líquida contendo hidrocarboneto e uma fase gasosa; e
- o líquido contendo hidrocarboneto é submetido a um estágio de craqueamento a vapor, proporcionando um produto contendo olefinas que podem polimerizar.
O material de óleo de partida pode ser à base de tall oil puro, consistindo de pelo menos 75% de ácidos graxos de tall oil e até 25% de ácidos resinosos de tall oil. Essas misturas de ácidos podem ser separadas do tall oil bruto por meio de destilação. Os monômeros olefínicos que são obtidos como produto final do processo da invenção podem ser convertidos em um biopolímero, o qual é exclusivamente baseado em fontes de matérias-primas renováveis.
Também, é possível a mistura de componentes de tall oil no material de partida com outros adequados bioóleos, tais como, óleos vegetais, por exemplo, óleo de palma.
O tall oil referido na presente invenção se refere ao produto oleoso que é obtido não apenas do pinheiro (pinus) , mas, também, de outras árvores de madeira mole, consistindo de ácidos graxos e resinosos ou seus ésteres.
A invenção se fundamenta no fato de que a hidrodesoxigenação de ácidos graxos de tall oil, a qual é realizada por um método conhecido, produz uma mistura de hidrocarbonetos, que pode ser ainda processada através de craqueamento a vapor, para formar olefinas de baixo peso molecular, sem os problemas causados pelas frações razoavelmente pequenas de hidrocarbonetos aromáticos ou alifáticos insaturados ou cíclicos. Pelo fato de que o procedimento de craqueamento a vapor compreende tecnologia
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5/12 que pertence à área normal de petroquímica, o mesmo é de fácil implementação na prática do processo de acordo com a invenção.
Como o processo de acordo com a invenção é mais insensível à presença dos ditos componentes do que com relação à fabricação de combustível diesel, os ácidos resinosos de tall oil não precisam ser cuidadosamente separados dos ácidos graxos. Entretanto, pelo fato de existirem outras vantagens e usos para os ácidos resinosos, seria interessante aplicar a composição de material de partida nos ácidos graxos do tall oil, ou seja, ácido oléico e ácido linoleico. A quantidade de ácidos resinosos no material de partida é cerca de no máximo 25%, mas, considerando a economia do processo, essa porção, preferivelmente, se dispõe na faixa de 2-5%.
A hidrodesoxigenação catalítica atua mediante liberação do oxigênio dos ácidos graxos com a formação de água, monóxido de carbono e/ou dióxido de carbono. Uma considerável ruptura das cadeias de carbono em moléculas menores não ocorre ainda. Na presente invenção, a exploração de um leito catalítico fixo pode ser limitada ao estágio de desoxigenação, e o craqueamento em monômeros de olefina pode ser realizado, efetivamente, por meio de convencional procedimento de craqueamento a vapor.
Uma aplicação alternativa da invenção é de que a desoxigenação no leito fixo é seguida de craqueamento catalítico, de modo a reduzir a massa molecular, pelo que os catalisadores dos estágios de desoxigenação e craqueamento são diferentes entre si. O estágio de craqueamento gera hidrocarbonetos insaturados e libera hidrogênio, de modo que este gás que sai contendo hidrogênio, preferivelmente, é circulado de volta para o estágio de desoxigenação. Nesse caso, é ainda possível que o processo precise de uma fonte externa de hidrogênio no de 21/11/2017, pág. 10/20
6/12 estágio de partida, que funcione somente e simplesmente, após o hidrogênio ter sido circulado.
Como catalisadores de craqueamento de ocorrência no leito fixo, podem ser usados catalisadores acídicos, como, por exemplo, um catalisador de zeólito acídico. Como catalisador do estágio de desoxigenação, desconsiderando possível craqueamento catalítico, pode ser usado um catalisador metálico, tal como, um catalisador de Ni/Mo ou de Co/Mo. Este último é reduzido com hidrogênio e tratado com sulfeto de hidrogênio, de uma maneira conhecida.
Com o uso de adequados catalisadores, o estágio de desoxigenação e um considerável estágio de craqueamento catalítico podem ocorrer no leito de modo simultâneo. Esses catalisadores incluem zeólito Y contendo níquel (zeólito NiY) ou montmorilonita contendo níquel (NiSMM), que exigem uma alta pressão de hidrogênio no reator. O catalisador de NiSMM também é adequado no craqueamento de ácidos resinosos; portanto, esse catalisador é particularmente vantajoso para uma efetiva exploração dos componentes do tall oil.
Uma adequada temperatura de reação no estágio de hidrodesoxigenação e possível estágio de craqueamento catalítico se dispõe na faixa de 330-450°C. Em temperaturas mais baixas que essa faixa existe o risco da ocorrência de polimerização, e em temperaturas mais altas, de cozimento, já quando da alimentação de ácidos graxos no reator.
Os produtos finais obtidos do estágio de craqueamento a vapor podem compreender etileno e propileno, que podem ser polimerizados em polietileno e polipropileno. O etileno pode ser também usado para a produção de outros polímeros, como, por exemplo, tereftalato de polietileno.
A invenção também compreende o fato de que o bioóleo é processado como um fluxo parcial, que é combinado com petróleo bruto, pelo que o resultado da polimerização de 21/11/2017, pág. 11/20
7/12 final, de modo correspondente, é um polímero híbrido, parcialmente à base de um bio-óleo e parcialmente à base de petróleo bruto. A proporção de mistura do bio-óleo e do petróleo bruto nos estágios de hidrodesoxigenação e craqueamento, de acordo com a invenção, pode ser livremente selecionada.
Primeiramente, a invenção é descrita com
referência ao desenho anexo (Fig. 1) , que mostra,
esquematicamente, um dispositivo idealizado para a
aplicação da invenção.
Os estágios básicos dos processos de
hidrodesoxigenação e craqueamento de ácidos graxos de um
bio-óleo, tal como, tall oil, de acordo com o desenho,
compreende os estágios de desoxigenação e craqueamento catalíticos (2, 3) que ocorrem em um reator vertical (1), e de craqueamento a vapor dos hidrocarbonetos líquidos obtidos desses estágios em um dispositivo separado (4), que corresponde à tecnologia conhecida do campo de petroquímica. A alimentação (5) de ácidos graxos de tall oil, que são separados por destilação e que podem incluir um máximo de 25% de ácidos resinosos, ocorre na extremidade superior do reator (1). Além disso, hidrogênio pode ser trazido para a extremidade superior do reator (1) através de uma linha (6). O reator (1) é enchido com lã de quartzo, que funciona como um material de leito (7), e as zonas separadas superpostas (2, 3) do mesmo compreendem um catalisador de Ni/Mo, para desoxigenar os ácidos que foram alimentados, e um catalisador de zeólito, para proporcionar o craqueamento das cadeias de carbono. A direção do fluxo das fases líquida e gasosa no reator (1) é de cima para baixo. Para ajustar as temperaturas reacionais, o reator (1) é dotado de um aquecedor elétrico (8).
Os produtos de reação quentes que saem através da extremidade inferior do reator (1) são conduzidos para um de 21/11/2017, pág. 12/20
8/12 dispositivo resfriador (9) e os produtos liquefeitos se movimentam através de uma linha (10) para um tanque de separação (11), que separa a fase aquosa (12) da fase oleosa (13). A fase oleosa (13), cujo componente principal compreende, tipicamente, hidrocarbonetos alifáticos saturados, e que pode também conter diversas quantidades de hidrocarbonetos cíclicos e aromáticos, hidrocarbonetos insaturados e alcoóis graxos, se movimenta para o estágio de craqueamento a vapor (4), em que o craqueamento em olefinas de baixo peso molecular (14) ocorre através de diversos estágios intermediários. As olefinas são usadas como materiais de partida da produção de biopolímeros, tais como, polietileno e polipropileno.
O gás que não é condensado no dispositivo resfriador (9) e que contém hidrogênio, óxidos de carbono, possivelmente, hidrocarbonetos de baixo peso molecular e outras impurezas, se movimenta para um dispositivo purificador (15), que separa o hidrogênio dos outros componentes de gás. O hidrogênio puro é circulado através de uma linha (16), de volta para a extremidade superior do reator (1), para constituir o gás de desoxigenação, e os óxidos de carbono e outras impurezas (17) são removidos do processo.
Uma simplificada implementação do processo de acordo com a invenção compreende o fato de que o catalisador de zeólito (3) no reator (1) e, junto com este, o catalisador de craqueamento, são omitidos. Nesse caso, a circulação (16) do hidrogênio pode ser também omitida, devido à menor quantidade ou à falta de hidrogênio que sai do reator. Em outros aspectos, o dispositivo e o fluxo do processo são conforme ilustrado no desenho.
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Exemplos
Testes exemplificativos 1-6, compreendendo os estágios de hidrodesoxigenação (HDO) e/ou craqueamento catalítico (CC) foram realizados em um lote principal, na forma de um fluxo através do reator, sem circulação da fase gasosa. As fases líquida e gasosa obtidas do reator foram analisadas. No processo de acordo com a invenção, o seguinte craqueamento a vapor da fase líquida orgânica não foi realizado, na medida em que essa tecnologia é bem conhecida pelos especialistas versados na técnica, e com base nas análises feitas, a aplicabilidade do craqueamento a vapor foi óbvia.
Assim, 1 g de um catalisador de craqueamento de zeólito (ZSM-5) foi aplicada no tubo vertical do reator, no interior de um forno elétrico e, no topo do mesmo, foram aplicadas 3 g de um catalisador de dessulfurização ou desoxidação (Ni/Mo com óxido de alumínio). O catalisador de Ni/Mo foi previamente sulfidizado mediante passagem através do tubo do reator, que foi empacotado com os catalisadores, de um fluxo de hidrogênio contendo sulfeto de hidrogênio, a uma temperatura de 393°C, durante 5 horas.
A temperatura do tubo do reator foi ajustada para 360°C e gás hidrogênio foi passado, a uma pressão de 31-32 bar, de cima para baixo. O fluxo de hidrogênio no reator foi estabelecido em cerca de 0,9 g/h. Quando os fluxos e as temperaturas se tornaram uniformes, foi iniciado o bombeamento de tall oil destilado dentro do tubo do restor, além de hidrogênio, o destilado contendo pouca quantidade de ácidos resinosos, além de ácidos graxos. O destilado de tall oil foi alimentado dentro do tubo do reator, a partir da parte superior, a jusante do fluxo de hidrogênio. A velocidade de alimentação do destilado de tall oil foi ajustada para 6-9 g/h. Assim, a WHSV (Velocidade Espacial de 21/11/2017, pág. 14/20
10/12
Horária por Peso) com relação ao catalisador de Ni/Mo foi de 2,0-3,0 L/h.
O fluxo de líquido ou gás proveniente da extremidade inferior do reator foi conduzido para uma bandeja coletora pressurizada, que foi resfriada com água fria. Todo o teor de líquido da bandeja coletora foi recuperado em intervalos de uma hora. O fluxo de gás que sai da bandeja coletora foi conduzido para o exterior através de uma válvula de descompressão. A composição do fluxo de gás foi medida em intervalos de uma hora por meio de analisador on-line, e o reator foi processado em um período total de 10 horas.
No tempo de processamento de oito horas, em que o reator foi completamente balanceado, cerca de 83% do produto líquido foi recuperado da quantidade de destilado de tall oil alimentada. O produto líquido compreendia uma fase orgânica e água separada. O produto líquido continha um total de 61% de hidrocarbonetos, da quantidade de fase orgânica. A composição aproximada de fase orgânica compreendia: 6% de hidrocarbonetos aromáticos, 42% de hidrocarbonetos saturados e alcoóis graxos e 3% de hidrocarbonetos cíclicos. Cerca de 70% dos hidrocarbonetos saturados compreendiam heptadecanos e octadecanos. O fluxo de gás que saía do reator continha 10% dos produtos de reação, da quantidade total de destilado de tall oil que foi alimentada. Os produtos de reação do fluxo gasoso foram: 16% de monóxido de carbono, 23% de dióxido de carbono, um total de 2% de hidrocarbonetos C1 e C2, 21% de hidrocarbonetos C3, 28% de hidrocarbonetos C4 e um total de
9% de hidrocarbonetos mais pesados.
O balanço de massa medido no teste fechou de modo satisfatório. O fluxo de massa que foi medido compreendia um total de 92% de todos os fluxos alimentados dentro do reator.
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Os resultados dos testes 1-6 são mostrados na
Tabela seguinte. A alimentação dos Testes 1-4 compreendeu uma fração de ácido graxo destilada de tall oil (TOFA), a qual continha 2-5% de ácidos resinosos; a alimentação do
Teste 5 compreendeu destilado de tall oil (DTO) que continha cerca de 25% de ácidos resinosos, e a do Teste 6 compreendeu tall oil bruto (CTO) que continha uma quantidade maior de ácidos resinosos. Os Testes 1-3 e 5 foram testes de acordo com a invenção e os Testes 4 e 6 foram testes de referência. Os catalisadores para o estágio de hidrodesoxigenação (HDO) e estágio de craqueamento (CC) são mostrados separadamente.
A ausência de hidrocarbonetos saturados no Teste 4, que apenas compreendia o estágio de craqueamento (CC), mostrou um excessivo avanço do craqueamento e, assim, a importância do estágio de hidrodesoxigenação (HDO). Os Testes 5 e 6 mostraram que os ácidos resinosos do material de partida aumentaram a porção de aromáticos, onde, no Teste 6, para um nível altamente desfavorável.
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Tabela 1
Teste 1 2 3 4 5 6
TOFA TOFA TOFA TOFA DTO CTO
Alimentação
Catalisador de HDO (g) 3 3 3 - 3 3
Catalisador de CC (g) 2 1 - 2 1 -
Temperatura (°C) 373 369 363 351 368 360
WHSV - com relação ao catalisador de HDO (L/h) 3,5 2,0 2,3 - 2,0 2,1
WHSV - com relação ao catalisador de CC (L/h) 5,2 5,8 - 3,2 6,0 -
Hidrogênio/Alimentação (w/w) 0,07 0,15 0,20 0,16 0,16 0,20
Produto Líquido, Hidrocarbonetos
Rendimento Aproximado, % de Alimentação de Líquido 105 83 99 80 84 85
Composição, % de fase orgânica
Hidrocarbonetos Aromáticos 21 6 4 9 22 29
Hidrocarbonetos Saturados 30 42 62 0 18 24
Hidrocarbonetos Alifáticos Insaturados/Alcoóis Graxos 8 10 6 6 1 2
Hidrocarbonetos Cíclicos 6 3 1 8 8 7
Hidrocarbonetos no Total 65 61 73 24 50 60
Produto Gasoso, Óxidos de Carbono, Hidrocarbonetos C1-C6
Rendimento Aproximado, % de Alimentação - 10 2 11 17 5
Composição, % dos Produtos Reacionais Gasosos
CO - 16 0 18 12 34
CO2 - 23 84 26 20 45
C1+C2 - 2 8 3 3 10
C3 - 21 0 26 29 3
C4 - 28 0 21 28 0
C5 - 8 0 4 6 3
C6 - 1 0 0 0 0
AcH - 2 0 1 1 0
Balanço de Massa; Fluxos de Saída, % de Alimentação Total 92 96 88 97 84
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Claims (13)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Método para produzir monômeros olefínicos para produção de um polímero, caracterizado pelos seguintes estágios:
    - um bio-óleo e gás hidrogênio são alimentados a um leito catalítico (7), em que o bio-óleo apresenta um teor de 2 a 5% de ácidos resinosos de tall oil e um teor de 95 a 98% de ácidos graxos.
    - o óleo é cataliticamente desoxigenado por hidrogênio no leito (7);
    - o fluxo que sai do leito (7) é resfriado e dividido em uma fase líquida contendo hidrocarboneto (10) e uma fase gasosa; e
    - o líquido contendo hidrocarboneto (13) é submetido a um estágio de craqueamento a vapor (4), proporcionando um produto contendo olefinas que podem polimerizar.
  2. 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador de desoxigenação é metálico, tal como, um catalisador de NiMo ou um catalisador de CoMo.
  3. 3. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o leito do catalisador é um leito fixo (7) formado por material de leito fixo.
  4. 4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que no leito fixo (7), o estágio de desoxigenação (2) é seguido por um estágio de craqueamento catalítico (3) para reduzir a massa molecular, os catalisadores dos estágios de desoxigenação e craqueamento sendo diferentes entre si.
  5. 5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o catalisador do estágio de de 21/11/2017, pág. 18/20
    2/3 craqueamento é ácido, tal como, um catalisador de zeólita ácido.
  6. 6. Método, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que os catalisadores dos estágios de desoxigenação e craqueamento (2, 3) estão localizados de modo sucessivo e afastado no leito fixo (7) formado pelo material de leito.
  7. 7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o catalisador dos estágios de desoxigenação e/ou craqueamento é um silicato contendo níquel, tal como, montmorillonita substituído por níquel.
  8. 8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os fluxos no leito (7) correm de cima para baixo.
  9. 9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a fase gasosa contendo hidrogênio (16) que é separada da fase líquida (10) é circulada de volta para constituir o gás de alimentação do estágio de desoxigenação (2).
  10. 10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a água (12) é separada da fase líquida (10) antes da alimentação do líquido contendo hidrocarboneto (13) no estágio de craqueamento a vapor (4).
  11. 11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a fase líquida contendo hidrocarboneto (10, 13) compreende hidrocarbonetos que se encontram na faixa de ebulição da nafta.
  12. 12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o bio-óleo que é alimentado dentro do leito (7) apresenta um de 21/11/2017, pág. 19/20
    3/3 teor de, pelo menos, 75%, preferivelmente, pelo menos, 95% de ácido oléico e ácido linoleico.
  13. 13. Método, de acordo com qualquer uma reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de
    5 etileno e/ou propileno são produzidos no estágio craqueamento a vapor (4).
    de das que de
    Petição 870170089388, de 21/11/2017, pág. 20/20
    1/1.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011151528A1 (en) 2010-06-03 2011-12-08 Stora Enso Oyj Hydrogen treatment of impure tall oil for the production of aromatic monomers
CN102452887B (zh) * 2010-10-15 2016-06-22 中国石油化工股份有限公司 采用生物油脂制备低碳烯烃的方法
FI125507B2 (en) * 2012-04-13 2021-12-15 Stora Enso Oyj Methods for deoxygenating tall oil and producing polymerizable monomers therefrom
FI125589B2 (en) * 2013-04-08 2022-03-31 Stora Enso Oyj Processes for deoxidation of bio-based materials and production of bio-based terephthalic acid and olefinic monomers
KR102047893B1 (ko) * 2013-04-23 2019-11-22 에스케이이노베이션 주식회사 드릴링 유체 및 이의 제조방법
EP3169753B1 (en) 2014-07-17 2020-06-10 SABIC Global Technologies B.V. Upgrading hydrogen deficient streams using hydrogen donor streams in a hydropyrolysis process
EP3095844A1 (en) * 2015-05-21 2016-11-23 Neste Oyj Method for producing bio hydrocarbons by thermally cracking a bio-renewable feedstock
EP3095843A1 (en) 2015-05-21 2016-11-23 Neste Oyj Method for producing bio hydrocarbons by thermally cracking a bio-renewable feedstock containing at least 65 wt.% iso-paraffins
JP6773681B2 (ja) * 2015-12-09 2020-10-21 ハリマ化成株式会社 印刷インキ用樹脂、印刷インキ用ワニス、印刷インキ及び印刷インキ用樹脂の製造方法
FI128090B (en) 2016-12-22 2019-09-13 Neste Oyj Hydraulic fluid composition
EP4116309A1 (en) 2021-07-07 2023-01-11 Clariant International Ltd Sustainably produced dialkylphosphinic salts
CN113860415B (zh) * 2021-09-24 2023-07-25 中广核陆丰核电有限公司 核电厂应急给水箱除氧方法、给水系统及催化除氧装置
KR20240091086A (ko) * 2021-10-27 2024-06-21 셀라니즈 인터내셔날 코포레이션 지속가능한 고밀도 폴리에틸렌 및 이의 제조 방법

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4300009A (en) * 1978-12-28 1981-11-10 Mobil Oil Corporation Conversion of biological material to liquid fuels
FI77839C (fi) * 1982-05-27 1989-05-10 Farmos Oy Foerfarande foer framstaellning av nya terapeutiskt effektiva trifenylalkan- och alkenderivat.
US5356847A (en) * 1992-11-10 1994-10-18 Engelhard Corporation Nickel catalyst
CA2149685C (en) 1994-06-30 1999-09-14 Jacques Monnier Conversion of depitched tall oil to diesel fuel additive
US7232935B2 (en) 2002-09-06 2007-06-19 Fortum Oyj Process for producing a hydrocarbon component of biological origin
WO2006100584A2 (en) * 2005-03-21 2006-09-28 Ben-Gurion University Of The Negev Research & Development Authority Production of diesel fuel from vegetable and animal oils
US8278492B2 (en) * 2005-07-05 2012-10-02 Neste Oil Oyj Process for the manufacture of diesel range hydrocarbons
WO2007047657A1 (en) * 2005-10-20 2007-04-26 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Hydrocarbon resid processing
US7459597B2 (en) * 2005-12-13 2008-12-02 Neste Oil Oyj Process for the manufacture of hydrocarbons
CN101617029A (zh) 2007-02-20 2009-12-30 国际壳牌研究有限公司 生产链烷烃的方法
KR20100016499A (ko) * 2007-04-13 2010-02-12 쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이. 탄화수소 원료로 중질 증류 생성물 및 저급 올레핀을 산출하는 시스템 및 방법
CN101314718B (zh) 2007-05-31 2013-03-27 中国石油化工股份有限公司 提高生物油脂催化转化反应中低碳烯烃产率的方法
FR2917424B1 (fr) 2007-06-12 2012-10-19 Inst Francais Du Petrole Production de charges de vapocraquage a haut rendement en ethylene, propylene et polymeres resultants par hydrotraitement d'huile vegetales
US8119847B2 (en) * 2007-06-15 2012-02-21 E. I. Du Pont De Nemours And Company Catalytic process for converting renewable resources into paraffins for use as diesel blending stocks

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CA2750078A1 (en) 2010-08-05
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US20120053379A1 (en) 2012-03-01
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ES2596887T3 (es) 2017-01-12
BRPI1007459A2 (pt) 2016-08-09
FI20095079A (fi) 2010-07-30
WO2010086507A1 (en) 2010-08-05
US8957269B2 (en) 2015-02-17
EP2391595A4 (en) 2015-03-04
FI20095079A0 (fi) 2009-01-29

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