CZ2007374A3 - Process for preparing olefins from renewable resources - Google Patents
Process for preparing olefins from renewable resources Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2007374A3 CZ2007374A3 CZ20070374A CZ2007374A CZ2007374A3 CZ 2007374 A3 CZ2007374 A3 CZ 2007374A3 CZ 20070374 A CZ20070374 A CZ 20070374A CZ 2007374 A CZ2007374 A CZ 2007374A CZ 2007374 A3 CZ2007374 A3 CZ 2007374A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- mixture
- raw materials
- olefins
- pyrolysis
- renewable
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
- Y02P30/20—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
- Y02P30/40—Ethylene production
Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Výroba olefinu katalytickou transformací v prítomnosti vodíku vhodných obnovitelných surovin na smes n-alkanu, které jsou dále pyrolyzovány v prítomnosti vodní páry na žádané olefiny. Obnovitelnými surovinami jsou rostlinné oleje, rostlinné tuky, živocišné tuky a kafilerní tuky, a to i upotrebené. Výhodne se ze smesi pro navazující pyrolýzu izoluje bud kapalná fáze nebo uhlovodíkové frakce nebo jen propan. Výhodne se k izolovaným cástem smesi, tedy kapalné fázi, uhlovodíkové frakci nebo k propanu, pridá 1 až 99 % hmotn. ropných surovin. Výhodne se vodík vznikající pri pyrolýze využívá pro katalytickou premenu obnovitelných surovin.Production of olefin by catalytic transformation in the presence of hydrogen of suitable renewable raw materials on a n-alkane mixture which are further pyrolyzed in the presence of water vapor to the desired olefins. Renewable raw materials are vegetable oils, vegetable fats, animal fats and rendered fats, even when used. Preferably, either the liquid phase or the hydrocarbon fraction or only propane is isolated from the downstream pyrolysis mixture. Preferably, from 1 to 99% by weight of the isolated parts of the mixture, i.e. the liquid phase, the hydrocarbon fraction or the propane, are added. petroleum raw materials. Preferably, the pyrolysis hydrogen is used for the catalytic conversion of renewable raw materials.
Description
Způsob výroby olefinů z obnovitelných zdrojůMethod of production of olefins from renewable sources
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká způsobu výroby olefinů z obnovitelných zdrojů, zejména z biomasy, nazývaných též bioolefmy.The invention relates to a process for producing olefins from renewable sources, in particular biomass, also called bioolefins.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
V současné době sílí tlak na využívání obnovitelných zdrojů energie. Zatímco výroba motorových paliv z obnovitelných surovin je uskutečňována v praxi a hojně popisována v odborné i patentové literatuře, výroba olefinů z těchto zdrojů zatím popsána nebyla.Currently, there is growing pressure on the use of renewable energy sources. While the production of motor fuels from renewable raw materials is carried out in practice and is widely described in both scientific and patent literature, the production of olefins from these sources has not been described yet.
Významným zdrojem alternativních surovin pro výrobu pohonných hmot a chemikálií je biomasa. Její přeměnou je možné získat buď vhodné chemické meziprodukty anebo alespoň vhodné chemické suroviny. Významnými surovinami rostlinného a živočišného původu, které jsou z chemického hlediska do jisté míry podobné ropným frakcím, jsou rostlinné oleje a živočišné tuky. Jedná se v podstatě o směsi triglyceridů, tj, triacylglycerolů mastných kyselin, které jsou charakterizovány dlouhými řetězci s uhlovodíkovou strukturou s vysokou hodnotou atomárního poměru H/C.Biomass is an important source of alternative raw materials for the production of fuels and chemicals. By converting it, it is possible to obtain either suitable chemical intermediates or at least suitable chemical raw materials. Plant oils and animal fats are important raw materials of plant and animal origin, which are to some extent similar to petroleum fractions from a chemical point of view. They are essentially mixtures of triglycerides, i.e., triglycerides of fatty acids, which are characterized by long chains with a hydrocarbon structure having a high atomic H / C ratio.
Ethylen se doposud vyrábí výhradně pyrolýzou ropných uhlovodíkových frakcí za přítomnosti vodní páry. Jako suroviny se uplatnily především zkapalněné plyny, primární benzin, atmosférický plynový olej a vakuový zbytek z hydrokrakování vakuového destilátu, tzv. hydrokrakát. Za optimální surovinu pro výrobu ethylenu se považují uhlovodíkové frakce s vysokou hodnotou atomárního poměru H/C, Tomuto požadavku vyhovují nejlépe zkapalněné plyny a primární benzin. Použití atmosférického plynového oleje nebo vakuového zbytku z hydrokrakování je vynuceno nedostatkem výhodnějších lehčích surovin.Until now, ethylene has been produced exclusively by pyrolysis of petroleum hydrocarbon fractions in the presence of water vapor. The main raw materials used were liquefied gases, primary gasoline, atmospheric gas oil and vacuum residue from the hydrocracking of the vacuum distillate, the so-called hydrocrackate. Hydrocarbon fractions with a high atomic H / C ratio are considered to be the optimum feedstock for ethylene production. Liquefied gases and naphtha are best suited to this requirement. The use of atmospheric gas oil or hydrocracking vacuum residue is forced by the lack of more advantageous lighter raw materials.
Nejvýhodnější pyrolyzní surovinou jsou n-alkany, neboť nejlépe splňují výše uvedený požadavek na vysokou hodnotu atomárního poměru H/C a poskytují produkt s relativně vyšším obsahem olefinů a menším obsahem aromatických uhlovodíků. Podobně jako n-alkany se chovají i izoalkany, které kromě toho poskytují i relativně vysoký výtěžek propylenu. Méně výhodnou surovinou jsou olefiny, které jsou náchylné k vytváření kondenzačních produktů a vysokomolekulámích zplodin pyrolýzy.The most preferred pyrolysis feedstock is n-alkanes since they best meet the above requirement for a high atomic H / C ratio and provide a product with a relatively higher olefin content and a lower aromatic hydrocarbon content. Isoalkanes also behave similarly to n-alkanes, which also provide a relatively high yield of propylene. Less preferred feedstocks are olefins which are prone to the formation of condensation products and high molecular weight pyrolysis products.
Nejméně vhodnou surovinu představují aromatické uhlovodíky, jejichž aromatické kruhy jsou vysoce stabilizované a při pyrolýze se proto neštěpí na lehké olefiny. Aromatické uhlovodíky poskytují především kondenzované produkty a/nebo koks. Výjimku tvoří aromatické uhlovodíky s dlouhým alifatickým řetězcem, kde zdrojem olefinů je právě tento řetězec. Druhým hlavním produktem průmyslové pyrolýzy v pyrolýzních jednotkách s roční výrobní kapacitou až několika set tisíc tun ethylenu je propylen. Průměrný výtěžek ethylenu bez recyklace je 25 až 27 % hmotn., průměrný výtěžek propylenu je přibližně 15 % hmotn.The least suitable raw materials are aromatic hydrocarbons whose aromatic rings are highly stabilized and therefore do not cleave into light olefins during pyrolysis. Aromatic hydrocarbons primarily provide condensed products and / or coke. An exception is the long-chain aliphatic aromatic hydrocarbons, where the olefin source is precisely this chain. The second major product of industrial pyrolysis in pyrolysis units with an annual production capacity of up to several hundred thousand tons of ethylene is propylene. The average yield of ethylene without recycling is 25 to 27% by weight, the average yield of propylene is approximately 15% by weight.
Výše zmiňované suroviny biologického původu je možné využít také k výrobě motorových paliv. Patent US 2004/0230085 Al popisuje proces výroby uhlovodíků ze surovin biologického původu. Produkované uhlovodíky jsou označeny jako vhodné složky pro výrobu motorové nafty. Uvedený proces se skládá ze dvou základních kroků; v prvním je provedena hydrodeoxygenace, při které je odstraněn kyslík přítomný v surovinách biologického původu a jsou získány uhlovodíky, které jsou izomerovány ve druhém stupni na izomeračním katalyzátoru. Produktem je směs rozvětvených uhlovodíků - izoalkanů. Nevýhodou tohoto postupu je to, že n-alkany jsou izomerovány na izoalkany a že je třeba separovat reakční produkty.The above mentioned raw materials of biological origin can also be used for the production of motor fuels. US 2004/0230085 A1 describes a process for producing hydrocarbons from raw materials of biological origin. The hydrocarbons produced are identified as suitable components for the production of diesel. This process consists of two basic steps; in the first, hydrodeoxygenation is carried out in which the oxygen present in the raw materials of biological origin is removed and hydrocarbons are obtained which are isomerized in the second step on the isomerization catalyst. The product is a mixture of branched hydrocarbons - isoalkanes. The disadvantage of this process is that n-alkanes are isomerized to isoalkanes and that the reaction products need to be separated.
Patenty US 2004/0055209 A1 a WO 2004/022674 Al definují složení paliva pro.vznětové, motory. Složky pro míchání paliva jsou získávány ze surovin biologického původu, zejména rostlinných olejů, živočišných a rybích tuků a jejich směsí. Podíl těchto složek ve výsledném palivu pro vznětové motory se pohybuje v rozmezí 0,1 až 80 % hmotn.US 2004/0055209 A1 and WO 2004/022674 A1 define the fuel composition for diesel engines. The fuel blending components are obtained from raw materials of biological origin, in particular vegetable oils, animal and fish fats and mixtures thereof. The proportion of these components in the resulting diesel fuel is in the range of 0.1 to 80% by weight.
Uhlovodíky je možné získávat podle patentu GB 1524781 Al termickým štěpením rostlinných olejů. Toto štěpení probíhá při teplotách 300 až 700 °C v přítomnosti katalyzátoru, kterým je silika-alumina ve směsi s oxidem přechodového kovu. Proces je prováděn za atmosférického tlaku a zahrnuje separaci a čištění produktů. Jeho nevýhodou je nutnost separace a čištění produktů a nedefinované nakládání s vedlejšími produkty.The hydrocarbons can be obtained according to GB 1524781 A1 by thermal cleavage of vegetable oils. This cleavage takes place at temperatures of 300 to 700 ° C in the presence of a catalyst which is silica-alumina mixed with a transition metal oxide. The process is carried out at atmospheric pressure and involves separation and purification of the products. Its disadvantage is the necessity of separation and cleaning of products and undefined handling of by-products.
Katalytické štěpení tríglyceridů mastných kyselin za použití katalyzátoru, kterým je zeolit Y ve směsi s A^Oj, CoMo na AI2O3 nebo NiMo na AI2O3, popisuje patent DE3340711 Al. Produktem jsou parafinické uhlovodíky. Reakční teploty a tlaky se pohybují v rozmezí 300 až 600 °C, resp. 1 až 20 MPa. Nevýhoda tohoto procesu spočívá v relativně nízkém výtěžku kapalných n-alkanů (< 60 %) a ve vysoké spotřebě vodíku, který pochází výhradně z externího zdroje.Catalytic cleavage of fatty acid triglycerides using a zeolite Y in admixture with Al2 O3, CoMo on Al2O3 or NiMo on Al2O3 is described in DE3340711 A1. The product is paraffinic hydrocarbons. The reaction temperatures and pressures are in the range of 300 to 600 ° C, respectively. 1 to 20 MPa. The disadvantage of this process is the relatively low yield of liquid n-alkanes (<60%) and the high consumption of hydrogen, which comes exclusively from an external source.
··· • · · z z • · · · z z ·· ·· ··Z · z · z · z ·· ·· ··
Patent EP 1489157 Al popisuje postup přeměny surovin a odpadních látek na bázi olejů a tuků na směsi s vysokým podílem uhlovodíků. Tyto produkty jsou získávány působením vysokých teplot v rozmezí 150 až 850 °C na pevném loži aktivního uhlí. Nenasycené produkty mohou být dále hydrogenovány. Směs obsahující uhlovodíky získaná procesem popsaným v patentu je využitelná jako palivo nebo pohonná hmota anebo k výrobě chemikálií. Nevýhodou tohoto postupuje, že vyžaduje externí zdroj vodíku a že produktem je komplexní směs produktů, která musí být dále čištěna a separována.EP 1489157 A1 describes a process for converting oil and fat-based raw materials and waste materials into high hydrocarbon mixtures. These products are obtained by exposure to a fixed bed of activated carbon at high temperatures ranging from 150 to 850 ° C. The unsaturated products may be further hydrogenated. The hydrocarbon-containing mixture obtained by the process described in the patent is useful as a fuel or fuel or for the production of chemicals. The disadvantage of this process is that it requires an external hydrogen source and that the product is a complex mixture of products that must be further purified and separated.
Pyrolýzu (štěpení uhlovodíků v přítomnosti vodní páry) hydrogenovaných a hydrogenačně rafinovaných ropných uhlovodíkových frakcí, které neobsahují simé a dusíkaté sloučeniny, popisuje patent US 6210561. Hydrogenační rafinací je snížen obsah S pod 100 ppm (parts per milion) a N pod 15 ppm. Aromatické uhlovodíky v surovině jsou hydrogenovány na katalyzátoru obsahujícím Pt nebo Pd. Nasycené a rafinované produkty jsou následně pyrolyticky štěpeny v přítomnosti vodní páry. Výtěžek ethylenu, propylenu a butadienu z rafinované suroviny vzroste o cca 2,5% hmotn. oproti použití původní, nerafinované suroviny. Nevýhodou tohoto procesu je, že surovina použitá pro výrobu olefinů pochází z fosilního neobnovítelného uhlíkatého zdroje.Pyrolysis (cracking of hydrocarbons in the presence of water vapor) of hydrogenated and hydrotreated petroleum hydrocarbon fractions that do not contain simene and nitrogen compounds is disclosed in US 6210561. Hydrogen refining reduces S contents below 100 ppm (parts per million) and N below 15 ppm. The aromatic hydrocarbons in the feedstock are hydrogenated on a catalyst containing Pt or Pd. Saturated and refined products are subsequently pyrolytically cleaved in the presence of water vapor. The yield of ethylene, propylene and butadiene from the refined feedstock will increase by about 2.5 wt. compared to the use of the original, unrefined raw material. The disadvantage of this process is that the feedstock used to produce olefins comes from a fossil non-renewable carbon source.
Pyrolýzu n-alkanů za účelem výroby ethylenu popisuje patent US 6407301. Surovinou jsou uhlovodíky CsažCu, z nichž je adsorpcí izolována frakce s vysokým obsahem n-alkanů. Adsorpční separace je uváděna jako výhodný způsob izolace n-alkanů ze směsí s jinými uhlovodíky. I v tomto případě je nevýhodou to, že ethylen je získáván štěpením suroviny fosilního původu.Pyrolysis of n-alkanes for the production of ethylene is described in U.S. Pat. No. 6,473,401. The feedstock is Cs CsCaž hydrocarbons from which a fraction with a high content of n-alkanes is isolated by adsorption. Adsorption separation is reported as a preferred method for isolating n-alkanes from mixtures with other hydrocarbons. Again, the disadvantage is that ethylene is obtained by cleaving the raw material of fossil origin.
Uvedené nedostatky alespoň z části odstraňuje způsob výroby olefinů z obnovitelných zdrojů podle vynálezu.Said drawbacks are at least partially eliminated by the process for producing olefins from renewable sources according to the invention.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Způsob výroby olefinů z obnovitelných zdrojů, charakterizovaný tím, že se nejméně jedna obnovitelná surovina katalyticky přemění v přítomnosti vodíku na směs plynných a kapalných uhlovodíků, vody, CO a CO2 a pak se pyrolyzuje v přítomnosti vodní páry na olefiny.Process for producing olefins from renewable sources, characterized in that at least one renewable feedstock is catalytically converted in the presence of hydrogen to a mixture of gaseous and liquid hydrocarbons, water, CO and CO 2 and then pyrolyzed in the presence of water vapor to olefins.
Výhodný způsob výroby olefinů z obnovitelných zdrojů, charakterizovaný tím, že obnovitelnými surovinami jsou látky ze skupiny, obsahující rostlinné oleje, rostlinné tuky, živočišné tuky a kafilemí tuky, a to i upotřebené.A preferred method for producing olefins from renewable sources, characterized in that the renewable raw materials are substances from the group comprising vegetable oils, vegetable fats, animal fats and rendered fats, even spent.
« • ··· · » · · • · · :«• ··· ·»
• · * · · , · · · · ·· *·• *,, ·,,
Další výhodný způsob výroby olefinů z obnovitelných zdrojů, charakterizovaný tím, že se ze směsi izoluje kapalná fáze, která se pak pyrolyzuje.Another preferred method for producing olefins from renewable sources, characterized in that the liquid phase is isolated from the mixture and then pyrolyzed.
Další výhodný způsob výroby olefinů z obnovitelných zdrojů, charakterizovaný tím, že se ze směsi izolují uhlovodíkové frakce, které se pak pyrolyzují.Another preferred process for producing olefins from renewable sources, characterized in that hydrocarbon fractions are recovered from the mixture and pyrolyzed.
Další výhodný způsob výroby olefinů z obnovitelných zdrojů, charakterizovaný tím, že se ze směsi izoluje propan, který se pak pyrolyzuje.Another preferred process for producing olefins from renewable sources, characterized in that propane is recovered from the mixture, which is then pyrolyzed.
Další výhodný způsob výroby olefinů z obnovitelných zdrojů, charakterizovaný tím, že se k izolovaným částem směsi přidá 1 až 99 % hmotn. ropných surovin.Another preferred process for the production of olefins from renewable sources, characterized in that 1 to 99 wt. petroleum raw materials.
Další výhodný způsob výroby olefinů z obnovitelných zdrojů, charakterizovaný tím, že se vodík vznikající při pyrolýze využívá pro katalytickou přeměnu.Another preferred process for producing olefins from renewable sources, characterized in that the hydrogen produced by pyrolysis is used for catalytic conversion.
Vynález řeší výrobu olefinů z biomasy. Výroba tzv. bioolefinů podle tohoto vynálezu zahrnuje katalytickou přeměnu surovin z obnovitelných zdrojů obsahujících triacylglyceridy, nejvýhodněji pak rostlinné oleje a tuky včetně rostlinných a živočišných odpadů (nejlépe -živočišných tuků, kafilemích tuků a upotřebených rostlinných olejů a tuků) v přítomnosti' vodíku na uhlovodíkový produkt s velmi vysokým obsahem alifatických uhlovodíků n-alkanů (> 95 % hmotn.) a propanu.The invention solves the production of olefins from biomass. The production of the so-called bioolefins according to the invention involves the catalytic conversion of renewable raw materials containing triacylglycerides, most preferably vegetable oils and fats including vegetable and animal waste (preferably animal fats, rendered fats and spent vegetable oils and fats) in the presence of hydrogen to a hydrocarbon product. with a very high content of aliphatic hydrocarbons of n-alkanes (> 95% by weight) and propane.
Výchozí standardně rafinovaná surovina se vede ze zásobníku spolu s vodíkem do ohřívaného trubkového reaktoru s pevným ložem katalyzátoru. Pokud je surovinou rostlinný olej, není třeba zásobník ohřívat. Pokud je surovinou živočišný tuk, je třeba zásobník a nástřikovou cestu otápět na teplotu minimálně 80 °C. Surovina se může nastřikovat také až po jejím smíchání s vhodnou ropnou frakcí. Reaktor se vyhřívá na teplotu v rozmezí 150 až 450 °C a udržuje se v něm reakční tlak v rozmezí 1 až 20 MPa. Jako katalyzátor se používá některý z přechodových kovů, nejlépe pak Ni, Mo, Co a W a jejich vzájemné kombinace. Tyto aktivní složky jsou naneseny na nosiči, aby bylo dosaženo jejich dobré disperze. Jako nosič se použije alumina (AI2O3) nebo aluminosilikáty, a to buď amorfní anebo zeolity či mesoporézní molekulová síta. Zatížení katalyzátoru je charakterizováno pomocí WHSV (weight hourly space velocíty) udávající množství suroviny v kg zpracované na 1 kg katalyzátoru za 1 hodinu. Hodnota WHSV se obvykle pohybuje v rozmezí 0,2 až 5 h'1.The starting standard refined feedstock is fed from the reservoir together with the hydrogen to a heated fixed bed tubular reactor. If the raw material is vegetable oil, there is no need to heat the tank. If the raw material is animal fat, the tank and the feed path should be heated to a temperature of at least 80 ° C. The feedstock can also be injected only after it has been mixed with a suitable petroleum fraction. The reactor is heated to a temperature in the range of 150 to 450 ° C and the reaction pressure is maintained in the range of 1 to 20 MPa. The catalyst used is one of the transition metals, preferably Ni, Mo, Co and W and combinations thereof. These active ingredients are deposited on a carrier to achieve good dispersion. Alumina (Al 2 O 3) or aluminosilicates, either amorphous or zeolites or mesoporous molecular sieves, are used as the carrier. The catalyst load is characterized by WHSV (weight hourly space velocities) indicating the amount of raw material in kg processed per kg of catalyst per hour. The WHSV is usually in the range of 0.2 to 5 h -1 .
· « 9 *: : :· «8 *:::
ϊ’ϊ ’
..........
Produkty se po ochlazení snadno rozdělí na kapalnou fázi, obsahující n-alkany a vodu, a plynnou fázi, jejímiž hlavními složkami jsou propan, CO, CO2, CH4 a vodík. Kapalný produkt se podrobí pyrolýze v přítomnosti vodní páry, při níž se vyrobí ve velkém výtěžku olefiny {ethylen > 40 % hmotn., propylen > 15 % hmotn.). Pyrolyzovat lze buď celou kapalnou frakci (n-alkany + voda), přičemž není nutné sušit uhlovodíkový podíl, nebo pouze uhlovodíkovou frakci (n-alkany). Každá z těchto frakcí může být rovněž pyrolyzována ve směsi s ropnými uhlovodíkovými frakcemi. Plynný produkt se zpracuje frakční destilací společně s produkty konvenční pyrolýzy. Při tomto dělení se získá vodík pro hydrogenaci, což je výhodou způsobu podle tohoto vynálezu, a propan, který se použije jako nástřik do pyrolýzního reaktoru. To znamená, že propan, který vzniká při hydrogenaČním zpracování surovin z obnovitelných zdrojů biologického původu jako vedlejší produkt, se rovněž zhodnotí na ethylen a propylen. Separovaný vodík se může s výhodou využít při katalytickém hydrogenaČním zpracování výše uvedených surovin z obnovitelných zdrojů na uhlovodíky.After cooling, the products are readily separated into a liquid phase containing n-alkanes and water and a gas phase, the main components of which are propane, CO, CO2, CH4 and hydrogen. The liquid product is pyrolyzed in the presence of water vapor to produce olefins (ethylene > 40 wt%, propylene > 15 wt%) in high yield. Either the entire liquid fraction (n-alkanes + water) can be pyrolyzed without the need to dry the hydrocarbon fraction, or only the hydrocarbon fraction (n-alkanes). Each of these fractions can also be pyrolyzed in admixture with petroleum hydrocarbon fractions. The gaseous product is treated by fractional distillation together with conventional pyrolysis products. This separation yields hydrogen for hydrogenation, which is an advantage of the process of the invention, and propane, which is used as feed to the pyrolysis reactor. This means that propane, which is produced as a byproduct in the hydrotreating of raw materials from renewable sources of biological origin, is also recovered into ethylene and propylene. The separated hydrogen can be advantageously used in the catalytic hydrotreating of the above-mentioned renewable raw materials into hydrocarbons.
Zpracování směsí uhlovodíkových frakcích, získaných rafinaci surovin z obnovitelných zdrojů, spolu s ropnými frakcemi, především atmosférickým plynovým olejem a hydrokrakátem, vede nejen ke zvýšení výtěžků olefinů, ale i snadnějšímu zpracování těchto frakcí. Důvodem je snížení obsahu aromátů, které jsou obsaženy v ropných frakcích, jejich J smísením s n-alkany valkanické uhlovodíkové' frakci z obnovitelných zdrojů, což je další výhodou způsobu podle tohoto vynálezu. Snížení obsahu aromátů je možné využít dvěma způsoby: 1. zvýšením výtěžku olefinů při zachování energetické náročnosti nebo 2. snížením energetické náročnosti procesu při zachování výtěžku olefinů, např. snížením poměru vodní páry k uhlovodíkové surovině.The treatment of hydrocarbon fractions obtained by refining renewable raw materials together with petroleum fractions, in particular atmospheric gas oil and hydrocrackate, not only leads to an increase in olefin yields, but also facilitates the processing of these fractions. The reason is to reduce the content of aromatics, which are contained in petroleum fractions, J their mixing with n-alkanes valkanické hydrocarbon fractions of renewable energy, which is another advantage of the present invention. Reducing the aroma content can be used in two ways: 1. by increasing the olefin yield while maintaining the energy performance; or 2. by reducing the energy intensity of the process while maintaining the olefin yield, for example by reducing the ratio of water vapor to hydrocarbon feedstock.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Přikladl:Example:
Zpracováním obnovitelné suroviny - řepkového oleje - při teplotě 320 °C a tlaku 7 MPa v přítomnosti katalyzátoru NÍMO/AI2O3 a vodíku byla vyrobena směs, která obsahovala CO, CO2, vodu, methan, propan a směs n-alkanů převážně s 15 až 18 atomy uhlíku v molekule. Při tomto způsobu zpracování nevznikají žádné další odpadní produkty. Přibližné složení směsi shrnuje tabulka 1.Treatment of the renewable raw material - rapeseed oil - at a temperature of 320 ° C and a pressure of 7 MPa in the presence of a NIMO / Al 2 O 3 catalyst and hydrogen produced a mixture containing CO, CO 2, water, methane, propane and a mixture of n-alkanes predominantly 15-18 atoms of carbon in the molecule. No other waste products are produced in this process. The approximate composition of the mixture is summarized in Table 1.
4 4 ♦ 44« • 4 ··4 4 ♦ 43 «• 4 ··
Tabulka 1 - Složení směsi vzniklé katalytickým zpracováním řepkového oleje (% hmotn:)Table 1 - Composition of the mixture resulting from the catalytic treatment of rapeseed oil (wt%)
44· • «45 · • «
Snížením tlaku ve výstupním zásobníku směsi ze 7 MPa na tlak atmosférický bylo dosaženo separace plynné a kapalné fáze. Pyrolýzou směsi obsahující kapalné podíly, zejména n-alkany C15-C18 a vodu, byly získány ve vysokém výtěžku olefiny, zejména ethylen a propylen. Výtěžky produktů pyrolýzy této směsi jsou uvedeny v tabulce 2. Pyrolýza byla provedena při teplotě 810 °C. Zejména výtěžek ethylenu výrazně převyšuje výtěžky získávané při štěpení konvenčních ropných surovin. Pro srovnání je možné uvést, že výtěžek ethylenu při pyrolýze nej typičtější kapalné suroviny, primárního benzinu, se pohybuje v rozmezí 25 až 27 % hmotn.By reducing the pressure in the outlet tank of the mixture from 7 MPa to atmospheric pressure, separation of the gaseous and liquid phases was achieved. By pyrolysis of a mixture containing liquid fractions, in particular C15-C18 n-alkanes and water, olefins, in particular ethylene and propylene, were obtained in high yield. The yields of pyrolysis products of this mixture are shown in Table 2. Pyrolysis was performed at 810 ° C. In particular, the yield of ethylene significantly exceeds the yields obtained by the cracking of conventional petroleum feedstocks. By way of comparison, the yield of ethylene in the pyrolysis of the most typical liquid feedstock, straight-run gasoline, is in the range of 25 to 27% by weight.
Tabulka 2 - Výtěžky produktů pyrolýzy směsi získané katalytickým zpracováním řepkového oleje, resp. primárního benzinu (% hmotn.)Table 2 - Yields of pyrolysis products of the mixture obtained by catalytic treatment of rapeseed oil, respectively. naphtha (% by weight)
Poznámka: BTX je frakce skládající se z Cé-Cg aromátů.Note: BTX is a fraction consisting of C 6 -C 8 aromatics.
Jak je zřejmé z tabulky 2, výtěžky ethylenu a propylénu získané pyrolýzou směsi jsou výrazně vyšší, než v případě pyrolýzy primárního benzinu. Současně došlo i k omezení tvorby nežádoucích odpadních produktů, zejména pyrolýzních olejů. Vodík, který při pyrolýze uhlovodíků vzniká v množství kolem 1 % hmotn., se využije jako surovina při katalytickém zpracování řepkového oleje.As can be seen from Table 2, the yields of ethylene and propylene obtained by pyrolysis of the blend are significantly higher than that of pyrolysis of straight-run gasoline. At the same time, the formation of undesirable waste products, especially pyrolysis oils, was reduced. Hydrogen, which is produced in the amount of about 1% by weight in the pyrolysis of hydrocarbons, is used as a raw material in the catalytic treatment of rapeseed oil.
Příklad 2:Example 2:
Směs vyrobená zpracování obnovitelné suroviny, obsahující především n-alkany Cis-Cis a vodu, jejíž výroba je popsána v příkladu 1, byla přelita do děličky, kde se rozdělila na dvě vrstvy. Spodní vrstva obsahovala vodu a horní, uhlovodíková vrstva obsahovala n-alkanyThe mixture produced by the processing of the renewable raw material, containing mainly C-C 18 n-alkanes and water, the production of which is described in Example 1, was poured into a separator where it was divided into two layers. The lower layer contained water and the upper, hydrocarbon layer contained n-alkanes
Ci5-C]S. Uhlovodíková vrstva byla po oddělení vody podrobena pyrolýze při teplotě 810 °C. Výtěžky produktů pyrolýzy byly shodné s výtěžky uvedenými v tabulce 2, CI5-C] S. After separation of the water, the hydrocarbon layer was pyrolyzed at 810 ° C. The yields of the pyrolysis products were identical to those shown in Table 2,
Příklad 3:Example 3:
Katalytickým zpracováním řepkového oleje, které je popsáno v příkladu i, byl získán i propan, a to ve výtěžku 5 % hmotn. (víz tabulka 1). Tento vedlejší produkt byl pyrolyzován při teplotě 810 °C. Výtěžky získaných produktů jsou uvedeny v tabulce 3. Z výsledků je zřejmé, že i propan poskytuje při pyrolýze vysoké výtěžky olefinů, především ethylenu a propylenu.Catalytic treatment of the rapeseed oil described in Example 1 also yielded propane in a yield of 5% by weight. (see Table 1). This by-product was pyrolyzed at 810 ° C. The yields of the products obtained are shown in Table 3. It is apparent from the results that propane also provides high yields of olefins, in particular ethylene and propylene, during pyrolysis.
Tabulka 3 - Výtěžky produktů pyrolýzy propanu získaného katalytickým zpracováním řepkového oleje (% hmotn.)Table 3 - Yields of pyrolysis products of propane obtained by catalytic treatment of rapeseed oil (% by weight)
Příklad 4;Example 4;
Uhlovodíková frakce obsahující n-alkany, která byla připravena postupem popsaným v příkladu 1, byla smíchána s jednou ze standardních surovin pro pyrolýzu - vakuovým zbytkem z procesu hydrokrakování vakuového destilátu (hydrokrakát, HCVD), a to v objemovém poměru 1 :9, Takto připravená směs byla pyrolyzována při 810 °C. Získané výtěžky jednotlivých produktů jsou uvedeny v tabulce 4 spolu s výtěžky produktů získaných při pyrolýze samotného HCVD provedené za stejných podmínek. Z tabulky 4 vyplývá, že přídavkem uhlovodíkové frakce vyrobené podle příkladu 1 k vakuovému zbytku z hydrokrakování vakuového destilátu se výrazně zvýší výtěžek ethylenu a propylenu. Zvýšení výtěžku těchto olefinů je větší než by odpovídalo pouhému aditivnímu nárůstu. Výhodou přídavku uhlovodíkové frakce vyrobené podle příkladu 1 k HCVD je i skutečnost, že dojde ke snížení obsahu aromátů ve výsledné směsi a tím i ke snížení tvorby koksu při její pyrolýze.The hydrocarbon fraction containing n-alkanes, prepared as described in Example 1, was mixed with one of the standard pyrolysis feedstocks - a vacuum residue from the vacuum distillate hydrocracking process (hydrocrackate, HCVD) in a 1: 9 by volume ratio. the mixture was pyrolyzed at 810 ° C. The yields of the individual products obtained are shown in Table 4 together with the yields of the products obtained by pyrolysis of HCVD alone carried out under the same conditions. It can be seen from Table 4 that the addition of the hydrocarbon fraction produced according to Example 1 to the vacuum residue from the hydrocracking of the vacuum distillate greatly increases the yield of ethylene and propylene. The increase in yield of these olefins is greater than would correspond to a mere additive increase. The addition of the hydrocarbon fraction produced according to Example 1 to HCVD also has the advantage of reducing the aromatic content of the resulting mixture and thereby reducing the formation of coke by pyrolysis.
Tabulka4-Výtěžky produktů pyrolýzy hydrokrakátu (HCVD) a směsi HCVD s kapalnou uhlovodíkovou frakcí (9 :1 obj.) získanou katalytickým zpracováním řepkového oleje (% hmotn.)Table 4-Yields of hydrocrackate pyrolysis products (HCVD) and HCVD with a liquid hydrocarbon fraction (9: 1 by volume) obtained by catalytic treatment of rapeseed oil (% by weight)
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Vynález je průmyslově využitelný při výrobě alkanických frakcí z obnovitelných zdrojů a jejich následné pyrolýze na olefiny, především ethylen a propylen.The invention is industrially applicable in the production of alkane fractions from renewable sources and their subsequent pyrolysis to olefins, in particular ethylene and propylene.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20070374A CZ302708B6 (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Process for preparing mixture of ethylene and propylene from renewable resources |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20070374A CZ302708B6 (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Process for preparing mixture of ethylene and propylene from renewable resources |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ2007374A3 true CZ2007374A3 (en) | 2008-12-10 |
CZ302708B6 CZ302708B6 (en) | 2011-09-14 |
Family
ID=40097186
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ20070374A CZ302708B6 (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Process for preparing mixture of ethylene and propylene from renewable resources |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ302708B6 (en) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2265640C1 (en) * | 2004-08-09 | 2005-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Томскнефтехим" (ООО "Томскнефтехим") | Method of production of unsaturated hydrocarbons |
RU2265641C1 (en) * | 2004-08-10 | 2005-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Томскнефтехим" (ООО "Томскнефтехим") | Method of production of lower olefins |
-
2007
- 2007-05-30 CZ CZ20070374A patent/CZ302708B6/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ302708B6 (en) | 2011-09-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8592638B2 (en) | Process for the preparation of light fuels | |
AU2009320371B2 (en) | Method for producing cyclic organic compounds from crop oils | |
EP1396531B1 (en) | Process for producing a hydrocarbon component of biological origin | |
JP5506791B2 (en) | Method for producing biological hydrocarbons | |
US8513476B2 (en) | Process for producing light olefins from a feed containing triglycerides | |
AU2017216346A1 (en) | Chemicals and fuel blendstocks by a catalytic fast pyrolysis process | |
DK2719746T3 (en) | Process for the production of fuel from biological oil and fat | |
JP2011526640A5 (en) | ||
RU2549571C2 (en) | Method of obtaining alkane and aromatic hydrocarbons | |
JP2024542451A (en) | Production of renewable jet from catalytic pyrolysis feedstocks. | |
CZ2007374A3 (en) | Process for preparing olefins from renewable resources | |
KR20230098188A (en) | Process for producing a cracked product fraction containing propylene, C4 olefins or both | |
US9273252B2 (en) | Production of aromatics from noncatalytically cracked fatty acid based oils | |
FI130374B (en) | A method for producing renewable C3 hydrocarbons and renewable aromatic hydrocarbons | |
US20240217899A1 (en) | Process for producing renewable product streams | |
CN110088250B (en) | Production of fuel compositions | |
JP2024542450A (en) | Renewable diesel production from catalytic pyrolysis feedstocks |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20130530 |