CZ302708B6 - Process for preparing mixture of ethylene and propylene from renewable resources - Google Patents

Process for preparing mixture of ethylene and propylene from renewable resources Download PDF

Info

Publication number
CZ302708B6
CZ302708B6 CZ20070374A CZ2007374A CZ302708B6 CZ 302708 B6 CZ302708 B6 CZ 302708B6 CZ 20070374 A CZ20070374 A CZ 20070374A CZ 2007374 A CZ2007374 A CZ 2007374A CZ 302708 B6 CZ302708 B6 CZ 302708B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
ethylene
mixture
propylene
pyrolysis
weight
Prior art date
Application number
CZ20070374A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ2007374A3 (en
Inventor
Kolena@Jirí
Kubicka@David
Lederer@Jaromír
Šebor@Gustav
Original Assignee
Výzkumný ústav anorganické chemie, a. s.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Výzkumný ústav anorganické chemie, a. s. filed Critical Výzkumný ústav anorganické chemie, a. s.
Priority to CZ20070374A priority Critical patent/CZ302708B6/en
Publication of CZ2007374A3 publication Critical patent/CZ2007374A3/en
Publication of CZ302708B6 publication Critical patent/CZ302708B6/en

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/40Ethylene production

Abstract

The present invention makes it possible to prepare a mixture of ethylene and propylene by catalytic transformation of renewable raw materials onto a mixture of n-alkanes that are further subjected to pyrolysis in the presence of steam to a mixture containing at least 47 percent by weight of ethylene and at least 16 percent by weight of propylene. The renewable resources are represented by vegetable oils and vegetable fats even used oils and fats. The preparation process of the present invention is characterized in that at least one renewable raw material is transformed by catalysis in the presence of hydrogen to a mixture of gaseous and liquid hydrocarbons, water, CO and COi2. Subsequently, pyrolysis thereof takes place in the presence of steam to a mixture containing at least 47 percent by weight of ethylene and at least 16 percent by weight of propylene. Preferred is the preparation process if 1 to 99 percent by weight of crude oil materials, characterized by hydrocarbon composition and boiling point within the range of 100 to 580 degC are added to the gaseous and liquid hydrocarbons, and further a process in which hydrogen formed during pyrolysis is used for catalytic transformation of the renewable raw materials.

Description

Způsob výroby směsi ethylenu a propylenu z obnovitelných zdrojůProcess for producing a mixture of ethylene and propylene from renewable sources

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká způsobu výroby směsi ethylenu a propylenu z obnovitelných zdrojů, zejména z biomasy.The invention relates to a process for the production of a mixture of ethylene and propylene from renewable sources, in particular biomass.

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, zejména ethylenu a propylenu, 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, especially ethylene and propylene, has not yet been described from these sources.

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. fatty acid triglycerides, which are characterized by long chains with a hydrocarbon structure with a high atomic H / C ratio.

Ethylen se doposud vyrábí výhradně pyrolýzou ropných uhlovodíkových reakcí 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 reactions 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. The hydrocarbon fractions with a high atomic H / C ratio are considered to be the optimum feedstock for the production of ethylene. Liquefied gases and naphtha best meet this requirement. The use of atmospheric gas oil or hydrocracking vacuum residue is forced by the lack of more advantageous lighter raw materials.

Nej výhodnější 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 í 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 in addition provide relatively high yields 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, pri 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. The process consists of two basic steps: first, hydrodeoxygenation is performed to remove the oxygen present in the raw materials of biological origin, 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 ajejich 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 fuel compositions for compression ignition 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 triglyceridu mastných kyselin za použití katalyzátoru, kterým je zeolit Y ve směsi s AUCfi, CoMo na AfiCT nebo NiMo na AfCfi, popisuje patent DE 3340711 Al. Produktem jsou parafin ické 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 nalkanů (< 60 %) a ve vysoké spotřebě vodíku, který pochází výhradně z externího zdroje.Catalytic cleavage of fatty acid triglyceride using a catalyst which is zeolite Y in admixture with AUCfi, CoMo on AfiCT or NiMo on AfCfi is described in DE 3340711 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 nalkanes (<60%) and the high consumption of hydrogen, which comes exclusively from an external source.

Patent EP 14891 57 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 patentuje využitelná jako palivo nebo pohonná hmota anebo k výrobě chemikálií. Nevýhodou tohoto postupu je, že vyžaduje externí zdroj vodíku a že produktem je komplexní směs produktů, která musí být dále čištěna a separována ze které nelze získat ethylen a propylen ve vysokém výtěžku.EP 14891 57 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 usable as a fuel or fuel or for the production of chemicals. The disadvantage of this process is that it requires an external source of hydrogen and that the product is a complex mixture of products which must be further purified and separated from which ethylene and propylene cannot be obtained in high yield.

Pyrolýzu (štěpení uhlovodíků v přítomnosti vodní páry) hyd rogen ováných a hydrogenačně rafinovaných ropných uhlovodíkových frakcí, které neobsahují simé a dusíkaté sloučeniny, popisuje patent US 6210561. Hydrogenaění rafinací je snížen obsah S pod 100 ppm (parts per milion) aN 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 procesuje, že surovina použitá pro výrobu olefinů pochází z fosilního neobnovitelného uhlíkatého zdroje a že výtěžky ethylenu jsou nízké, typicky < 30 %.Pyrolysis (cleavage of hydrocarbons in the presence of water vapor) of hydrotreated and hydrotreated petroleum hydrocarbon fractions that do not contain simes and nitrogen compounds is described in U.S. Pat. No. 6,210,561. Hydrogenation by refining is reduced to 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. A disadvantage of this process is that the feedstock used to produce olefins comes from a fossil non-renewable carbon source and that ethylene yields are low, typically <30%.

Pyrolýzu n-a)kanů za účelem výroby ethylenu popisuje patent US 6407301. Surovinou jsou uhlovodíky C5 až Cit, z nichž je adsorpci 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 a nutnost separovat n-alkany z komplexních směsí.Pyrolysis) kan to produce ethylene disclosed in U.S. Patent 6,407,301th raw material hydrocarbons are C 5 to C it, one of which is the adsorption of the isolated fraction with a high content of n-alkanes. Adsorption separation is reported as a preferred method for isolating n-alkanes from mixtures with other hydrocarbons. In this case too, the disadvantage is that ethylene is obtained by cleaving the raw material of fossil origin and the need to separate n-alkanes from complex mixtures.

Uvedené nedostatky alespoň zčásti odstraňuje způsob výroby směsi ethylenu a propylenu z obnovitelných zdrojů podle vynálezu.Said drawbacks are at least partially overcome by the process for producing the ethylene / propylene mixture from the renewable sources of the invention.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Způsob výroby směsi ethylenu a propylenu z obnovitelných zdrojů, charakterizovaný tím, že se nejméně jedna obnovitelná surovina vybraná ze skupiny zahrnující rostlinné oleje a rostlinné tuky, a to i upotřebené, působením katalyzátoru obsahujícího alespoň jednu látku vybranou ze skupiny zahrnující Ni, Mo, Co a W katalyticky přemění v přítomnosti vodíku na směs plynných a kapalných uhlovodíků, vody, CO a CO2 a pak se pyrolyzuje v přítomnosti vodní páry na směs obsahující minimálně 47 % hmotn. ethylenu a minimálně 16 % hmotn. propylenu.A process for producing a mixture of ethylene and propylene from renewable sources, characterized in that at least one renewable raw material selected from the group consisting of vegetable oils and vegetable fats, even spent, is treated by a catalyst comprising at least one substance selected from Ni, Mo, Co and W 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 a mixture containing at least 47 wt. % of ethylene and at least 16 wt. propylene.

Výhodný způsob výroby směsi ethylenu a propylenu z obnovitelných zdrojů, charakterizovaný tím, že se ke směsi plynných a kapalných uhlovodíků přidá l až 99 % hmotn. ropných surovin s bodem varu v rozmezí 100 až 580 °C a uhlovodíkovým složenímA preferred process for the production of a mixture of ethylene and propylene from renewable sources, characterized in that from 1 to 99% by weight of a mixture of gaseous and liquid hydrocarbons is added. petroleum feedstocks boiling in the range of 100 to 580 ° C and having a hydrocarbon composition

Složka Component Koncentrace (% hmotn.) Concentration (% w / w) n-Alkany + iso-Alkany n-Alkanes + iso-Alkanes 50 až 75 50 to 75 Olefíny Olefins 0 až 5 0 to 5 Nafteny Naphthenes 15 až 35 15 to 35 Aromáty Aromatics 5 až 20 5 to 20

Poznámka: BTX je frakce sestávající z Có až Cg aromátů.Note: BTX is a fraction consisting of C 6 to C 8 aromatics.

Další výhodný způsob výroby směsi ethylenu a propylenu z obnovitelných zdrojů, charakterizovaný tím, že se vodík vznikající při pyrolýze využívá pro katalytickou přeměnu.Another preferred method for producing a mixture of ethylene and propylene from renewable sources, characterized in that the hydrogen produced by pyrolysis is used for catalytic conversion.

Vynález řeší výrobu směsi ethylenu a propylenu z biomasy. Výroba podle tohoto vynálezu zahrnuje katalytickou přeměnu (tj, transformaci v přítomnosti katalyzátoru, který obsahuje alespoň jednu látku vybranou ze skupiny zahrnující Ni, Mo, Co a W) surovin z obnovitelných zdrojů obsahujících tri acyl gly ceridy, nej výhodněji pak rostlinné oleje a tuky včetně rostlinných t5 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 a mixture of ethylene and propylene from biomass. The production of the present invention comprises catalytic conversion (ie, transformation in the presence of a catalyst comprising at least one selected from the group consisting of Ni, Mo, Co and W) of renewable raw materials containing tri acyl glycerides, most preferably vegetable oils and fats including vegetable t5 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 - 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 otápét 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 ajejich vzájemné kombinace. Tyto aktivní složky jsou naneseny na nosiči, aby bylo dosaženo jejich dobré disperze. Jako nosič se použije alumina (AbO?) nebo aluminosilikáty, a to buď amorfní anebo zeolity či mesoporézní molekulová síta. Zatíženi katalyzátoru je charakterizováno pomocí WHSV (weight hourly space velocity) 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 their combinations. These active ingredients are deposited on a carrier to achieve good dispersion. Alumina (AbO2) or aluminosilicates, either amorphous or zeolites or mesoporous molecular sieves, are used as the carrier. The catalyst load is characterized by a weight hourly space velocity (WHSV) 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 .

Produkty se po ochlazení snadno rozdělí na kapalnou fázi, obsahující n-alkany a vodu, a plynnou fázi, jejímž 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 směsi ethylenu a propylenu (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 hydrogenací, 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, CO 2 , CH 4 and hydrogen. The liquid product is pyrolyzed in the presence of water vapor to produce a high yield of a mixture of ethylene and propylene (ethylene > 40 wt%, propylene > 15 wt%). 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 subjected to fractional distillation together with conventional pyrolysis products. In this separation, hydrogen is obtained for hydrogenation, which is an advantage of the process according to the invention, and propane, which is used as feed to the pyrolysis reactor. This means that propane, which is produced as a by-product of the hydrotreating of raw materials from renewable sources of biological origin, is also recovered to ethylene and propylene. The separated hydrogen can advantageously be used in the catalytic hydrogenation treatment of the above-mentioned renewable raw materials into hydrocarbons.

Zpracování směsí uhlovodíkových frakcí, získaných rafínací surovin z obnovitelných zdrojů, spolu s ropnými frakcemi, především atmosférickým plynovým olejem a hydrokrakátem, vede nejen ke zvýšení výtěžku směsi ethylenu a propylenu, ale i snadnějšímu zpracování těchto frakcí.The treatment of mixtures of hydrocarbon fractions, recovered refinery feedstocks, together with petroleum fractions, in particular atmospheric gas oil and hydrocrackate, not only increases the yield of the ethylene / propylene mixture, but also facilitates the processing of these fractions.

Důvodem je snížení obsahu aromátů, které jsou obsaženy v ropných frakcích, jejich smísenímThe reason is to reduce the aromatics content of the oil fractions by mixing them

- j CZ 302708 B6 s n-alkany vulkanické uhlovodíkové frakci z obnovitelných zdrojů, což je další výhodou způsobu podle tohoto vynálezu. Snížení obsahu aromátů jc možné využít dvěma způsoby; 1. zvýšením výtěžku směsí ethylenu a propylenu při zachování energetické náročnosti nebo 2. snížením energetické náročnosti procesu pří zachování výtěžku směsi ethylenu a propylenu, např. snížením poměru vodní páry k uhlovodíkové surovině.with the n-alkanes of the volcanic hydrocarbon fraction from renewable sources, which is another advantage of the process according to the invention. There are two ways to reduce aromatics. 1. increasing the yield of ethylene and propylene mixtures while maintaining energy performance; or 2. reducing the energy performance of the process while maintaining the yield of the ethylene and propylene mixture, eg by reducing the ratio of water vapor to hydrocarbon feedstock.

Příklady provedení vynálezu ioDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 10

Příklad 1Example 1

Zpracováním obnovitelné suroviny - řepkového oleje - pri teplotě 320 °C a tlaku 7 MPa v přítomnosti katalyzátoru NiMo/AUíh a vodíku byla vyrobena směs, která obsahovala CO. CO?, iš vodu, methan, propan a směs n-alkanů převážně s 1 5 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 / NH 4 catalyst and hydrogen produced a mixture containing CO. WHAT ? water, methane, propane and a mixture of n-alkanes predominantly having from 15 to 18 carbon atoms in the molecule. No other waste products are produced in this process. The approximate composition of the mixture is summarized in Table 1.

fabulka 1 - Složení směsi vzniklé katalytickým zpracováním řepkového oleje (% hmotn.)1 - Composition of the mixture resulting from the catalytic processing of rapeseed oil (% by weight)

Složení směsi Composition of the mixture Obsah Content n-alkany n-alkanes 85 85 propan propane 5 5 CO. CO2, methan WHAT. CO2, methane 7 7 voda water 6 6

Snížením tlaku ve výstupním zásobníku směsi ze 7 MPa na tlak atmosférický bylo dosaženo 25 separace plynné a kapalné fáze. Pyrolýzou směsi obsahující kapalné podíly, zejména n-alkanyBy reducing the pressure in the outlet tank of the mixture from 7 MPa to atmospheric pressure, 25 gaseous and liquid phase separations were achieved. Pyrolysis of a mixture containing liquid fractions, especially n-alkanes

C|?-Cis 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 nejtypičtější o kapalné suroviny, primárního benzinu, se pohybuje v rozmezí 25 až 27 % hmotn.C | ? -Cis and water were obtained in high yield by olefins, especially ethylene and propylene. 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 cleavage of conventional petroleum feedstocks. By way of comparison, the yield of ethylene in the pyrolysis of the most typical of the liquid feedstock, the primary gasoline, is in the range of 25 to 27% by weight.

fabulka 2 - Výtěžky produktů pyrolýzy směsi získané katalytickým zpracováním řepkového oleje, resp. primárního benzinu (% hmotn.)2 - Yields of pyrolysis products of the mixture obtained by catalytic treatment of rapeseed oil, resp. naphtha (% by weight)

Produkt Product Směs Mixture Primární benzín Primary gasoline Ethylen Ethylene 48,3 48.3 26,1 26.1 Propylen Propylene 17,4 17.4 15,0 15.0 Butadien Butadiene 5,6 5.6 6,8 6.8 BTX BTX 1,3 1.3 10,6 10.6 Ostatní Other 21,9 21.9 35,7 35.7 Oleje Oils 5,5 5.5 5,8 5.8

Poznámka: BTX je frakce sestávající z C6 až C^ aromátů.Note: BTX is a fraction consisting of C 6 to C 6 aromatics.

Jak je zřejmé z tabulky 2, výtěžky ethylenu a propylenu získané pyrolýzou směsi jsou výrazně vyšší než v případě pyrolýzy normálního benzinu. Současně došlo i k omezení tvorby nežádoucích odpadních produktů, zejména pyrolýzních olejů. Vodík, který při pyrolýze uhlovodíkůAs can be seen in Table 2, the yields of ethylene and propylene obtained by pyrolysis of the blend are significantly higher than those of the normal gasoline pyrolysis. At the same time, the formation of undesirable waste products, especially pyrolysis oils, was reduced. Hydrogen, which during the pyrolysis of hydrocarbons

-4CZ 302708 B6 vzniká v množství kolem 1 % hmotn,, se využije jako surovina při katalytickém zpracování řepkového oleje.The amount of about 1% by weight is used as a raw material in the catalytic treatment of rapeseed oil.

Příklad 2Example 2

Směs vyrobená zpracováním obnovitelné suroviny, obsahující především n-alkany C|5-C!8 a vodu, jejíž výroba je popsána v příkladu 1, byla přelita do děliěky, kde se rozdělila na dvě vrstvy. Spodní vrstva obsahovala vodu a horní, uhlovodíková vrstva obsahovala n-alkany io C|5-Cig. Uhlovodíková vrstva byla po oddělení vody podrobena pyrolýze při teplotě 810 °C.Mixture produced by processing a renewable raw material, containing mainly C1-alkanes C 5 to 8, and water, whose preparation is described in Example 1 was poured into děliěky where it separated into two layers. The lower layer contained water and the upper, hydrocarbon layer contained n-alkanes and C 10 5 -Cig. After separation of the water, the hydrocarbon layer was pyrolyzed at 810 ° C.

Výtěžky produktů pyrolýzy byly shodné s výtěžky uvedenými v tabulce 2.The yields of the pyrolysis products were identical to those shown in Table 2.

Příklad 3Example 3

Katalytickým zpracováním řepkového oleje, které je popsáno v příkladu 1, byl získán i propan, a to ve výtěžku 5 % hmotn. (viz 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.The 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)

Produkt Product Výtěžek Yield Ethylen Ethylene 43,7 43.7 Propylen Propylene 21,2 21.2 Butadien Butadiene 4,1 4.1 BTX BTX 4,8 4.8 Ostatní Other 26,1 26.1 Oleje Oils 0,1 0.1

Příklad 4Example 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. Tabulka 4 uvádí složení použitého vakuového zbytku z procesu hydrokrakování vakuového destilátu.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. shows the composition of the vacuum residue used from the vacuum distillate hydrocracking process.

Tabulka 4 - Složení vakuového zbytku z procesu hydrokrakování vakuového destilátuTable 4 - Composition of the vacuum residue from the vacuum distillate hydrocracking process

Složka Component Koncentrace (% hmotn.) Concentration (% w / w) n-Alkany + iso-Alkany n-Alkanes + iso-Alkanes 71,7 71.7 Nafteny Naphthenes 19,3 19.3 Aromáty Aromatics 9,0 9.0

Takto připravená směs byla pyrolyzována při teplotě 810 °C. Získané výtěžky jednotlivých produktů jsou uvedeny v následující tabulce spolu s výtěžky produktů získaných pri pyrolýze samotného HCVD provedené za stejných podmínek. Z této tabulky vyplývá, že přídavkem uhlovodíCZ 302708 B6 kové frakce vyrobené podle příkladu 1 k vakuovému zbytku z hydrokrakování vakuového destilátu se výrazně zvýši výtěžek ethylenu a propylenu. Výhodou přídavku uhlovodíkové frakce vyrobené podle příkladu 1 k IICVD je i skutečnost, že dojde ke snížení obsahu aromátu ve výsledné směsi a tím i ke snížení tvorby koksu při její pyrolýze.The mixture thus prepared was pyrolyzed at 810 ° C. The yields of the individual products obtained are shown in the following table together with the yields of the products obtained by pyrolysis of HCVD alone carried out under the same conditions. This table shows that by adding the hydrocarbon fraction produced according to Example 1 to the vacuum residue from the hydrocracking of the vacuum distillate, the yield of ethylene and propylene is greatly increased. The addition of the hydrocarbon fraction produced according to Example 1 to IICVD also has the advantage of reducing the aroma content of the resulting mixture and thereby reducing the formation of coke during pyrolysis.

l abulka - Výtěžky produktů pyrolýzy hydrokrakátu (IICVD) a směsi IICVD s kapalnou uhlovodíkovou frakcí (9 : I obj.) získanou katalytickým zpracováním řepkového oleje (% hmotu.)l abulka - Yields of hydrocrackate pyrolysis products (IICVD) and IICVD mixtures with a liquid hydrocarbon fraction (9: 1 vol.) obtained by catalytic treatment of rapeseed oil (% by mass.)

Produkt Product HCVD HCVD Sntěs HCVD s n-alkany HCVD with n-alkanes Ethylen Ethylene 28,2 28.2 35,2 35.2 Propylen Propylene 14,5 14.5 15,8 15.8 Butadien Butadiene 7,3 7.3 6,6 6.6 BTX BTX 8,3 8.3 6,4 6.4 Ostatní Other 28,1 28.1 26,1 26.1 Oleje Oils 13,6 13.6 9,9 9.9

Průmyslová využitelnost is Vynález je průmyslové využitelný při výrobě alkantckých frakcí z obnovitelných zdrojů a jejich následné pyrolýze na olefiny, především ethylen a propy len.INDUSTRIAL APPLICABILITY The invention is industrially applicable in the production of alkantic fractions from renewable sources and their subsequent pyrolysis to olefins, in particular ethylene and propylene.

Claims (3)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Způsob výroby směsi ethylenu a propylenu z obnovitelných zdrojů, vyznačující se 25 tím, že se nejméně jedna obnovitelná surovina vybraná ze skupiny zahrnující rostlinné oleje a rostlinné tuky, a to i upotřebené, působením katalyzátoru obsahujícího alespoň jednu látku vybranou ze skupiny zahrnující Ni, Mo, Co a W katalyticky přemění v přítomnosti vodíku na směs plynných a kapalných uhlovodíků, vody, CO a CCh a pak se pyrolyzuje v přítomnosti vodní páry na směs obsahující minimálně 47 % hmotn. ethylenu a minimálně 16 % hmotn. propylenu.CLAIMS 1. A process for the production of a mixture of ethylene and propylene from renewable sources, characterized in that at least one renewable raw material is selected from the group consisting of vegetable oils and vegetable fats, even spent, by the action of a catalyst comprising at least one substance selected from Ni. Mo, Co and W are catalytically converted in the presence of hydrogen to a mixture of gaseous and liquid hydrocarbons, water, CO and CH 2 and then pyrolyzed in the presence of water vapor to a mixture containing at least 47 wt. % of ethylene and at least 16 wt. propylene. 2, Způsob výroby podle nároku 1, vyznačující se tím, že se ke směsi plynných a kapalných uhlovodíků přidá 1 až 99 % hmotn. ropných surovin s bodem varu v rozmezí 100 až 580 °C a uhlovodíkovým složením2. A process according to claim 1, wherein from 1 to 99% by weight of a mixture of gaseous and liquid hydrocarbons is added. petroleum feedstocks boiling in the range of 100 to 580 ° C and having a hydrocarbon composition Složka Component Koncentrace (% hmotn.) Concentration (% w / w) n-Alkany + iso-Alkany n-Alkanes + iso-Alkanes 50 až 75 50 to 75 Olefiny Olefins 0 až 5 0 to 5 Nafteny Naphthenes 15 až 35 15 to 35 Aromáty Aromatics 5 až 20 5 to 20
3. Způsob výroby podle nároku I nebo 2. v y z n a č u j í c í se t í m , že se vodík vznikající při pyrolýze využívá pro katalytickou přeměnu.Process according to claim 1 or 2, characterized in that the hydrogen produced by pyrolysis is used for catalytic conversion.
CZ20070374A 2007-05-30 2007-05-30 Process for preparing mixture of ethylene and propylene from renewable resources CZ302708B6 (en)

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 CZ2007374A3 (en) 2008-12-10
CZ302708B6 true 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)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2004124411A (en) * 2004-08-10 2006-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Томскнефтехим" (ООО "Томскнефтехим") (RU) METHOD FOR PRODUCING LOWER OLEFINS
RU2004124290A (en) * 2004-08-09 2006-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Томскнефтехим" (ООО "Томскнефтехим") (RU) METHOD FOR PRODUCING UNCERTAIN HYDROCARBONS

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2004124290A (en) * 2004-08-09 2006-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Томскнефтехим" (ООО "Томскнефтехим") (RU) METHOD FOR PRODUCING UNCERTAIN HYDROCARBONS
RU2004124411A (en) * 2004-08-10 2006-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Томскнефтехим" (ООО "Томскнефтехим") (RU) METHOD FOR PRODUCING LOWER OLEFINS

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Bioresource Technology 98 (2007) s. 2351-2368 (zverejneno on-line 12.12.2006) (s. 2352 kap. 2.3. as. 2362 kap. 4.3) *
S. Matar, L.F. Hatch, Chemictry of Petrochemical Processes (2nd Ed.) 2001 s. 91, Butterworth-Heinemann, Woburn MA ISBN 0-88415-315-0 *
Sbornik konference Aprochem 2007, 16.-18.4.2007, Milovy s. 1316 a× 1323 *
Sbornik konference Aprochem 2007, 16-18.4.2007 Milovy s. 1149 a× 1155 *

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2007374A3 (en) 2008-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2009320371B2 (en) Method for producing cyclic organic compounds from crop oils
US7928273B2 (en) Process for producing a renewable fuel in the gasoline or jet fuel range
RU2394872C2 (en) Method of producing hydrocarbons
EP1396531B1 (en) Process for producing a hydrocarbon component of biological origin
US20110015459A1 (en) Process for the preparation of light fuels
AU2017216346A1 (en) Chemicals and fuel blendstocks by a catalytic fast pyrolysis process
US8513476B2 (en) Process for producing light olefins from a feed containing triglycerides
JP2017537174A (en) Method for producing high value-added chemicals from biologically produced materials
KR20100075841A (en) Energy efficient process to produce biologically based fuels
JP2020090660A (en) Method for producing bio jet fuel
RU2549571C2 (en) Method of obtaining alkane and aromatic hydrocarbons
WO2014003906A1 (en) Use of n-paraffin adsorption to increase selectivity and yield of synthetic distillate fuel
CZ302708B6 (en) Process for preparing mixture of ethylene and propylene from renewable resources
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
KR20230098188A (en) Process for producing a cracked product fraction containing propylene, C4 olefins or both
Yotsomnuk et al. production of biofuel by hydroconversion of waste virgin coconut oil over HZSM-5 zeolite
KR20240027584A (en) Methods and supplies for producing ethylene
BR102018001032A2 (en) FORMULATION OF THE PROCESS FOR PRODUCTION OF RENEWABLE LIGHT, AROMATIC AND GASOLINE OLEFINS, BY SECOND GENERATION BIODIESEL.
PL229713B1 (en) Method for producing hydrocarbon biocomponent of diesel fuel with increased density
WO2013029663A1 (en) Method for hydroisomerising renewable hydrocarbons

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20130530