EA013998B1 - Способ производства углеводородов фракции дизельного топлива - Google Patents

Способ производства углеводородов фракции дизельного топлива Download PDF

Info

Publication number
EA013998B1
EA013998B1 EA200800242A EA200800242A EA013998B1 EA 013998 B1 EA013998 B1 EA 013998B1 EA 200800242 A EA200800242 A EA 200800242A EA 200800242 A EA200800242 A EA 200800242A EA 013998 B1 EA013998 B1 EA 013998B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
oil
catalyst
hydrotreating
raw materials
fatty acids
Prior art date
Application number
EA200800242A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200800242A1 (ru
Inventor
Юкка Мюллюойя
Пекка Аальто
Пекка Саволайнен
Вели-Матти Пурола
Вилле Алопаэус
Йохан Гренквист
Original Assignee
Несте Ойл Ойй
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
Priority claimed from EP05014428.6A external-priority patent/EP1741768B2/en
Application filed by Несте Ойл Ойй filed Critical Несте Ойл Ойй
Publication of EA200800242A1 publication Critical patent/EA200800242A1/ru
Publication of EA013998B1 publication Critical patent/EA013998B1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G3/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G3/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • C10G3/42Catalytic treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G3/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • C10G3/42Catalytic treatment
    • C10G3/44Catalytic treatment characterised by the catalyst used
    • C10G3/45Catalytic treatment characterised by the catalyst used containing iron group metals or compounds thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G3/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • C10G3/42Catalytic treatment
    • C10G3/44Catalytic treatment characterised by the catalyst used
    • C10G3/45Catalytic treatment characterised by the catalyst used containing iron group metals or compounds thereof
    • C10G3/46Catalytic treatment characterised by the catalyst used containing iron group metals or compounds thereof in combination with chromium, molybdenum, tungsten metals or compounds thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G3/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • C10G3/42Catalytic treatment
    • C10G3/44Catalytic treatment characterised by the catalyst used
    • C10G3/47Catalytic treatment characterised by the catalyst used containing platinum group metals or compounds thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G3/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • C10G3/42Catalytic treatment
    • C10G3/44Catalytic treatment characterised by the catalyst used
    • C10G3/48Catalytic treatment characterised by the catalyst used further characterised by the catalyst support
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G3/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • C10G3/50Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids in the presence of hydrogen, hydrogen donors or hydrogen generating compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G45/00Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
    • C10G45/02Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G45/00Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
    • C10G45/58Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to change the structural skeleton of some of the hydrocarbon content without cracking the other hydrocarbons present, e.g. lowering pour point; Selective hydrocracking of normal paraffins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G65/00Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only
    • C10G65/02Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only
    • C10G65/04Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only including only refining steps
    • C10G65/043Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only including only refining steps at least one step being a change in the structural skeleton
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/04Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons
    • C10L1/08Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons for compression ignition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10Feedstock materials
    • C10G2300/1011Biomass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10Feedstock materials
    • C10G2300/1011Biomass
    • C10G2300/1014Biomass of vegetal origin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10Feedstock materials
    • C10G2300/1011Biomass
    • C10G2300/1018Biomass of animal origin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/20Characteristics of the feedstock or the products
    • C10G2300/201Impurities
    • C10G2300/202Heteroatoms content, i.e. S, N, O, P
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/20Characteristics of the feedstock or the products
    • C10G2300/201Impurities
    • C10G2300/205Metal content
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/40Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
    • C10G2300/4006Temperature
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/40Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
    • C10G2300/4081Recycling aspects
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/80Additives
    • C10G2300/802Diluents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2400/00Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
    • C10G2400/04Diesel oil
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение касается способа производства углеводородов фракции дизельного топлива, в котором сырье подвергается гидроочистке на стадии гидроочистки и изомеризации на стадии изомеризации, и сырье, включающее свежее сырье, содержащее более чем 5 вес.% свободных жирных кислот и по меньшей мере один разбавитель, подвергается гидроочистке при температуре реакции 200-400°С в реакторе гидроочистки в присутствии катализатора, и отношение разбавителя к свежему сырью составляет 5-30:1.

Description

Изобретение касается усовершенствованного способа производства углеводородов, особенно углеводородов фракции дизельного топлива, из масел и жиров биологического происхождения, в котором сокращено образование соединений с более высокой молекулярной массой. Изобретение также касается обработки исходного сырья, содержащего свободные жирные кислоты, с использованием высокого отношения рециркулирующего продукта к свежему маслу при пониженных реакционных температурах.
Область применения изобретения
Интересы охраны окружающей среды и растущая потребность в дизельном топливе, особенно в Европе, стимулируют производителей топлива к более интенсивному использованию доступных возобновляемых источников. В производстве дизельного топлива, основанном на биологических сырьевых материалах, основной интерес сконцентрировался на растительных маслах и животных жирах, включающих триглицериды жирных кислот. Длинные, линейные и по большей части насыщенные углеводородные цепи жирных кислот химически соответствуют углеводородам, присутствующим в дизельных топливах. Однако растительные масла в натуральном виде проявляют худшие свойства, особенно чрезмерную вязкость и плохую стабильность и поэтому их применение в моторных топливах ограничено.
Традиционные подходы к преобразованию растительных масел или других производных жирных кислот в жидкие топлива включают среди прочих трансэтерификацию, каталитическую гидроочистку, гидрокрекинг, каталитический крекинг без водорода и термический крекинг. Как правило, триглицериды, составляющие основной компонент растительных масел, преобразуются в соответствующие сложные эфиры путем реакции трансэтерификации со спиртом в присутствии катализаторов. Полученный продукт представляет собой сложный алкиловый эфир жирной кислоты, чаще всего метиловый эфир жирной кислоты (ЕАМЕ). Однако плохие низкотемпературные свойства ЕЛМЕ ограничивают его более широкое применение в регионах с холодными климатическими условиями. Вышеназванные свойства являются результатом линейноцепочечной природы молекулы ЕАМЕ, и тем самым требуются двойные связи, чтобы создать однородные приемлемые характеристики хладотекучести. Углерод-углеродные двойные связи и сложноэфирные группы, однако, снижают стабильность сложных эфиров жирных кислот, что является главным недостатком технологии трансэтерификации. Далее К. Шмидт и Дж.В. Герпен (δοϊιιηίάΐ. К., Оегреи, ТУ., 8АЕ (8оеДе1у о£ Аи1отойуе Еидшеегз, Общество инженеров автомобильной промышленности), статья 961086), сообщают, что присутствие кислорода в сложных эфирах приводит к нежелательным и повышенным выбросам NΟX по сравнению с обычными дизельными топливами.
Нежелательный кислород может быть удален из жирных кислот или их сложных эфиров с помощью реакций дезоксигенирования. Дезоксигенирование биологических масел и жиров, которые представляют собой масла и жиры, основанные на биологическом материале, для получения углеводородов, применимых в качестве дизельных топливных продуктов, может быть выполнено с помощью каталитической гидрообработки, такой как гидрокрекинг, но могут быть также применены более контролируемые условия гидроочистки.
В способе гидроочистки, в особенности при гидродезоксигенировании, кислородсодержащие группы реагируют с водородом и удаляются путем образования воды, и поэтому реакция требует несколько больших количеств водорода. Ввиду высокоэкзотермической природы этих реакций предельно важным является контроль теплового эффекта реакции. Загрязненное растительное масло/жир или животный жир/масло, высокие температуры реакций, недостаточный контроль реакционной температуры или низкая концентрация водорода в потоке исходного сырья могут вызывать нежелательные побочные реакции, такие как крекинг, полимеризация, кетонизация, циклизация и ароматизация, и коксование катализатора. Эти побочные реакции также снижают выход и ухудшают свойства полученной дизельной фракции.
Ненасыщенные сырьевые материалы и свободные жирные кислоты в биологических маслах и жирах также могут способствовать образованию соединений с высокой молекулярной массой, которые могут вызывать засорение блока предварительного нагрева и сокращать активность и срок службы катализатора.
Состав жирных кислот, размер и степень насыщенности жирной кислоты могут существенно варьировать в исходном сырье различного происхождения. Температура плавления биологического масла или жира главным образом является следствием степени насыщенности. Жиры являются более насыщенными, чем жидкие масла, и в этом отношении требуют меньше водорода для гидрирования двойных связей. Двойные связи в цепи жирной кислоты также способствуют побочным реакциям различного типа, таким как реакции олигомеризации/полимеризации, циклизации/ароматизации и крекинга, которые дезактивируют катализатор, повышают потребление водорода и снижают выход дизельной фракции.
Растительные масла/жиры и животные масла/жиры, как правило, могут содержать 0-30% свободных жирных кислот, которые образуются в способе ферментативного гидролиза триглицеридов, в особенности, когда масличные семена хранятся во влажной атмосфере. Свободные жирные кислоты могут также образовываться во время очистки биологических масел и жиров, особенно в способе щелочной промывки, то есть катализируемого щелочами гидролиза. Количество свободных жирных кислот, присутствующих в растительных маслах, типично составляет 1-5 вес.% и в животном жире 10-25 вес.%. Свободные жирные кислоты являются коррозийными по своей природе, они могут разрушать материалы
- 1 013998 производственной установки или катализатора, и они могут способствовать протеканию некоторых побочных реакций. Свободные жирные кислоты очень активно взаимодействуют с металлическими примесями с образованием металлических солей карбоновых кислот, которые химически способствуют развитию побочных реакций.
Жирные кислоты могут также содействовать образованию тяжелых соединений. Интервал температур кипения этих тяжелых соединений отличается от интервала кипения дизельного топлива и может сокращать срок службы катализатора изомеризации.
Вследствие того, что свободные жирные кислоты содержатся в биологических маслах и жирах, образование соединений с высокой молекулярной массой значительно усиливается по сравнению с триглицеридными биологическими сырьевыми материалами, которые имеют лишь малое количество свободных жирных кислот (<1%).
Биологические сырьевые материалы часто содержат соединения металлов, органические азотсодержащие, серосодержащие и фосфорсодержащие соединения, которые являются известными ингибиторами каталитической активности и каталитическими ядами, неизбежно сокращающими срок службы катализаторов и создающими необходимость более частой регенерации или замены катализатора. Металлы в биологических маслах/жирах неминуемо накапливаются на поверхности катализатора и изменяют активность и селективность катализатора. Металлы могут благоприятствовать некоторым побочным реакциям, но блокирование активных центров катализаторов, как правило, снижает активность, и поэтому металлические примеси, такие как соединения Иа, Са и Мд, должны быть удалены настолько полно, насколько возможно.
Гидролиз триглицеридов дает также диглицериды и моноглицериды, которые являются частично гидролизованными продуктами. Диглицериды и моноглицериды представляют собой поверхностноактивные вещества, которые могут образовывать эмульсии и делать разделение жидких фаз воды и масла более затруднительным. Биологические масла и жиры также могут содержать другие глицеридоподобные поверхностно-активные примеси типа фосфолипидов (например, лецитин), которые в своих структурах содержат фосфор. Фосфолипиды представляют собой камедеобразные материалы, которые могут быть вредными для катализаторов. Природные масла и жиры также содержат другие типы компонентов, такие как воски, стеарины, токоферолы и каротиноиды, некоторые металлы и органические соединения серы, а также органические соединения азота. Эти соединения могут быть вредными для катализаторов или создавать другие проблемы в технологическом способе.
Патенты США 4992605 и 5705722 описывают способы производства добавок к дизельному топливу путем преобразования биологических масел в насыщенные углеводороды в условиях гидрообработки с никель-молибденовыми (ΝίΜο) и кобальт-молибденовыми (СоМо) катализаторами. Способ реализуется при высоких температурах в 350-450°С и производит н-парафины и другие углеводороды. Продукт имеет высокое цетановое число, но плохие свойства в холодных условиях (температура плавления >20°С), которые ограничивают количество продукта, которое может быть примешано к обычным дизельным топливам в летнее время, и препятствуют его применению в зимний период. Наблюдалось образование тяжелых соединений с температурой кипения около 343°С, особенно когда в качестве сырья была использована фракция жирных кислот. Реакционная температура с нижним пределом в 350°С была принята как условие бесперебойной работы.
Двухстадийный способ изложен в патенте ΡΙ 100248 для производства средних дистиллятов из растительного масла путем гидрогенизации жирных кислот или триглицеридов, происходящих из растительного масла, с использованием коммерческих катализаторов десульфуризации, таких как никельмолибденовых (ΝίΜο) и кобальт-молибденовых (СоМо), с образованием н-парафинов, с последующей изомеризацией вышеназванных н-парафинов с применением металлсодержащих молекулярных сит или цеолитов, чтобы получить парафины с разветвленными цепями. Гидроочистка проводилась при несколько более высоких реакционных температурах в 330-450°С, преимущественно 390°С. Гидрогенизация жирных кислот при таких высоких температурах ведет к сокращению срока службы катализатора вследствие коксования и образования побочных продуктов.
Патент ЕР 1396531 описывает способ, содержащий по меньшей мере две стадии, первая из которых является стадией гидродезоксигенирования, и вторая стадия представляет собой стадию гидроизомеризации с применением принципа противотока и с использованием биологического сырьевого материала, содержащего жирные кислоты и/или сложные эфиры жирных кислот в качестве исходного сырья. Способ включает, по выбору, стадию отгонки легких фракций.
Дезоксигенирование растительных масел/жиров и животных жиров водородом использует большое количество водорода и в то же время происходит с выделением значительного количества теплоты. Теплота выделяется в реакциях дезоксигенирования и гидрирования двойных связей. Различные сырьевые материалы производят существенно различающиеся количества теплоты реакции. Вариация выделяемой теплоты реакции главным образом зависит от гидрирования двойных связей. Среднее количество двойных связей на молекулу триглицерида может варьировать от около 1,5 до более 5 в зависимости от источника биологического масла или жира.
Патент ΡΒ 2607803 описывает способ гидрокрекинга растительных масел или их производных
- 2 013998 жирных кислот под давлением с образованием углеводородов и до некоторой степени кислоты. Катализатор содержит металл, диспергированный на носителе. Высокая реакционная температура в 370°С не обеспечивала полного удаления кислорода или высокой селективности образования н-парафинов. Полученная смесь продуктов содержала также некоторые промежуточные производные жирных кислот.
Образование воды во время гидроочистки обусловливается дезоксигенированием триглицеридного кислорода при действии водорода (гидродезоксигенирование). Дезоксигенирование в условиях гидродезоксигенирования до некоторой степени сопровождается реакционным маршрутом декарбоксилирования и реакционным маршрутом декарбонилирования. Дезоксигенирование производных жирных кислот с помощью реакций декарбоксилирования и/или декарбонилирования образует оксиды углерода (СО2 и СО) и алифатические углеводородные цепи, содержащие на один атом углерода меньше, чем в исходной молекуле жирной кислоты. Декарбореакции здесь означают реакции декарбоксилирования и/или декарбонилирования.
Осуществимость декарбоксилирования значительно варьирует в зависимости от типа карбоновой кислоты или ее производного, использованных в качестве исходного материала. α-Гидрокси-, α-кето- и дикарбоновые кислоты представляют собой активированные формы, и тем самым они более легко подвергаются дезоксигенированию при декарбореакциях. Насыщенные алифатические кислоты не являются активированными таким образом, и в целом они с трудом дезоксигенируются путем декарбореакций.
Декарбоксилирование карбоновых кислот до углеводородов в контакте карбоновых кислот с гетерогенными катализаторами было предложено В.Ф. Майером и коллегами (Ма1ет, ^.Р. с1 а1.: Сйсшщсйс ВспеЫс (1982), т. 115, № 2, стр. 808-812). Майер и сотрудники испытали катализаторы Νί/Α12Ο3 и Ρά/δίΟ2 для декарбоксилирования нескольких карбоновых кислот. Во время реакции пары реактанта были пропущены через слой катализатора вместе с водородом. Гексан оказался основным продуктом декарбоксилирования энантовой кислоты, взятой в качестве тестового соединения. Когда вместо водорода был использован азот, декарбоксилирования не наблюдалось.
Патент США 4554397 представляет способ производства линейных олефинов из насыщенных жирных кислот или сложных эфиров, предлагая каталитическую систему, которая состоит из никеля и по меньшей мере одного металла, избранного из группы, включающей свинец, олово и германий. С другими катализаторами, такими как Ρά/С, наблюдались низкая каталитическая активность и крекинг до насыщенных углеводородов, или образование кетонов, когда использовался никель Ренея.
Предмет изобретения
Предметом изобретения является усовершенствованный способ производства углеводородов фракции дизельного топлива из масел и жиров биологического происхождения, с высокой селективностью, по существу, без побочных реакций и с высоким выходом дизельной фракции.
Дальнейший предмет изобретения представляет собой усовершенствованный способ производства углеводородов фракции дизельного топлива из масел и жиров биологического происхождения, в котором уровень содержания соединений с высокой молекулярной массой, образуемых в способе гидроочистки, снижен, и стабильность катализатора повышена.
Еще один предмет изобретения представляет собой усовершенствованный способ производства углеводородов фракции дизельного топлива из масел и жиров биологического происхождения, в котором гидроочистка триглицеридного исходного сырья, содержащего свободные жирные кислоты, проводится с использованием разбавления свежего сырья и при пониженной реакционной температуре.
Еще один предмет изобретения представляет собой усовершенствованный способ производства углеводородов фракции дизельного топлива из масел и жиров биологического происхождения, такой способ производит высококачественный дизельный компонент с высоким выходом.
Отличительные признаки способа согласно изобретению представлены в формуле изобретения.
Определения
Здесь гидрообработка понимается как каталитическая обработка органического материала молекулярным водородом любым способом.
Здесь гидроочистка понимается как каталитический способ, который удаляет кислород из органических кислородсодержащих соединений в виде воды (гидродезоксигенирование, ΗΌΟ), серу из органических серосодержащих соединений в виде сероводорода (Η2δ) (гидродесульфуризация, ΗΌδ), азот из органических азотсодержащих соединений в виде аммиака (ΝΗ3) (гидроденитрификация, ΗΌΝ) и галогены, например хлор из органических хлорсодержащих соединений в виде хлороводорода ЩС1) (гидродехлорирование, ИОС1), обычно при действии осерненных ΝίΜο или осерненных СоМо катализаторов.
Здесь дезоксигенирование понимается в смысле удаления кислорода из органических молекул, таких как производные жирных кислот, спирты, кетоны, альдегиды или сложные эфиры, любым из ранее описанных средств.
Здесь гидродезоксигенирование (ΗΌΟ) триглицеридов или других производных жирных кислот или жирных кислот понимается в смысле удаления карбоксильного кислорода в виде воды действием молекулярного водорода под влиянием катализатора.
Здесь декарбоксилирование и/или декарбонилирование триглицеридов или других производных жирных кислот или жирных кислот понимается в смысле удаления карбоксильного кислорода в виде
- 3 013998
СО2 (декарбоксилирование) или в виде СО (декарбонилирование) под влиянием молекулярного водорода или без такового. Реакции декарбоксилирования и/или декарбонилирования вместе или по отдельности упоминаются как декарбореакции.
Здесь гидрокрекинг понимается как каталитическое расщепление органических углеводородных материалов с использованием молекулярного водорода при высоких давлениях.
Здесь гидрогенизация означает насыщение углерод-углеродных двойных связей действием молекулярного водорода под влиянием катализатора.
Здесь н-парафины означают нормальные алканы или линейные алканы, которые не содержат боковых цепей.
Здесь изопарафины означают алканы, имеющие одну или более С1-С9-, обычно С1-С2-алкильные боковые цепи, типично моно-, ди-, три- или тетраметилалканы.
Сырье (сырье в целом) для установки гидроочистки здесь понимается как включающее свежее сырье и по меньшей мере один разбавитель.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение касается усовершенствованного способа производства углеводородов из возобновляемых источников, таких как растительные масла/жиры и животные масла/жиры, включающего стадию гидроочистки и стадию изомеризации. В особенности изобретение касается преобразования исходных материалов, включающих триглицериды, жирные кислоты и производные жирных кислот или их комбинации, в н-парафины при сокращенном образовании углеводородов с высокой молекулярной массой с использованием разбавления свежего сырья и пониженной реакционной температуры на стадии гидроочистки, и превращением полученных н-парафинов в разветвленные алканы дизельного типа с использованием изомеризации, с высоким выходом дизельной фракции. Стадия гидроочистки проводится путем контактирования сырья, включающего свежее сырье и по меньшей мере один разбавитель, с катализатором гидроочистки в условиях гидроочистки. Затем полученный продукт подвергается изомеризации с катализатором изомеризации в условиях изомеризации. Углеводородное масло, образованное этим способом, представляет собой высококачественный дизельный компонент.
Подробное описание изобретения
Неожиданно было обнаружено, что разбавление свежего сырья на стадии гидроочистки, в сочетании со снижением температуры реакции, сокращает нежелательные побочные реакции и улучшает селективность реакции, в особенности, когда используется исходный материал, содержащий свободные жирные кислоты. Разбавителем может быть углеводород биологического происхождения и/или небиологического происхождения.
Разбавителем может быть также рециркулирующий продукт из способа (возвратный продукт). Отношение разбавитель/свежее сырье составляет 5-30:1, преимущественно 10-30:1 и наиболее преимущественно 12-25:1.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения и стадия гидроочистки проиллюстрированы на фиг. 1, на которой представлена компоновка способа гидроочистки, включающая один или более последовательных слоев катализатора, введение рециркулирующего продукта, прошедшего гидроочистку, в верхнюю часть первого слоя катализатора и введение свежего сырья, охладительной жидкости и водорода в верхнюю часть каждого слоя катализатора. Это проявляется в улучшении контроля реакционной температуры в слоях катализатора и тем самым в сокращении нежелательных побочных реакций.
На фиг. 1 реактор для гидроочистки 100 включает два слоя катализатора 10 и 20. Свежее сырье 11 вводится в виде потоков 12 и 13 на слои катализатора 10 и 20 соответственно, и водород в виде потоков 22 и 23 на слои катализатора 10 и 20 соответственно. Поток свежего сырья 12 сначала смешивается с потоком рециркулирующего продукта 41, прошедшего гидроочистку, и потоком охладительной жидкости 43, и результирующая смесь 31, разбавленная в концентрации свежего сырья, затем вводится на слой катализатора 10. Чтобы получить требуемую концентрацию серы в потоке сырья 31, нужное компенсирующее количество серы добавляется к потоку свежего сырья 11 через поток 15. По мере того как смесь 31 проходит через слой катализатора 10 с потоком водорода 22, жирные кислоты и производные жирных кислот из потока свежего сырья 12 преобразуются в соответствующие продукты реакций. Двухфазный поток 32 выводится со дна слоя катализатора 10 и смешивается с потоком свежего сырья 13, потоком охладительной жидкости 44 и потоком водорода 23. Образованная парожидкостная смесь 33, разбавленная в концентрации свежего сырья, затем вводится на слой катализатора 20 при пониженной температуре благодаря охлаждающему влиянию водорода, охладительной жидкости и свежего сырья, пропускается через слой катализатора 20 и наконец выводится из слоя катализатора как поток продукта 34. Поток 34 разделяется на паровой поток 35 и жидкостный поток 36 в высокотемпературном сепараторе 101. Паровой поток 35 обогащен водородом и направляется на дальнейшую обработку. Часть жидкостного потока 36 возвращается в реактор 100 как поток рециркуляции 40, который далее разделяется на поток разбавления 41 и общий поток охладительной жидкости 42. Поток охладительной жидкости 42 охлаждается в теплообменнике 102 для обеспечения должного охлаждающего действия в верхних частях слоев катализатора 10 и 20. Поток продукта 51, прошедшего гидроочистку, направляется из стадии гидроочистки на дальнейшую обработку.
- 4 013998
Слои катализатора 10 и 20 могут быть размещены в одной и той же камере высокого давления или в отдельных камерах высокого давления. В варианте осуществления, в котором слои катализатора находятся в одной и той же камере высокого давления, потоки водорода 22 и 23 могут быть альтернативно введены на слой катализатора 10 и затем пропущены через слои катализатора 10 и 20. В варианте осуществления, в котором слои катализатора располагаются в разных камерах высокого давления, слои катализатора могут работать в параллельном режиме с отдельными потоками разбавителя, потоками водорода и потоками охладительной жидкости. Количество слоев катализатора может быть одним или двумя или более двух.
Пополнение серы на стадии гидроочистки может быть внесено с потоком свежего сырья 11. Альтернативно, требуемое количество серы может быть подано с потоками водорода 22 и 23 в виде газообразного сернистого компонента, такого как сероводород.
Водород подается в реактор гидроочистки в избытке сверх теоретического расходования водорода. В способе стадии гидроочистки триглицеридные масла, жирные кислоты и их производные почти с теоретическим выходом преобразуются в н-парафины без или почти без побочных реакций. Дополнительно пропан образуется из глицериновой части триглицеридов, вода и СО и/или СО2 из карбоксильного кислорода, Н28 из органических соединений серы и ΝΗ3 из органических соединений азота. При использовании вышеописанных технологий на стадии гидроочистки температура, требуемая для начала реакций, достигается в начале каждого слоя катализатора, повышение температуры в слоях катализатора ограничивается, можно избежать образования вредных и частично прореагировавших полупродуктов, и срок службы катализатора значительно увеличивается. Температура в конце слоя катализатора контролируется собственной теплотой реакций и до некоторой степени использованием разбавителя. Разбавителем может быть любой доступный углеводород биологического происхождения или небиологического происхождения. Таковым может быть также рециркулирующий продукт из способа. Содержание свежего сырья из сырья (сырье в целом) составляет менее чем 20 вес.%. Если используется рециркулирующий продукт, то отношение рециркулирующего продукта к свежему сырью составляет 5-30:1, преимущественно 10-30:1, наиболее преимущественно 12-25:1. После стадии гидроочистки продукт подвергается стадии изомеризации.
Исходное сырье
Биологические масло и/или жир, используемые в качестве свежего сырья в способе согласно настоящему изобретению, происходят из возобновляемых источников, таких как жиры и масла из растений, и/или животных, и/или рыбы и соединения, производные из них. Базовая структурная единица типичного растительного или животного масла/жира, применимого в качестве исходного сырья, представляет собой триглицерид, который является сложным триэфиром глицерина и трех молекул жирных кислот, имеющим структуру, представленную в нижеследующей формуле I
О
Формула 1. Структура триглицерида
В формуле I радикалы Κι, К2 и К3 представляют собой алкильные цепи. Жирные кислоты, находимые в природных триглицеридах, почти исключительно являются жирными кислотами с четным числом атомов углерода. Поэтому группы Κι, Κ2 и Κ3 типично представляют собой С523-алкильные группы, по большей части Сц-С19-алкильные группы и наиболее типично С15- или С17-алкильные группы. Радикалы Κ1, К2 и К3 могут содержать углерод-углеродные двойные связи. Эти алкильные цепи могут быть насыщенными, ненасыщенными или полиненасыщенными.
Пригодные биологические масла представляют собой растительные масла и жиры, животные жиры, рыбьи масла и их смеси, содержащие жирные кислоты и/или сложные эфиры жирных кислот. Примерами пригодных материалов являются жиры и масла на древесной основе и прочие на растительной основе, такие как рапсовое масло, сурепное масло, каноловое масло, талловое масло, подсолнечное масло, соевое масло, конопляное масло, оливковое масло, льняное масло, горчичное масло, пальмовое масло, арахисовое масло, касторовое масло, кокосовое масло, а также жиры, содержащиеся в растениях, выведенных генным модифицированием, жиры животной природы, такие как свиной жир, сало, ворвань, и жиры, содержащиеся в молоке, а также регенерированные жиры пищевой промышленности и смеси вышеназванных таковых.
Биологические масло или жир, пригодные в качестве свежего сырья, могут содержать С1224 жирные кислоты, их производные, такие как ангидриды или сложные эфиры жирных кислот, а также триглицериды жирных кислот или их комбинации. Жирные кислоты или производные жирных кислот, такие как сложные эфиры, могут быть получены гидролизом биологических масел или их фракционированием
- 5 013998 или реакциями переэтерификации триглицеридов.
Чтобы избежать дезактивации катализатора и нежелательных побочных реакций, сырье должно удовлетворять следующим требованиям: количество щелочных и щелочно-земельных металлов в расчете на элементарные щелочные и щелочно-земельные металлы в сырье составляет менее 10, преимущественно менее 5 и наиболее преимущественно менее 1 вес. млн-1. Количество других металлов в расчете на элементарные металлы в сырье составляет менее 10, преимущественно менее 5 и наиболее преимущественно менее 1 вес. млн-1. Количество фосфора в расчете на элементарный фосфор составляет менее 30, преимущественно менее 15 и наиболее преимущественно менее 5 вес. млн-1.
Во многих случаях исходное сырье, такое как необработанное растительное масло или животный жир, непригодно как таковое для переработки вследствие высокого содержания примесей, и поэтому исходное сырье преимущественно очищается с использованием одной или более подходящих общепринятых технологий очистки перед введением его в стадию гидроочистки способа. Примеры ряда общепринятых технологий приведены ниже.
Дегуммирование растительных масел/жиров и животных масел/жиров означает удаление фосфорсодержащих соединений, таких как фосфолипиды. Растительные масла, подвергнутые экстракции растворителями, часто содержат значительные количества камедей, типично 0,5-3 вес.%, которые по большей части являются фосфатидами (фосфолипидами), и поэтому стадия дегуммирования требуется для сырых растительных масел и животных жиров, чтобы удалить фосфолипиды и металлы, присутствующие в сырых маслах и жирах. Железо, а также другие металлы могут присутствовать в форме металлфосфатидных комплексов. Даже следовое количество железа способно вызвать каталитическое окисление масла или жира.
Дегуммирование выполняется промыванием сырья при температуре 90-105°С и давлении 300-500 кПа (абсолютных) Н3РО4, ΝαΟΗ и умягченной водой и отделением образовавшихся камедей. Основное количество металлических компонентов, которые вредны для катализатора гидроочистки, также удаляется из исходного сырья в ходе стадии дегуммирования. Содержание влаги в дегуммированном масле снижается в сушилке при температуре 90-105°С и давлении 5-50 кПа (абсолютных).
Исходное сырье, которое по выбору дегуммируется или очищается еще каким-нибудь общеизвестным путем, может быть отбелено. При отбеливании дегуммированное или рафинированное исходное сырье нагревается и смешивается с природной или кислотно-активированной отбеливающей глиной. Отбеливание удаляет разнообразные следовые примеси, оставшиеся после других стадий предварительной обработки типа дегуммирования, такие как хлорофилл, каротиноиды, фосфолипиды, металлы, мыла и продукты окисления. Отбеливание типично проводится в вакууме, чтобы свести к минимуму возможное окисление. В общем цель отбеливания состоит в сокращении количества цветных пигментов, чтобы производить масло приемлемого цвета и снизить склонность масла к окислению.
По выбору триглицеридные структуры исходного сырья могут быть расщеплены путем предварительного гидрирования двойных связей при пониженной реакционной температуре на ΝίΜο или другом катализаторе перед гидродезоксигенированием, чтобы предотвратить полимеризацию ненасыщенных триглицеридов по двойным связям.
Способ согласно изобретению в особенности выгоден, когда свежее сырье содержит более чем 5% свободных жирных кислот и даже более чем 10% свободных жирных кислот. Таким образом, встречающиеся в природе жиры и масла, содержащие значительные количества свободных жирных кислот, также могут быть переработаны без удаления свободных жирных кислот.
Ниже способ согласно изобретению, включающий стадию гидроочистки и стадию изомеризации, описан более подробно.
Гидроочистка биологических масел и жиров
В первой стадии способа, то есть на стадии гидроочистки, жирные кислоты, триглицериды и другие производные жирных кислот, содержащиеся в сырье, дезоксигенируются, денитрифицируются и десульфурируются.
Сырье включает свежее сырье и по меньшей мере один разбавитель, и отношение разбавителя к свежему сырью составляет 5-30:1, преимущественно 10-30:1, наиболее преимущественно 12-25:1. Разбавитель выбирается из углеводородов и рециркулирующего продукта способа, то есть возвратного продукта, или их смесей.
На стадии гидроочистки диапазон давлений может варьировать между 20 и 150 бар, преимущественно между 50 и 100 бар и температуры между 200 и 400°С, преимущественно между 250 и 350°С и наиболее преимущественно между 280 и 340°С.
Было найдено, что селективности декарбореакций и дезоксигенирования в ходе декарбореакций может способствовать гидроочистка над катализатором гидроочистки при использовании содержания серы 50-20000 вес. млн-1 (те-ррш), преимущественно 1000-8000 вес. млн-1, наиболее преимущественно 2000-5000 вес. млн-1 серы в сырье в целом в расчете на элементарную серу. При определенном содержании серы в сырье можно вдвое увеличить выход н-парафинов, образуемых путем удаления СОХ. Полное дезоксигенирование триглицеридов с помощью декарбореакций теоретически может снизить расходование водорода примерно на 60% (максимально) по сравнению с чистым дезоксигенированием действием
- 6 013998 водорода.
По меньшей мере одно органическое или неорганическое соединение серы может быть по выбору введено вместе с водородом или с сырьевым материалом для достижения желательного содержания серы. Неорганическим соединением серы может быть, например, Н28 или элементарная сера, или соединением серы может быть легко разложимое органическое соединение серы, такое как диметилдисульфид, сероуглерод и бутилтиол, или смесь легко разложимых органических соединений серы. Возможно также применение нефтезаводского газа или жидких потоков, содержащих разложимые соединения серы.
На стадии гидроочистки/гидродезоксигенирования могут быть использованы известные катализаторы гидрирования, содержащие металлы из групп VIII и/или νίΒ Периодической системы. Преимущественно катализаторы гидрирования представляют собой катализаторы, содержащие Рб, Ρΐ, Νί, ΝίΜο или СоМо на носителях, где носители могут быть оксидом алюминия и/или оксидом кремния, как описано, например, в патенте ΡΙ 100248. Как правило, применяются ΝίΜο/Ά12Θ3 и СоМо/А12О3 катализаторы.
Чтобы контролировать повышение температуры, обусловленное вышеупомянутыми реакциями, над слоями катализатора и развитие побочной реакции, усовершенствованная конструкция реактора представлена на фиг. 1. Блок гидроочистки включает один или более последовательных слоев катализатора, введение разбавителя в верхнюю часть первого слоя катализатора, и введение свежего сырья, рециркулирующей жидкости и водорода в верхнюю часть каждого из слоев катализатора. Если разбавителем является возвратный продукт, то отношение возвратного продукта к свежему маслу составляет 5-30:1, преимущественно 10-30:1 и наиболее преимущественно 12-25:1. Слои катализатора могут быть расположены в одной и той же камере высокого давления или каждый слой в отдельной камере высокого давления. Водород подается в избытке относительно теоретического химического расхода водорода, и исходное сырье полностью или почти полностью преобразуется внутри каждого слоя катализатора. При использовании этих технологий можно избежать образования вредных и частично прореагировавших полупродуктов, температура, необходимая для инициирования реакции, достигается в начале каждого слоя катализатора, повышение тепловыделения реакции контролируется в слоях катализатора, и срок службы катализатора значительно увеличивается.
Гидродезоксигенирование триглицеридов облегчает контролируемое разложение молекулы триглицерида вопреки неконтролируемому крекингу. Двойные связи также подвергаются гидрированию в способе контролируемой гидроочистки. Образующиеся легкие углеводороды и газы, главным образом пропан, вода, СО2, СО, Н2§ и ΝΗ3, удаляются из подвергнутого гидроочистке продукта.
Из примеров было сделано неожиданное наблюдение, что разбавление рециркулирующим продуктом может предотвратить или заметно сократить реакции между свободными жирными кислотами и образование соединений с высокой молекулярной массой в ходе гидроочистки, когда применяется отношение (рециркулирующий продукт):(свежее масло) по меньшей мере 5:1. Влияние возвратного продукта основывается на двух явлениях: эффект разбавления рециркуляции и более управляемые и пониженные температуры реакции, поддерживаемые над слоем катализатора в способе гидродезоксигенирования. Более высокие температуры и в особенности горячие зоны в слое катализатора содействуют реакциям кетонизации. Благодаря этому изобретению возможно применять разнообразные источники биологических масел и жиров без необходимости удаления жирных кислот. После стадии гидроочистки продукт подвергается обработке на стадии изомеризации.
Изомеризация н-парафинов, образованных в способе гидроочистки
Во второй стадии способа, то есть на стадии изомеризации, проводится изомеризация, которая вызывает разветвление углеводородной цепи, в результате чего улучшаются эксплуатационные качества полученного масла при низких температурах. Изомеризация создает преимущественно метильные ответвления. Жесткость условий изомеризации и выбор катализатора обусловливают количество сформированных метильных ответвлений и расстояния между ними, и тем самым холодовые характеристики производимой фракции биодизельного топлива. Продукт, полученный из стадии гидроочистки, изомеризуется в условиях изомеризации с катализатором изомеризации.
В способе согласно изобретению сырье, подаваемое в реактор изомеризации, представляет собой смесь чистых н-парафинов, и состав ее может быть спрогнозирован по распределению жирных кислот в отдельных биологических маслах. В ходе стадии гидроочистки способа триглицеридные масла и другие производные жирных кислот и жирные кислоты почти с теоретическим выходом преобразуются в нпарафины. Дополнительно пропан образуется из глицериновой части триглицеридов, вода и СОХ из карбоксильного кислорода, Н2§ из органических соединений серы и ΝΗ3 из органических соединений азота. Для способа является немаловажным, чтобы эти газофазные примеси удалялись настолько полно, насколько возможно, прежде чем углеводороды будут контактировать с катализатором изомеризации.
Стадия изомеризации может включать, по выбору, стадию выпаривания легких фракций, в которой реакционный продукт из стадии гидроочистки может быть очищен упариванием с водяным паром или подходящим газом, таким как легкий углеводород, азот или водород. По выбору стадия упаривания проводится в режиме противотока в блоке, расположенном выше по потоку от катализатора изомеризации, в котором газ и жидкость контактируют друг с другом, или перед конкретным реактором изомеризации в отдельном выпарном блоке, с использованием противоточного принципа.
- 7 013998
На стадии изомеризации давление варьирует в интервале 20-150 бар, преимущественно в интервале 30-100 бар, и температура варьирует между 200 и 500°С, преимущественно между 280 и 400°С.
На стадии изомеризации могут быть использованы известные в технологии катализаторы изомеризации. Пригодные катализаторы изомеризации содержат молекулярные сита и/или металл, выбранный из группы VIII Периодической таблицы, и/или носитель. Преимущественно катализатор изомеризации содержит 8ΆΡΘ-11 или 8ΆΡΘ-41, или Ζ8Μ-22 или Ζ8Μ-23, или феррьерит и Ρΐ, Ρ6 или N1 и А12О3 или 81О2. Типичные катализаторы изомеризации представляют собой, например, Р1/8АРО-11/А12О3, Ρ1/Ζ8Μ22/А12О3, Ρί/Ζ8Μ-23/Α12Θ3 и Ρί/8ΑΡΟ-11/8ίΟ2. Многие из этих катализаторов требуют присутствия водорода для сокращения дезактивации катализатора.
Получается изомеризованный продукт, который представляет собой смесь разветвленных углеводородов и преимущественно разветвленных парафинов, кипящих в интервале 180-350°С, то есть в дизельном диапазоне, и имеющих на один атом углерода меньше, чем в цепи исходной жирной кислоты. Дополнительно могут быть получены некоторые газолины и бензин.
Преимущества изобретения
Изобретение предоставляет способ сокращения образования соединений с более высокой молекулярной массой в ходе гидроочистки сырья, полученного из растительных масел и животных жиров, и которое может содержать свободные жирные кислоты.
Неожиданно было обнаружено, что проблемы способа предшествующего уровня техники могут быть устранены или, по меньшей мере, значительно сокращены с помощью способа согласно изобретению, включающему стадию гидроочистки и стадию изомеризации, в которых возвратный продукт или иной разбавитель на стадии гидроочистки в сочетании с пониженной рабочей температурой приводит к важным усовершенствованиям, в особенности когда свежее сырье содержит более чем 5 вес.% свободных жирных кислот. Специальная конструкция реактора и сильное разбавление свежего сырья, вводимого в гидроочистку, используются в способе. Уровень побочных реакций снижается, и стабильность катализатора в способе гидроочистки возрастает в ходе стадии гидроочистки.
В примерах можно видеть, что отношение по меньшей мере 5:1 (рециркулирующий:свежий) значительно сокращает образование продуктов с высокой молекулярной массой, когда используется исходное сырье, содержащее 10 вес.% свободных жирных кислот (в расчете на свежее масло). При применении рециклического отношения по меньшей мере 5:1 и пониженной реакционной температуры свободные жирные кислоты могут быть переработаны без необходимости раскисления. Получены углеводороды высокого качества, пригодные для всего ассортимента дизельного топлива с высоким выходом.
Изобретение проиллюстрировано ниже примерами, представляющими некоторые предпочтительные варианты осуществления изобретения. Однако всем специалистам-технологам очевидно, что это совсем не означает ограничения рамок изобретения этими примерами.
Примеры
Все испытательные эксперименты по гидроочистке были выполнены в присутствии водорода.
Пример 1. Сравнительный пример.
Сырье из таллового масла (100% свободных жирных кислот) без возвратного продукта.
Гидроочистка таллового масла (100% свободных жирных кислот) с ΝίΜο катализатором была проведена под давлением 50 бар, при часовой объемной скорости жидкости (ΠΗδν) 1,5 и реакционных температурах 340-360°С без возвратного продукта. Отношение водорода к маслу составляло 900 приведенных к нормальным условиям литров Н2 на литр подаваемого масла. Гидроочистка сырья из таллового масла со 100% свободных жирных кислот вызвала быструю дезактивацию ΝίΜο катализатора, и наблюдалось образование соединений с высокой молекулярной массой и ароматических соединений. Бромные индексы возрастали в способе экспериментов, даже если применялась температурная компенсация катализатора (фиг. 8). Полученное масло содержало около 7 вес.% ароматических соединений и около 7 вес.% тяжелых продуктов (с температурой кипения выше 375°С). Плотность полученного масла (при 50°С) была высокой 777,1 кг/м3 в сравнении с типичными значениями для масла, получаемого гидроочисткой рапсового масла (761-762 кг/м3) с использованием более низкой реакционной температуры и оптимизированными условиями реакции.
Пример 2. Сравнительный пример.
Сырье из жирной кислоты таллового масла (100% свободных жирных кислот) при высоких реакционных температурах без возвратного продукта.
Гидроочистка сырья из жирной кислоты таллового масла (100% свободных жирных кислот) при высоких реакционных температурах 370-385°С была проведена без возвратного продукта. Наблюдались быстрая дезактивация ΝίΜο катализатора и образование соединений с высокой молекулярной массой и ароматических соединений. Плотность подвергнутого гидроочистке масла (табл. 1) была значительно выше, чем в экспериментах с рапсовым маслом (типично 761-762 кг/м3). Оба масла содержали главным образом С18 жирные кислоты (~90 вес.%), и вполне стационарное образование воды наблюдалось в ходе эксперимента. В способе гидроочистки таллового масла образовались примерно 7-8 вес.% соединений с более высокой молекулярной массой и 8,1 вес.% ароматических соединений. Эти побочные реакции были обусловлены подачей концентрированной жирной кислоты и слишком высокими реакционными тем
- 8 013998 пературами. Дезактивация катализатора была отчетливо заметна по росту бромных индексов. В способе удовлетворительной операции бромный индекс должен составлять менее 50. Табл. 1 описывает плотности, бромные индексы, реакционные температуры и воду, образованную в ходе испытательных экспериментов в течение от 2 до 14 дней с использованием сырья из жирной кислоты таллового масла (100% свободных жирных кислот) без рециклизации продукта.
Таблица 1
Продолжительность испытательного эксперимента 2 день 4 день 6 день 9 день 11 день 12 день 13 день 14 день
Температура, °С 370 375 378 381 385 385 385 385
Плотность, 50°С, кг/м3 771,8 773,1 773,7 776,5 779,1 779,8 780,5 781,2
Бромный индекс 101 150 188 198 247 269 300 330
Образованная вода, % 9,37 9,5 9,81 10,3 10,2 10,0 10,1 10,2
Пример 3. (Сравнительный пример).
Влияние металлических примесей в биологических маслах на эффективность катализатора.
Испытательные эксперименты по гидроочистке в трубчатом реакторе были проведены с использованием необработанного рапсового масла, необработанного животного жира и очищенного рапсового масла. Данные анализа этих сырьевых материалов показаны в табл. 2. Необработанные сырьевые материалы содержали значительные количества металлов, органических соединений фосфора, серы и азота. Очищенные сырьевые материалы содержали только следовые количества этих примесей.
Таблица 2
Уровни примесей в необработанных и очищенных растительных маслах и животных жирах
Необработанный животный жир
Примесь
Единица рапсовое масло
Очищенное рапсовое масло
Металлы (в целом) миллионных долей (млн'1) 90 ~0 162
Органические соединения азота миллионных долей (млн'1) 33 7,2 1125
Свободная жирная кислота, гель-проникающая хроматография прицснтиь ни весу 0,8 0,7 10,8
Общее кислотное число мг КОН/г 1,0 0,1 21,5
Фосфор миллионных долей (млн-1) 110 <1 86
Сера (первоначально) миллионных долей (млн'1) 3 1 85
Испытательные эксперименты с использованием сырых, неочищенных масел/жиров показали, что катализатор требует более высоких температур для должной эффективности, но постепенно теряет свою активность (фиг. 5). Были обнаружены триглицериды и повышенное бромное число полученного масла. На катализаторе были также выявлены высокие количества металлов. Температурный профиль слоя катализатора показал, что верхняя часть слоя катализатора была дезактивирована, и реакционная зона перемещалась вперед (фиг. 4), в то время как нагревание реактора поддерживалось постоянным. Металлы, адсорбированные на катализаторе, также способствовали побочным реакциям типа декарбореакций.
Первый испытательный эксперимент по гидроочистке был проведен с использованием необработанного рапсового масла. Очищенное рапсовое масло было использовано в качестве контрольного сырья. Очищенное рапсовое масло достигло полной конверсии гидродезоксигенирования (ΗΌΟ) при 305°С при среднечасовой скорости подачи сырья (^Н8У), равной 2. Необработанное рапсовое масло достигло общей ΗΌΟ конверсии, только когда реакционная температура достигла 330°С при объемной скорости ^Н8У=1. Однако из температурного профиля по слою катализатора было видно, что первая часть катализатора была дезактивирована очень быстро. На фиг. 4 представлены профиль температуры реакции по слою катализатора и эффективность преобразования необработанного рапсового масла.
Второй испытательный эксперимент по гидроочистке был проведен с использованием очищенного рапсового масла и необработанного животного жира. Очищенное рапсовое масло было использовано в качестве контрольного сырья. Очищенное рапсовое масло с возвратным продуктом достигло полной конверсии гидродезоксигенирования (ΗΌΟ) при 305°С при среднечасовой скорости подачи сырья (^Н8У), равной 1. Необработанный животный жир с возвратным продуктом не дал полной ΗΌΟ кон
- 9 013998 версии при 305°С с ^Н8У=1. Из анализов методом гель-проникающей хроматографии (СРС) видно, что полученное масло содержало триглицериды, и катализатор был также существенно дезактивирован при подаче необработанного животного жира. При использовании необработанного животного жира как сырья наблюдались также проблемы с насосной подачей. Эффективность преобразования необработанного животного жира представлена на фиг. 5.
Пример 4. (Сравнительный пример).
Влияние свободных жирных кислот (10 вес.% в свежем сырье) на образование углеводородов с высокой молекулярной массой.
Г идроочистка была проведена с использованием очищенного рапсового масла в качестве контрольного сырья без возвратного продукта. Испытательный эксперимент был проведен при 305°С и давлении 50 бар при среднечасовой скорости подачи сырья (\УН8У). равной 1, и отношении Н2/масло = 1000. Содержание серы в сырье составляло 570 млн-1. В ходе второго периода испытательной гидроочистки стеариновая кислота подавалась (10 вес.% от рапсового масла) вместе с очищенным рапсовым маслом при тех же условиях реакции без рециркулирующего продукта. Тотчас же было обнаружено, что количество соединений с высокой молекулярной массой постепенно увеличилось от первоначального уровня ~3 до ~8 вес.%. Эти соединения с высокой молекулярной массой (молекулярная масса вдвое больше или выше, чем в сырье) не попадают в интервал температур кипения дизельного топлива и тем самым снижают выход дизельной фракции и потенциально сокращают срок службы катализатора. Таким образом, свободные жирные кислоты в биологических маслах делают их переработку более затруднительной. На фиг. 2 можно видеть усиление образования углеводородов с высокой молекулярной массой, когда 10 вес.% свободных жирных кислот вводились наряду с триглицеридами очищенного рапсового масла без возвратного продукта.
Пример 5. Влияние возвратного продукта на предотвращение образования нежелательных тяжелых продуктов побочных реакций, когда сырье содержало 10 вес.% свободных жирных кислот.
Испытательный эксперимент по гидроочистке был проведен с использованием очищенного рапсового масла, содержащего 10 вес.% стеариновой кислоты, в качестве контрольного сырья без возвратного продукта при следующих реакционных условиях: среднечасовая скорость подачи сырья ^Н8У=1, давление 50 бар, температура 305°С, отношение Н2/масло = 1000 и содержание серы в сырье = 570 млн-1. В ходе второго периода испытательной гидроочистки то же самое сырье было разбавлено полученными как продукт углеводородами так, чтобы отношение (свежее масло)/(возвратный продукт) было 1:5. Среднечасовая скорость подачи сырья (\УН8У) свежего масла поддерживалась на уровне 1, поэтому \УН8У всего подаваемого масла была повышена до 6. Реакционная температура поддерживалась при 305°С, и давление реакции при 50 бар. Отношение (Н2)/(свежее масло) поддерживалось на уровне 1000. Продукт гидродезоксигенирования (ΗΌΟ) (н-парафины) моделировал рециркулирующий продукт, который был примешан к свежему маслу заранее. Первоначальное содержание тяжелых углеводородов в возвратном продукте составляло ~0,4 вес.%.
Было неожиданно обнаружено, что образование тяжелых углеводородов было почти полностью предотвращено или по меньшей мере очень значительно сокращено, когда использовался возвратный продукт (фиг. 3). По всей вероятности, это обусловлено существенным подавлением побочных реакций свободных жирных кислот, в которых молекула карбоновой кислоты может реагировать с еще одной молекулой карбоновой кислоты с образованием соединений с более высокой молекулярной массой. На фиг. 3 представлено влияние возвратного продукта на предотвращение образования нежелательных побочных продуктов с более высокой молекулярной массой. Табл. 3 представляет результаты анализов сырья и продуктов.
- 10 013998
Таблица 3
Результаты анализов сырья и продуктов
Анализ сырья Анализ продуктов
Свойство Метод Единицы ЛК Подача рециркулирующего продукта ЛК (10% 8А) АК (10% 8А) + КЕС 1:5 АК +10% по весу стеариновой кислоты без возвратного продукта АК + 10% по весу 8А + возвратный продукт через 196 часов АК +10% по весу 8А + возвратный продукт через 552 часов
Плотность, 15°С, расчетная Стандарт ϋ4052 кг/м3 920,4 788,1 915,8 807,2 790,8 788,3 788,3
Плотность, 50°С Стандарт О 4053 кг/м3 897,6 761,4 893,2 781,2 - 764,2 761,7 761,7
Бромный индекс Стандарт 0 2710 мг/100 г 53,7 21,5 26
Бромное число Стандарт ϋ 1159 г/100 г 56 49,1 6,3
Иодное число Стандарт Ώ5554 г/100 г 112 103 18
НС ОРС доля площади (%) хроматографического пика 99,6 83,0 94,3 99,6 99,6
Жирные кислоты СРС доля площади (%) хроматографического пика 0,7 0 10,6 1,8 0 0 0
НеаууНС ОРС доля площади (%) хроматографического пика 0 0,4 0,5 5,7 0,4 0,4
Диглицериды ОРС доля площади (%) хроматографического пика 2,3 0 2,4 0 0 0
Триглицериды СРС доля площади (%) хроматографического пика 97 0 87 14,7 0 0 0
8Л = стеариновая кислота, ЛК = очищенное рапсовое масло, КЕС = возвратный продукт, НС = углеводороды, Ьеасу НС = углеводороды с высокой молекулярной массой, СРС - гель-проникающая хроматография.
Пример 6. (Сравнительный пример).
Влияние пониженной температуры реакции на селективность образования н-парафинов и выход масла.
Исследования были проведены с ΝΐΜο катализатором с использованием рапсового масла как сырья и реакционных температур 280-330 и 340-360°С при среднечасовой скорости подачи сырья ^Н8У=1 и давлении в реакторе 50 бар. Триглицериды рапсового масла после щелочного рафинирования содержали главным образом С18 жирные кислоты. С18 жирные кислоты составляли около 89 вес.% всех жирных кислот в рапсовом масле. Теоретическое количество н-парафинов, образуемых из сырьевого рапсового масла, составляет около 86,4 вес.% (в расчете на подаваемое рапсовое масло).
Полная конверсия гидродезоксигенирования (ΗΌΟ) с почти теоретическим выходом н-парафинов достигалась, когда обеспечивался хороший контроль реакционных температур ниже 330°С. Почти теоретические выходы н-парафинов свидетельствуют о полной ΗΌΟ конверсии и весьма управляемой операции без существенных побочных реакций. Большое число побочных реакций (циклизация, ароматизация и крекинг) и низкий выход н-парафинов наблюдались, когда использовались без необходимости высокие реакционные температуры 340-360°С. На фиг. 6 представлена конверсия триглицеридов рапсового масла в н-парафины.
Пример 7. Стабильность катализатора.
Стабильность ΝΐΜο катализатора с использованием пальмового масла в качестве модельного сырья (с добавленными примесями) наряду с возвратным продуктом (испытание срока службы катализатора) была изучена при следующих реакционных условиях: температура реакции = 300-305°С, давление в реакторе = 40 бар, среднечасовая скорость подачи сырья (свежего) ^Н8У = 0,5, ^Н8У (общая) = 3, отношение Н2/масло (свежее) = 900, сера в сырье = 100 вес. млн-1. Пальмовое масло было использовано как основной компонент сырья, но оно было модифицировано животным жиром, фракциями свободных жирных кислот, необработанным рапсовым маслом и лецитином, чтобы получить полезные подробности о примесях в испытуемом сырье. Анализ свежего сырья представлен в табл. 4. Кроме того, свежее масло было заблаговременно разбавлено продуктом гидродезоксигенирования (ΗΌΟ) (моделирующим возвратный продукт) в отношении 1:5. Продолжительность испытательного эксперимента была свыше 9 месяцев. Выдерживалось постоянство условий операции (табл 4 и фиг. 7) , и образование тяжелых продуктов было равномерным на протяжении всего испытательного эксперимента, фиг. 7.
- 11 013998
Таблица 4
Стабильность катализатора
Продолжительность эксперимента Анализ свежего сырья Анализ произведенного масла
383 часа 1898 часов 3408 часов 5601 час
Анализ Метод Единица
Плотность, 15°С Стандарт Б 4052 кг/м3 804,9 787,4 785,6 785,3 784,9
' Плотность, 50°С Стандарт Б 4052 кг/м3 778,8 760,7 758,9 758,6 758,1
Бромный индекс Стандарт Б 2710 мг/100 г 29200 33 48 33 11
Углеводороды СРС доля площади (%) хроматографического пика 0 99,3 99,4 99,3 99,4
Жирные кислоты СРС доля площади (%) хроматографического пика 1,2 0 0 0 0
Моноглицериды/углеводороды с СРС доля площади (%) 0,3 0,7 0,6 0,7 0,6
высокой молекулярной массой хроматографического пика
Диглицериды СРС доля площади (%) хроматографического пика 6,3 0 0 0 0
Триглицериды СРС доля площади (%) хроматографического пика 92,1 0 0 0 0
Общее кислотное число Стандарт В 664 мг КОН/г 2,1 ~0 ~0 ~0
Сера Стандарт В 5453 млн’1 (миллионных долей) 3 1,2 2,0 2,7 2
Азот Стандарт В 4629 мг/кг 6 <1 <1 1,2 <1
Натрий, масло ΑΆ3 мг/кг 3 0,4 <0,1 <0,1 <0,1
Кальций, масло ΆΑ3 мг/кг 2 0,3 <0,1 <0,1 <0,1
Магний, масло ААЗ мг/кг 0,3 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1
Молибден, масло ΑΆ3 мг/кг - <0,5 <0,5 <0,5 <0,5
Алюминий, масло 1СР металлов мг/кг <2 <2 <2 <2 <2
Железо, масло 1СР металлов мг/кг <1 <1 <1 <1 <1
Никель, масло 1СР металлов мг/кг <1 <1 <1 <1 <1
Фосфор, масло 1СР металлов мг/кг 4 <1 <1 <1 <1
СРС - гель-проникающая хроматография, ΆΆ8 - атомно-абсорбционная спектрофотометрия, 1СР металлов - спектрометрия металлов с индуктивно-связанной плазмой.

Claims (17)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ производства углеводородов фракции дизельного топлива, в котором сырье подвергается гидроочистке на стадии гидроочистки и изомеризации на стадии изомеризации, отличающийся тем, что сырье, включающее свежее сырье, содержащее более чем 5 вес.% свободных жирных кислот, и по меньшей мере один разбавитель, подвергается гидроочистке при температуре реакции 280-340°С в реакторе для гидроочистки в присутствии катализатора, и отношение разбавителя к свежему сырью составляет 530:1, и свежее сырье имеет биологическое происхождение, выбранное из растительных масел/жиров, животных жиров/масел, рыбьих жиров/масел, жиров, содержащихся в растениях, выведенных генным модифицированием, регенерированных жиров пищевой промышленности и их смесей.
  2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сырье содержит более чем 10 вес.% свободных жирных кислот.
  3. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что разбавитель выбран из углеводородов и рециркулирующих продуктов способа или их смесей.
  4. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что сырье содержит менее чем 10 вес. млн-1 щелочных и щелочно-земельных металлов в расчете на элементарные щелочные и щелочно-земельные металлы, менее чем 10 вес. млн-1 других металлов в расчете на элементарные металлы и менее чем 30 вес. млн-1 фосфора в расчете на элементарный фосфор.
  5. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что отношение разбавителя к свежему сырью составляет 10-30:1, преимущественно 12-25:1.
  6. 6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что сырье содержит 50-20000 вес. млн-1 серы в расчете на элементарную серу.
  7. 7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что свежее сырье выбрано из рапсового масла, сурепного масла, канолового масла, таллового масла, подсолнечного масла, соевого масла, конопляного масла, оливкового масла, льняного масла, горчичного масла, пальмового масла, арахисового масла, касторового масла, кокосового масла, свиного жира, сала, ворвани или жиров, содержащихся в молоке.
  8. 8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что смесь сырья биологического происхождения и углеводорода/углеводородов используется в качестве свежего сырья.
    - 12 013998
  9. 9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что система слоев катализатора гидроочистки включает один или более слоев катализатора.
  10. 10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что на стадии гидроочистки давление варьируют в интервале 20-150 бар, преимущественно в интервале 30-100 бар.
  11. 11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что на стадии изомеризации давление варьируют в интервале 2-15 МПа, преимущественно в интервале 3-10 МПа, температуру варьируют между 200 и 500°С, преимущественно между 280 и 400°С.
  12. 12. Способ по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что гидроочистка проводится в присутствии катализатора гидрогенизации, содержащего металл из группы VIII и/или У1В Периодической системы.
  13. 13. Способ по п.12, отличающийся тем, что катализатор гидрогенизации представляет собой катализатор из Ρά, Ρΐ, N1, ΝΐΜο или СоМо на носителе, и носителем является оксид алюминия и/или оксид кремния.
  14. 14. Способ по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что катализатор изомеризации, содержащий молекулярные сита, используется на стадии изомеризации.
  15. 15. Способ по п.14, отличающийся тем, что катализатор изомеризации включает металл из элементов группы VIII.
  16. 16. Способ по п.14 или 15, отличающийся тем, что катализатор изомеризации содержит А12О3 или 8ΪΘ2.
  17. 17. Способ по любому из пп.14-16, отличающийся тем, что катализатор изомеризации содержит 8АРО-11 или 8АРО-41, или Ζ8Μ-22 или Ζ8Μ-23, или феррьерит и Ρΐ, или Ρά или N и А12О3 или 8ΐΘ2.
EA200800242A 2005-07-04 2006-06-29 Способ производства углеводородов фракции дизельного топлива EA013998B1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP05014428.6A EP1741768B2 (en) 2005-07-04 2005-07-04 Process for the manufacture of diesel range hydrocarbons
US69585305P 2005-07-05 2005-07-05
PCT/FI2006/050301 WO2007003709A1 (en) 2005-07-04 2006-06-29 Process for the manufacture of diesel range hydrocarbons

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200800242A1 EA200800242A1 (ru) 2008-06-30
EA013998B1 true EA013998B1 (ru) 2010-08-30

Family

ID=37134244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200800242A EA013998B1 (ru) 2005-07-04 2006-06-29 Способ производства углеводородов фракции дизельного топлива

Country Status (11)

Country Link
KR (1) KR101038004B1 (ru)
AU (1) AU2006264900B2 (ru)
CA (1) CA2614020C (ru)
EA (1) EA013998B1 (ru)
EG (1) EG25682A (ru)
HK (1) HK1213281A1 (ru)
MA (1) MA29650B1 (ru)
MX (1) MX2008000259A (ru)
NO (1) NO20080630L (ru)
TN (1) TNSN07487A1 (ru)
WO (1) WO2007003709A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019168824A1 (en) * 2018-02-27 2019-09-06 Uop Llc Process for producing fuels from a blended biorenewable feed

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7897824B2 (en) 2006-08-16 2011-03-01 Energy & Environmental Research Center Foundation Optimal energy pathway to renewable domestic and other fuels
ITMI20070522A1 (it) * 2007-03-16 2008-09-17 Eni Spa Composizione idrocarburica utile come carburante e combustibile contenente una componente petrolifera e una componente di origine biologica
US7425657B1 (en) * 2007-06-06 2008-09-16 Battelle Memorial Institute Palladium catalyzed hydrogenation of bio-oils and organic compounds
CO6040046A1 (es) 2007-11-29 2009-05-29 Ecopetrol Sa Proceso para obtencion de diesel a partir de aceites vegetales o animales por hidrotratan¡miento con tiempos de residencia reducidos y productos obtenidos a partir del mismo
CA2710276A1 (en) * 2007-12-20 2009-07-02 Exxonmobil Research And Engineering Company Multi-stage co-processing of biofeeds for manufacture of diesel range hydrocarbons
GB2462054A (en) * 2008-04-29 2010-01-27 Statoilhydro Asa Biodiesel
FR2932812B1 (fr) * 2008-06-24 2011-07-29 Inst Francais Du Petrole Procede de conversion de charges issues de sources renouvelables en bases carburants gazoles de bonne qualite mettant en oeuvre un catalyseur zeolithique sans separation gaz liquide intermediaire
DE102008032723A1 (de) 2008-07-11 2010-01-14 Clariant International Limited Verfahren zur Isolierung von Paraffinsulfonsäuren
US7960597B2 (en) * 2008-07-24 2011-06-14 Chevron U.S.A. Inc. Conversion of vegetable oils to base oils and transportation fuels
US7960596B2 (en) * 2008-07-24 2011-06-14 Chevron U.S.A. Inc. Conversion of vegetable oils to base oils and transportation fuels
ES2602332T3 (es) * 2008-09-10 2017-02-20 Haldor Topsøe A/S Procedimiento de hidrotratamiento
IT1393058B1 (it) * 2008-10-22 2012-04-11 Eni Spa Composizione idrocarburica utile come carburante e combustibile ottenuta da componenti petrolifere e da una componente biologica
US8247632B2 (en) 2008-11-04 2012-08-21 Energy & Environmental Research Center Foundation Process for the conversion of renewable oils to liquid transportation fuels
US8309783B2 (en) 2008-11-04 2012-11-13 Energy & Environmental Research Center Foundation Process for the conversion of renewable oils to liquid transportation fuels
CN102216427B (zh) 2008-11-06 2015-03-18 埃克森美孚研究工程公司 对于生物柴油机燃料和掺和物的加氢处理
US8785701B2 (en) 2008-12-24 2014-07-22 Exxonmobil Research And Engineering Company Co-processing of diesel biofeed and kerosene range hydrocarbons
US8377286B2 (en) 2008-12-31 2013-02-19 Exxonmobil Research And Engineering Company Sour service hydroprocessing for diesel fuel production
PL2226375T3 (pl) * 2009-03-04 2012-10-31 Ifp Energies Now Sposób ciągłego uwodorniania surowców zawierających trigliceryd
DE102009032802A1 (de) 2009-07-10 2011-01-13 Uhde Gmbh Verfahren zur Entschwefelung olefinhaltiger Einsatzstoffe durch Regelung des Olefinanteils
EP2275514A1 (en) * 2009-07-17 2011-01-19 Neste Oil Oyj Process for the preparation of light fuels
CA2772059A1 (en) * 2009-09-29 2011-04-07 Conocophillips Company Pretreatment of oils and/or fats
US8766024B2 (en) 2009-11-20 2014-07-01 Phillips 66 Company Process to mitigate the corrosion of oils/fats
IT1396939B1 (it) 2009-12-09 2012-12-20 Eni Spa Composizione idrocarburica utile come carburante o combustibile
US8729323B2 (en) * 2009-12-23 2014-05-20 Phillips 66 Company Production of hydrocarbon from high free fatty acid containing feedstocks
BR112012018012A2 (pt) 2010-01-20 2016-05-03 Jx Nippon Oil & Energy Corp catalisador para produção de hidrocarbonetos aromáticos monocíclicos e processo de produção de hidrocarbonetos aromáticos monocíclicos
FI125632B (fi) * 2010-05-25 2015-12-31 Upm Kymmene Corp Menetelmä ja laite hiilivetyjen tuottamiseksi
ES2626658T5 (es) * 2011-01-18 2021-01-26 Neste Oyj Método y disposición para alimentar materiales sensibles al calor a reactores de lecho fijo
EP3517591A1 (en) 2011-02-15 2019-07-31 Neste Oil Oyj Use of renewable oil in hydrotreatment process
JP5690624B2 (ja) 2011-03-25 2015-03-25 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 単環芳香族炭化水素の製造方法
BR112013024420A2 (pt) 2011-03-25 2016-12-20 Chiyoda Corp método para a produção de hidrocarbonetos aromáticos de um só anel
DK2699652T5 (da) * 2011-04-18 2024-03-25 Upm Kymmene Corp Katalytisk fremgangsmåde til fremstilling af carbonhydrider fra bioolier
EP2719746B1 (en) 2011-06-13 2019-01-02 Eco Environmental Energy Research Institute Limited Method for preparing fuel from biological oil and fat
US9080109B2 (en) * 2011-12-14 2015-07-14 Uop Llc Methods for deoxygenating biomass-derived pyrolysis oil
RU2558948C2 (ru) * 2012-11-06 2015-08-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институ катализа им.Г.Б.Борескова Сибирсткого отделения Российской академии наук Способ получения дизельного топлива из возобновляемого сырья растительного происхождения (варианты)
JP6239584B2 (ja) 2013-02-21 2017-11-29 Jxtgエネルギー株式会社 単環芳香族炭化水素の製造方法
FI124885B (fi) * 2013-06-11 2015-03-13 Upm Kymmene Corp Prosessi biologista alkuperää olevan materiaalin raskaiden jäännösten käsittelemiseksi ja nestemäisten polttoaineiden valmistamiseksi
PL224338B1 (pl) 2014-04-30 2016-12-30 Ekobenz Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Sposób otrzymywania biokomponentu z zastosowaniem etanolu lub mieszanin alkoholi oraz biokomponent do otrzymywania paliw silnikowych
WO2018037163A1 (en) 2016-08-26 2018-03-01 Neste Oyj A method for manufacturing a fuel component
WO2019221751A1 (en) * 2018-05-18 2019-11-21 Saola Renewables LLC Process for renewable fuels using a multistage approach
EP4114908A4 (en) * 2020-03-02 2024-03-20 REG Synthetic Fuels, LLC METHOD FOR SUPPLYING A BIO-OIL TO A HYDRODEOXYGENATION REACTOR
FI129989B (en) 2021-06-03 2022-12-15 Neste Oyj System and method for storing biological input material
FI129988B (en) 2021-06-03 2022-12-15 Neste Oyj Storage container system and method for reducing unwanted gas evolution

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1396531A2 (en) * 2002-09-06 2004-03-10 Fortum OYJ Process for producing a hydrocarbon component of biological origin
US20040230085A1 (en) * 2002-09-06 2004-11-18 Juha Jakkula Process for producing a hydrocarbon component of biological origin
EP1489157A1 (de) * 2003-06-16 2004-12-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Konvertieren von fett- oder ölhaltigen Roh- und Abfallstoffen in Gemische mit hohem Kohlenwasserstoffanteil, mit diesem Verfahren hergestellte Produkte und deren Verwendung

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5183556A (en) * 1991-03-13 1993-02-02 Abb Lummus Crest Inc. Production of diesel fuel by hydrogenation of a diesel feed
KR100566106B1 (ko) * 2003-03-28 2006-03-30 한국에너지기술연구원 바이오디젤유의 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1396531A2 (en) * 2002-09-06 2004-03-10 Fortum OYJ Process for producing a hydrocarbon component of biological origin
US20040230085A1 (en) * 2002-09-06 2004-11-18 Juha Jakkula Process for producing a hydrocarbon component of biological origin
EP1489157A1 (de) * 2003-06-16 2004-12-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Konvertieren von fett- oder ölhaltigen Roh- und Abfallstoffen in Gemische mit hohem Kohlenwasserstoffanteil, mit diesem Verfahren hergestellte Produkte und deren Verwendung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019168824A1 (en) * 2018-02-27 2019-09-06 Uop Llc Process for producing fuels from a blended biorenewable feed

Also Published As

Publication number Publication date
NO20080630L (no) 2008-04-03
HK1213281A1 (zh) 2016-06-30
AU2006264900B2 (en) 2011-03-31
KR20080036065A (ko) 2008-04-24
MX2008000259A (es) 2008-03-11
WO2007003709A1 (en) 2007-01-11
CA2614020C (en) 2014-02-11
MA29650B1 (fr) 2008-07-01
CA2614020A1 (en) 2007-01-11
KR101038004B1 (ko) 2011-05-30
EA200800242A1 (ru) 2008-06-30
AU2006264900A1 (en) 2007-01-11
EG25682A (en) 2012-05-16
TNSN07487A1 (en) 2009-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11473018B2 (en) Process for the manufacture of diesel range hydrocarbons
EA013998B1 (ru) Способ производства углеводородов фракции дизельного топлива
JP4741662B2 (ja) ディーゼルレンジ炭化水素の製造方法
JP4741661B2 (ja) ディーゼルレンジ炭化水素の製造方法
KR101037583B1 (ko) 디젤 등급 탄화수소류의 제조 공정
US8278492B2 (en) Process for the manufacture of diesel range hydrocarbons
US20230014266A1 (en) Process for the manufacture of diesel range hydrocarbons

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM