FI130638B1 - Menetelmä nestemäisten kuljetuspolttoainekomponenttien valmistamiseksi - Google Patents

Abstract

Tarjotaan prosessi ainakin yhden nestemäisen liikennepolttoainekomponentin valmistamiseksi. Prosessissa parafiininen hiilivetysyöttö altistetaan vetyisomeroinnille vetyisomerointipoisteen saamiseksi, joka vetyisomerointipoiste altistetaan vetykrakkaamiselle vetykrakkauspoisteen saamiseksi, joka vetykraukkauspoiste syötetään fraktiontiin, josta saadaan ainakin yksi nestemäinen liikennepolttoainekomponentti.

Claims (22)

PATENTTIVAATIMUKSET

1. Menetelmä — vähintään yhden nestemadisen — liikennepolttoainekomponentin valmistamiseksi, joka menetelmä käsittää, että: tarjotaan käyttöön parafiinista hiilivetysyöttöä (170), joka käsittää vähintään 60 paino- %parafiineja parafiinisen hiilivetysyötön kokonaispainosta, joista parafiineista enintään 30 paino-% on isoparafiineja; hydroisomeroidaan ensimmäisessä reaktorissa (180) parafiinista hiilivetysyöttöä (170) hydroisomerointikatalyytin (190) läsnä ollessa hydroisomerointipoisteen (200, 230), joka käsittää vähintään 50 paino-% isoparafiineja ja 5 paino-% - 75 paino-% — monihaaroittuneita isoparafiineja hydroisomerointipoisteen parafiinien kokonaispainosta, saamiseksi, vetykrakataan toisessa reaktorissa (290) hydroisomerointipoisteen (200, 230) käsittävää toisen reaktorin syöttöä vetykrakkauskatalyytin (300) läsnä ollessa vetykrakkauspoisteen (350) saamiseksi; fraktioidaan (240) vetykrakkauspoistetta (350), ja otetaan talteen fraktioinnista (240) vähintään yhtä tai useampaa nestemäistä liikennepolttoainekomponenttia.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa hydroisomerointi ensimmäisessä reaktorissa (180) suoritetaan lämpötilassa, joka on alueella 200 *C - 500 *C, edullisesti 230 *C-500*C, edullisemmin 250 °C- 450 °C, vielä edullisemmin 280 °C - 400 °C, paineessa, joka on alueella 1 MPa - 10 MPa, edullisesti 2 MPa — 8 MPa tai 3 MPa - 10 MPa, Hz:n osapaineen ensimmäisen reaktorin sisääntulossa ollessa alueella 1 MPa - 10 MPa, edullisesti 2 MPa - 8 MPa, massavirran katalyytin massaa kohti (weight hourly space velocity) ollessa alueella 0,1 - 10, edullisesti 0,2 - 8, edullisemmin 0,4 - 6 kg parafiinista @ 25 — hiilivetysyöttöä per kg katalyyttiä tunnissa, ja Hz:n suhteen parafiiniseen hiilivetysyöttöön < ollessa alueella 10 - 2000, edullisesti 50 - 1000 normaalilitraa Ha:ta per litraa parafiinista 8 hiilivetysyöttöä.

S

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, jossa vetykrakkaus toisessa E reaktorissa (290) suoritetaan lämpötilassa, joka on alueella 200 °C - 450 °C, edullisesti 220 S 30 *-430*C, edullisemmin 280 °C - 350 °C, paineessa, joka on alueella 0,4 MPa - 8 MPa, O edullisesti 1 MPa - 7 MPa, edullisemmin 2,5 MPa - 7 MPa, Hz:n osapaineen toisen reaktorin N sisääntulossa ollessa alueella 0,4 MPa - 8 MPa, edullisesti 1 MPa - 7 MPa, edullisemmin N 2,5 MPa - 7 MPa, massavirran katalyytin massaa kohti (weight hourly space velocity) ollessa alueella 0,1 - 10, edullisesti 0,2 - 8, edullisemmin 0,4 - 6, vielä edullisemmin 0,5 -

1,5 kg toisen reaktorin syöttöä per kg katalyyttiä tunnissa, ja H2:n suhteen toisen reaktorin syöttöön ollessa alueella 10 - 2000, edullisesti 50 - 1000 normaalilitraa H2:ta per litraa toisen reaktorin syöttöä.

4. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa — hydroisomerointipoiste (200, 230) käsittää 50 paino-% - 100 paino-%, edullisesti 60 paino- % - 100 paino-%, edullisemmin 70 paino-% - 100 paino-%, vielä edullisemmin 80 paino-% - 100 paino-% isoparafiineja hydroisomerointipoisteen parafiinien kokonaispainosta; ja/tai paino-% - 70 paino-%, edullisesti 15 paino-% - 70 paino-%, edullisemmin 15 paino-% - 65 paino-% monihaaroittuneita isoparafiineja hydroisomerointipoisteen parafiinien 10 — kokonaispainosta.

5. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa hydroisomerointipoiste (200, 230) käsittää vähintään 60 paino-%, edullisesti vähintään 70 paino-%, edullisemmin vähintään 80 paino-%, vielä edullisemmin vähintään 90 paino-% tai vähintään 95 paino-% parafiineja HI-poisteen kokonaispainosta.

6. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa hydroisomerointipoiste (200, 230) käsittää vähintään 50 paino-%, edullisesti vähintään 60 paino-%, edullisemmin vähintään 70 paino-%, vielä edullisemmin vähintään 80 paino-% tai vähintään 90 paino-% C16+ -parafiineja hydroisomerointipoisteen = parafiinien kokonaispainosta.

7. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa hydroisomerointipoisteen (200, 230) samepiste on alle 0 °C, edullisesti alle -5 °C, edullisemmin alle -8 °C, vielä edullisemmin alle -10 °C (ASTM D 5771-17).

8. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa osaa hydroisomerointipoisteesta (200, 230) syötetään fraktiointin (240) yhteissyöttönä S 25 — vetykrakkauspoisteen (350) kanssa.

O 9. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, joka käsittää o lisäksi, että erotetaan fraktioinnista (240) kierrätysvirtaa (420), jonka T5-lämpötila (5 z tilavuus-% talteen otettua, EN ISO 3405-2019) on 270 °C tai korkeampi, edullisesti alueella a N 270 °C — alle 300 °C, edullisemmin alueella 270 °C — alle 295 °C, vielä edullisemmin alueella 2 30 270 °C — alle 290 °C, ja/tai kiehumisen alkupiste (IBP, ENISO 3405-2019) on alle 290 °C, N edullisesti alle 288 °C, edullisemmin alle 285 °C, tai alle 280 °C; ja syötetään kierrätysvirtaa i toiseen reaktoriin osana toisen reaktorin syöttöä.

10. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, joka käsittää että monitoroidaan vähintään yhden tai useamman arvon vastaanottamiseksi vähintään yhtä tai useampaa seuraavista parametreista:

- epäpuhtauden pitoisuus parafiinisessa hiilivetysyötössä, edullisesti parafiinisen

— hiilivetysyötön pitoisuus vähintään yhtä tai useampaa seuraavista: N, $, O, P, Si, CI, Fe, alkalimetallit, maa-alkalimetallit, ja/tai koksia muodostavat yhdisteet;

- NH3- ja/tai H2S-pitoisuus hydroisomerointipoisteen kaasumaisessa faasissa, ja/tai NH3- ja/tai H2S-pitoisuus vetykrakkauspoisteen kaasumaisessa faasissa;

- — hydroisomerointipoisteen = ja/tai vetykrakkauspoisteen = fysikaalis-kemiallisia

— ominaisuuksia, edullisesti vähintään yksi tai useampi samepisteestä, jäätymispisteestä, jähmepisteestä, suodatettavuuslämpötilasta, kinemaattisesta viskositeetista, tiheydestä, ja/tai tislausominaisuudesta;

- — hydroisomerointipoisteen — ja/tai — vetykrakkauspoisteen — koostumuksellisia ominaisuuksia, edullisesti vähintään yksi tai useampi isoparafiinien pitoisuudesta, C8-C14

— -hiilivetyjen pitoisuudesta, monihaaroittuneiden isoparafiinien pitoisuudesta, ja/tai C1-C4 - hiilivetyjen pitoisuudesta hydroisomerointipoisteessa tai vetykrakkauspoisteessa;

- vähintään yhden tai useamman talteen otetun nestemäisen liikennepolttoainekomponentin ja/tai valinnaisesti erotetun kierrätysvirran saanto, edullisesti talteen otetun lentopolttoainekomponentin saanto;

- vähintään yhden tai useamman talteen otetun nestemäisen liikennepolttoainekomponentin ja/tai valinnaisesti erotetun kierrätysvirran fysikaalis- kemiallisia ominaisuuksia, edullisesti vähintään yksi tai useampi samepisteestä, jäätymispisteestä, jähmepisteestä, suodatettavuuslämpötilasta, kinemaattisesta viskositeetista, tiheydestä, tutkimusoktaaniluvusta (RON), setaaniluvusta, = ja/tai

— tislausominaisuudesta;

- vähintään yhden tai useamman talteen otetun nestemäisen

& liikennepolttoainekomponentin ja/tai valinnaisesti erotetun kierrätysvirran koostumuksellisia N ominaisuuksia, edullisesti talteen otetun polttoainekomponentin tai = polttoainekomponenttien ja/tai valinnaisesti erotetun kierrätysvirran isoparafiinien pitoisuus N 30 — ja/tai monihaaroittuneiden isoparafiinien pitoisuus; ja/tai z - lämpötilaero ensimmäisen reaktorin yli tai sen sisältämän katalyyttipedin yli, ja/tai > toisen reaktorin yli tai sen sisältämän katalyyttipedin yli;

LO verrataan vastaanotettua arvoa tai vastaanotettuja arvoja ennalta määrättyyn arvoon O tai ennalta määrättyihin arvoihin ja vertailun perustella säädetään vähintään yhtä tai useampaa käyttöolosuhdetta ensimmäisessä reaktorissa ja/tai toisessa reaktorissa, edullisesti säädetään vähintään yhtä tai useampaa lämpötilasta, paineesta, massavirrasta katalyytin massaa kohti (weigth hourly space velocity, WHSV), H2:n suhteesta parafiiniseen hiilivetysyöttöön, H:n suhteesta toisen reaktorin syöttöön, ja/tai Hz:n osapaineesta ensimmäisen reaktorin ja/tai toisen reaktorin sisääntulossa, vastaavasti, edullisemmin nostetaan lämpötilaa ja/tai painetta ensimmäisessä reaktorissa ja/tai toisessa reaktorissa, ja/tai vähennetään WHSV:a ensimmäisessä reaktorissa ja/tai toisessa reaktorissa, vastaavasti.

11. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa vetykrakkausta seuraa lisähydroisomerointi lisähydroisomerointikatalyytin läsnä ollessa, missä lisähydroisomerointi edullisesti suoritetaan patenttivaatimuksessa 2 määritellyissä — käyttöolosuhteissa.

12. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa hydroisomerointikatalyytti (190) ja/tai lisähydroisomerointikatalyytti on/ovat bifunktionaalinen hydroisomerointikatalyytti tai — bifunktionaalisia —hydroisomerointi- katalyyttejä, edullisesti sulfidoimaton bifunktionaalinen hydroisomerointikatalyytti tai — sulfidoimattomia bifunktionaalisia hydroisomerointikatalyyttejä, joka tai jotka käsittävät vähintään yhtä tai useampaa metallia valittuna jaksollisen järjestelmän ryhmästä VIII, edullisesti ryhmän VIII jalometalleista, edullisemmin Pt:sta ja/tai Pd:sta; ja vähintään yhtä tai useampaa hapanta huokoista materiaalia valittuna zeoliiteista ja/tai zeoliittityyppisistä materiaaleista, jolloin edullisesti vähintään yhden tai useamman zeoliitin — ja/tai zeoliittityyppisen materiaalin runkotyyppi on valittuna seuraavista: AEL, ATO, AFO, MRE, MTT, MTW, TON, MRT, MOR, FER, ja/tai MWW, edullisesti vähintään yhtä tai useampaa hapanta huokoista materiaalia valittuna seuraavista: SAPO-11, SAPO-31, SAPO-41, ZSM-22, ZSM-23, ZSM-48, NU-10, 2BM-30, IZM-2, EU-2, ja/tai mordeniiitti, edullisemmin vähintään yhtä tai useampaa hapanta huokoista materiaalia valittuna — seuraavista: SAPO-11, SAPO-41, ZSM-23, ja/tai ZSM-48; ja & valinnaisesti vähintään yhtä tai useampaa aluminasta, silikasta, amorfisesta silika- N aluminasta, titaanialuminasta, titaniasta, ja/tai zirkoniasta. =

13. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa N vetykrakkauskatalyytti (300) on bifunktionaalinen vetykrakkauskatalyytti, edullisesti s 30 — sulfidoimaton bifunktionaalinen vetykrakkauskatalyytti, joka käsittää S vähintään yhtä tai useampaa metallia valittuna seuraavista: jaksollisen järjestelmän O ryhmä VIII, Mo, Co ja/tai W, edullisesti Ni, Mo, Co, W, Pt, ja/tai Pd, edullisemmin Pt ja/tai O Pd; ja vähintään yhtä tai useampaa hapanta huokoista materiaalia valittuna zeoliiteista, — zeoliittityyppisistä materiaaleista, ja/tai amorfisesta silika-aluminasta, jolloin edullisesti vähintään yhden tai useamman zeoliitin tai zeoliittityyppisen materiaalin runkotyyppi on valittuna seuraavista: MFI, BEA, FAU, MOR, FER, AEL, AFI, ATO, AFO, MRE, MTT, MTW, TON, ja/tai MRT, edullisesti vähintään yhtä tai useampaa hapanta huokoista materiaalia valittuna seuraavista: SAPO-5, SAPO-11, SAPO-31, SAPO-41, ZSM-22, ZSM-23, ZSM-43, ZSM-48, IZM-2, mordeniitti, beta-zeoliitit, Y-tyypin zeoliitit, ja/tai amorfinen silika-alumina, edullisemmin vähintään yhtä tai useampaa hapanta huokoista materiaalia valittuna seuraavista: SAPO-5, SAPO-11, ZSM-23, beta-zeoliitit, Y-tyypin zeoliitit, ja/tai amorfinen silika-alumina; ja valinnaisesti vähintään yhtä tai useampaa aluminasta, silikasta, titaanialuminasta, — titaniasta, ja/tai zirkoniasta.

14. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa hydroisomerointikatalyytti (190) ja vetykrakkauskatalyytti (300) ovat keskenään erilaisia.

15. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa parafiininen hiilivetysyöttö (170) käsittää vähintään 70 paino-%, edullisesti vähintään 80 paino-%, edullisemmin vähintään 90 paino-%, vielä edullisemmin vähintään 95 paino-% parafiineja parafiinisen hiilivetysyötön kokonaispainosta, ja/tai; enintään 25 paino-%, edullisesti enintään 20 paino-%, edullisemmin enintään 15 paino-% isoparafiineja parafiinisen hiilivetysyötön parafiinien kokonaispainosta, ja/tai vähintään 70 paino-%, edullisesti vähintään 80 paino-%, edullisemmin vähintään 90 paino-%, vielä edullisemmin vähintään 95 paino-% C12-C30 -hiilivetyjä parafiinisen hiilivetysyötön kokonaispainosta, ja/tai vähintään 70 paino-%, edullisesti vähintään 80 paino-%, edullisemmin vähintään 90 paino-%, vielä edullisemmin vähintään 95 paino-% C14-C22 -hiilivetyjä parafiinisen — hiilivetysyötön kokonaispainosta. S 16. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa O parafiinisen hiilivetysyötön (170) käyttöön tarjoaminen käsittää, että O vetykäsitellään — katalyyttisesti — vetykäsittelysyöttöä, — edullisesti — katalyyttisesti N hydrodeoksygenoidaan oksygenoitua hiilivetysyöttöä, parafiinisen vetykäsittelypoisteen s 30 — saamiseksi, jolloin vetykäsittelysyöttö edullisesti käsittää vähintään yhtä tai useampaa S kasviöljyistä, eläinrasvoista, mikrobiöljyistä, termisesti nesteytetyistä orgaanisista jätteistä O ja jäännöksistä, ja/tai entsymaattisesti nesteytetyistä orgaanista jätteistä ja jäännöksistä, O ja/tai konvertoidaan synteesikaasua Fischer-Tropsch (FT) -menetelmällä parafiinisen FT- — poisteen saamiseksi,

tehdään parafiiniselle vetykäsittelypoisteelle ja/tai parafiiniselle FT-poisteelle kaasu- neste-erotusta ja valinnaisesti parafiinisen syötön fraktiointia parafiinisen hiilivetysyötön tarjoamiseksi käyttöön.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, jossa parafiinisen hiilivetysyötön (170) — käyttöön tarjoaminen käsittää, että katalyyttisesti hydrodeoksygenoidaan oksygenoitua hiilivetysyöttöä (110), ja missä hydrodeoksygenointi suoritetaan hydrodeoksygenointi- katalyytin (130) läsnä ollessa, ja lämpötilassa, joka on alueella 200 °C — 500 °C, paineessa, joka on alueella 1 MPa — 20 MPa, Hz:n osapaineen reaktorin sisääntulossa ollessa alueella 1 MPa-20 MPa, massavirran katalyytin massaa kohti (weight hourly space velocity) ollessa — alueella 0.1 - 10 kg oksygenoitua hiilivetysyöttöä per kg katalyyttiä tunnissa, ja Hz:n suhteen oksygenoituun hiilivetysyöttöön ollessa alueella 50 - 2000 normaalilitraa H2:ta per litraa oksygenoitua hiilivetysyöttöä.

18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen menetelmä, jossa hydrodeoksygenointikatalyytti (130) on sulfidoitu katalyytti, joka käsittää vähintään yhtä tai useampaa metallia jaksollisen — järjestelmän ryhmästä VIII ja/tai jaksollisen järjestelmän ryhmästä VIB, edullisesti vähintään yhtä tai useampaa seuraavista: Ni, Mo, W, ja/tai Co, vielä edullisemmin vähintään yhtä tai useampaa seuraavista: Ni ja/tai Co ja Mo ja/tai W, kuten NiMo, CoMo, NiCoMo, NIW, ja/tai NiMoW.

19. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa — parafiinisen hiilivetysyötön (170) biogeenisen hiilen pitoisuus (EN 16640 (2017)) on vähintään 50 paino-%, edullisesti vähintään 70 paino-%, edullisemmin vähintään 90 paino- %, vielä edullisemmin vähintään 95 paino-%, tai noin 100 paino-%, perustuen parafiinisen hiilivetysyötön hiilen kokonaispainoon (TC).

20. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa = 25 — fraktioinnista (240) otetaan talteen vähintään yhtä tai useampaa seuraavista: N lentopolttoainekomponenttia, dieselpolttoainekomponenttia, bensiinipolttoaine- 3 komponenttia, ja/tai meripolttoainekomponenttia, edullisesti vähintään lentopolttoaine- S komponenttia, edullisemmin vähintään lentopolttoainekomponenttia ja dieselpolttoaine- = komponenttia, vielä edullisemmin vähintään lentopolttoainekomponenttia, dieselpolttoaine- - 30 — komponenttia ja bensiinipolttoainekomponenttia. O LO

21. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa vähintään O yksi fraktioinnista talteen otetuista nestemäisistä liikennepolttoainekomponenteista on lentopolttoainekomponentti, jonka tiheys 15 *C:ssa on alueella 730 kg/m? — 772 kg/m? (EN ISO 12185-1996), T10-lämpötila on korkeintaan 205 *C (EN ISO 3405-2019), lopullinen kiehumispiste on korkeintaan 300 °C (EN ISO 3405-2019), leimahduspiste on vähintään 38 °C (IP 170-2013, Abel closed-cup -menetelmä), ja jäätymispiste on korkeintaan -40 °C (IP 529-2016).

22. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, joka käsittää, — että fraktioinnista (240) otetaan talteen lentopolttoainekomponenttia saannolla, joka on vähintään 30 paino-%, edullisesti vähintään 40 paino-%, edullisemmin vähintään 50 paino- %, kuten 30 paino-% - 90 paino-% parafiinisen hiilivetysyötön kokonaispainosta. O N O N O <Q oO N I = Nn O O LO N N O N