FR3133196A1 - Procede de fabrication d’un carbureacteur a partir de charges d’origine renouvelable - Google Patents
Procede de fabrication d’un carbureacteur a partir de charges d’origine renouvelable Download PDFInfo
- Publication number
- FR3133196A1 FR3133196A1 FR2201956A FR2201956A FR3133196A1 FR 3133196 A1 FR3133196 A1 FR 3133196A1 FR 2201956 A FR2201956 A FR 2201956A FR 2201956 A FR2201956 A FR 2201956A FR 3133196 A1 FR3133196 A1 FR 3133196A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- ethanol
- process according
- manufacturing process
- fatty acids
- origin
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 40
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 39
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims abstract description 30
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims abstract description 30
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims abstract description 30
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 claims abstract description 27
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims abstract description 26
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 25
- 125000004494 ethyl ester group Chemical group 0.000 claims abstract description 25
- 239000003925 fat Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000010913 used oil Substances 0.000 claims abstract description 10
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 claims abstract 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 91
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 37
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 32
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 29
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims description 28
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 23
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 14
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 13
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000008162 cooking oil Substances 0.000 claims description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 10
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 claims description 10
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 claims description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 6
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 5
- 238000010564 aerobic fermentation Methods 0.000 claims description 5
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 31
- 235000019197 fats Nutrition 0.000 description 20
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 14
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 239000002585 base Substances 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 7
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 7
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 7
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 6
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 6
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 6
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 5
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 5
- ALSTYHKOOCGGFT-KTKRTIGZSA-N (9Z)-octadecen-1-ol Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCO ALSTYHKOOCGGFT-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 4
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 4
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 4
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 4
- 239000002029 lignocellulosic biomass Substances 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 229940055577 oleyl alcohol Drugs 0.000 description 4
- XMLQWXUVTXCDDL-UHFFFAOYSA-N oleyl alcohol Natural products CCCCCCC=CCCCCCCCCCCO XMLQWXUVTXCDDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000178985 Moorella Species 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 235000014680 Saccharomyces cerevisiae Nutrition 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 240000006394 Sorghum bicolor Species 0.000 description 3
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 3
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 3
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 3
- -1 fatty acid esters Chemical class 0.000 description 3
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 3
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 3
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 3
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 3
- 241000193403 Clostridium Species 0.000 description 2
- 240000003133 Elaeis guineensis Species 0.000 description 2
- 235000001950 Elaeis guineensis Nutrition 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000205276 Methanosarcina Species 0.000 description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 2
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 2
- 235000011684 Sorghum saccharatum Nutrition 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 239000010775 animal oil Substances 0.000 description 2
- 238000004517 catalytic hydrocracking Methods 0.000 description 2
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 2
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 2
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 description 2
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 2
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241001468161 Acetobacterium Species 0.000 description 1
- 241001468163 Acetobacterium woodii Species 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 241000219310 Beta vulgaris subsp. vulgaris Species 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241001464894 Blautia producta Species 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-M Butyrate Chemical compound CCCC([O-])=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Natural products CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000620141 Carboxydothermus Species 0.000 description 1
- 102000005575 Cellulases Human genes 0.000 description 1
- 108010084185 Cellulases Proteins 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 241001112696 Clostridia Species 0.000 description 1
- 241001656809 Clostridium autoethanogenum Species 0.000 description 1
- 241000186566 Clostridium ljungdahlii Species 0.000 description 1
- 241001611023 Clostridium ragsdalei Species 0.000 description 1
- 241000186541 Desulfotomaculum Species 0.000 description 1
- 241000592830 Desulfotomaculum kuznetsovii Species 0.000 description 1
- 101710121765 Endo-1,4-beta-xylanase Proteins 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 241000186394 Eubacterium Species 0.000 description 1
- 241000186398 Eubacterium limosum Species 0.000 description 1
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 1
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 244000017020 Ipomoea batatas Species 0.000 description 1
- 235000002678 Ipomoea batatas Nutrition 0.000 description 1
- 240000003183 Manihot esculenta Species 0.000 description 1
- 235000016735 Manihot esculenta subsp esculenta Nutrition 0.000 description 1
- 241000205284 Methanosarcina acetivorans Species 0.000 description 1
- 241000205275 Methanosarcina barkeri Species 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000193459 Moorella thermoacetica Species 0.000 description 1
- 241000186544 Moorella thermoautotrophica Species 0.000 description 1
- 229910003294 NiMo Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000178986 Oxobacter Species 0.000 description 1
- 241001509483 Oxobacter pfennigii Species 0.000 description 1
- 241000192031 Ruminococcus Species 0.000 description 1
- 241000192263 Scheffersomyces shehatae Species 0.000 description 1
- 241000235060 Scheffersomyces stipitis Species 0.000 description 1
- 241000209056 Secale Species 0.000 description 1
- 235000007238 Secale cereale Nutrition 0.000 description 1
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 1
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 1
- 235000021536 Sugar beet Nutrition 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000499912 Trichoderma reesei Species 0.000 description 1
- 235000019714 Triticale Nutrition 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 244000098338 Triticum aestivum Species 0.000 description 1
- 108010027199 Xylosidases Proteins 0.000 description 1
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000029936 alkylation Effects 0.000 description 1
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000011278 co-treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 150000001924 cycloalkanes Chemical class 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 235000019621 digestibility Nutrition 0.000 description 1
- QLTKZXWDJGMCAR-UHFFFAOYSA-N dioxido(dioxo)tungsten;nickel(2+) Chemical compound [Ni+2].[O-][W]([O-])(=O)=O QLTKZXWDJGMCAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N ferric oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 238000007210 heterogeneous catalysis Methods 0.000 description 1
- 238000007172 homogeneous catalysis Methods 0.000 description 1
- 239000010903 husk Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 1
- 235000014593 oils and fats Nutrition 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 238000005373 pervaporation Methods 0.000 description 1
- 238000005504 petroleum refining Methods 0.000 description 1
- 150000003904 phospholipids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011181 potassium carbonates Nutrition 0.000 description 1
- RPDAUEIUDPHABB-UHFFFAOYSA-N potassium ethoxide Chemical compound [K+].CC[O-] RPDAUEIUDPHABB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000013341 scale-up Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Substances [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000011182 sodium carbonates Nutrition 0.000 description 1
- QDRKDTQENPPHOJ-UHFFFAOYSA-N sodium ethoxide Chemical compound [Na+].CC[O-] QDRKDTQENPPHOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000029305 taxis Effects 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 235000019871 vegetable fat Nutrition 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 description 1
- 241000228158 x Triticosecale Species 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 1
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G3/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
- C10G3/50—Production 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
- C07C29/15—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
- C07C29/151—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
- C07C29/1516—Multisteps
- C07C29/1518—Multisteps one step being the formation of initial mixture of carbon oxides and hydrogen for synthesis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
- C07C67/03—Preparation of carboxylic acid esters by reacting an ester group with a hydroxy group
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
- C10G45/02—Refining 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
- C10G45/04—Refining 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 characterised by the catalyst used
- C10G45/06—Refining 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 characterised by the catalyst used containing nickel or cobalt metal, or compounds thereof
- C10G45/08—Refining 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 characterised by the catalyst used containing nickel or cobalt metal, or compounds thereof in combination with chromium, molybdenum, or tungsten metals, or compounds thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G49/00—Treatment of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen-generating compounds, not provided for in a single one of groups C10G45/02, C10G45/32, C10G45/44, C10G45/58 or C10G47/00
- C10G49/02—Treatment of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen-generating compounds, not provided for in a single one of groups C10G45/02, C10G45/32, C10G45/44, C10G45/58 or C10G47/00 characterised by the catalyst used
- C10G49/04—Treatment of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen-generating compounds, not provided for in a single one of groups C10G45/02, C10G45/32, C10G45/44, C10G45/58 or C10G47/00 characterised by the catalyst used containing nickel, cobalt, chromium, molybdenum, or tungsten metals, or compounds thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11C—FATTY ACIDS FROM FATS, OILS OR WAXES; CANDLES; FATS, OILS OR FATTY ACIDS BY CHEMICAL MODIFICATION OF FATS, OILS, OR FATTY ACIDS OBTAINED THEREFROM
- C11C3/00—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom
- C11C3/003—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom by esterification of fatty acids with alcohols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/10—Feedstock materials
- C10G2300/1011—Biomass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/10—Feedstock materials
- C10G2300/1037—Hydrocarbon fractions
- C10G2300/1048—Middle distillates
- C10G2300/1051—Kerosene having a boiling range of about 180 - 230 °C
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
- C10G2400/08—Jet fuel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
- C10J2300/0916—Biomass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
- C10J2300/164—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with conversion of synthesis gas
- C10J2300/1656—Conversion of synthesis gas to chemicals
- C10J2300/1665—Conversion of synthesis gas to chemicals to alcohols, e.g. methanol or ethanol
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
- C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
- C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
- C12P7/08—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
- Fats And Perfumes (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
PROCEDE DE FABRICATION D’UN CARBUREACTEUR A PARTIR DE CHARGES D’ORIGINE RENOUVELABLE L’invention concerne un procédé de fabrication d’un carburéacteur comprenant au moins les étapes consistant à : a) fournir des esters éthyliques d’acides gras issus de la réaction de graisses animales et/ou d’huiles usagées avec du méthanol dans un réacteur de transestérification, b) fournir des hydrocarbures d’origine fossile, c) préparer une charge hydrocarbonée contenant les hydrocarbures d’origine fossile fournis par l’étape b) et les esters éthyliques d’acides gras fournis par l’étape a) en une teneur d’au plus 5% en volume par rapport à la charge hydrocarbonée, d) soumettre la charge hydrocarbonée préparée lors de l’étape c) à un hydrotraitement et obtenir une charge hydrocarbonée traitée, e) fractionner la charge hydrocarbonée traitée obtenue à l’étape d) et récupérer une fraction kérosène en tant que carburéacteur. Figure 1
Description
La présente invention concerne le domaine technique du raffinage de charges pétrolières d’origine fossile et de charges d’origine biologique, notamment pour la fabrication de carburéacteur. Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé pour obtenir un carburéacteur présentant une composante d’origine biologique (ou renouvelable).
Les carburants conventionnels de type carburéacteur, également appelés «carburant jet », « jet fuel » ou « kérosène » sont produits à partir de pétrole brut et contiennent un mélange complexe d'hydrocarbures qui ont typiquement 6 à 18 atomes de carbone. Ces hydrocarbures comprennent des alcanes linéaires et ramifiés, des cycloalcanes et des hydrocarbures aromatiques. Les points de coupe de la fraction jet-fuel varient typiquement entre 140°C et 240°C.
Un carburéacteur commercial est typiquement obtenu par mélange de différentes bases carburant. Ces bases carburant peuvent être des coupes de distillation de pétroles bruts, éventuellement hydrotraitées ou parfois soumises à un traitement d’adoucissement (procédé MEROX par exemple). Ces bases peuvent également être des coupes d’un effluent d’hydrocraqueur ou d’un effluent d’un craqueur catalytique (souvent après hydrotraitement). D’autres bases carburant peuvent être préparées par d'autres voies comme la synthèse de Fischer Tropsch suivie d'une étape de craquage. Le choix des bases carburant ainsi que leurs proportions relatives sont effectués pour que les propriétés finales du mélange répondent aux spécifications recherchées.
Du fait de la raréfaction des ressources fossiles et de préoccupations environnementales de plus en plus importantes, l'utilisation de molécules issues de la biomasse est de plus en plus recherchée pour remplacer les molécules d'origine fossile. Toutefois, la préparation de jet fuel à partir de molécules issues de la biomasse directement utilisables dans la formulation de jet fuel constitue un véritable enjeu économique et environnemental. En particulier, certains pays comme la France mettent en place de taxes incitatives relatives à l’incorporation d’énergie renouvelable dans les transports et en particulier pour le secteur de l’aviation.
Une solution pour obtenir un carburéacteur présentant une composante d’origine biologique consiste à mélanger un jet conventionnel à une base paraffinique issue de charges renouvelables telles que prévues par la norme D7566-21 permettant ainsi la production de carburants d’aviation alternatifs. Les bases pour carburant d’aviation issues de charges renouvelables pouvant être incorporées à du jet fossile sont
- Les kérosènes paraffiniques synthétiques [SPK], issus de procédés tels que le procédé Fischer-Tropsch, l’hydrotraitement d’esters et d’acides gras [HEFA-SPK] ou produit par la voie Alcohol-to-jet (transformation d’alcool en kérosène) [ATJ-SPK],
- Les isoparaffines synthétiques produites par hydrotraitement à partir de sucres fermentés [SIP-HFS],
- Les kérosènes aromatiques synthétiques obtenus par alkylation d’aromatiques légers de source non-pétrolière [SPK/A],
- Les kérosènes de synthèse obtenus à partir de la conversion hydrothermique d’esters d’acide gras et d’acide gras,
- Les kérosènes paraffiniques synthétiques [SPK] obtenus à partir d’hydrocarbures, d’esters et d’acides gras hydrotraités.
Cette solution nécessite cependant des installations de traitement spécifiques pour produire les bases paraffiniques qui seront mélangées au jet conventionnel.
Une autre solution consiste à co-traiter un hydrocarbure d’origine fossile avec une charge d’origine renouvelable, tel que prévu notamment dans la norme ASTM D1655-21c.
Ainsi, le document EP2346962 décrit un procédé permettant d’obtenir une coupe kérosène dont une partie est d’origine biologique. A cet effet, une charge d’origine pétrolière mélangée à une charge d’origine biologique est soumise à une étape d’hydrotraitement, puis fractionnée afin de récupérer une coupe kérosène. La charge d’origine biologique utilisée est une huile et/ou une graisse animale, ou un mélange de ces huiles/graisses. Les huiles et/ou graisses utilisées ne sont pas trans-estérifiées.
Le document EP2533895 décrit un catalyseur spécifique permettant de produire un biodiesel. Il décrit notamment l’utilisation de ce catalyseur pour traiter une charge qui est un mélange d’un hydrocarbure d’origine fossile (kérosène, diésel, …) et d’une biomasse choisie parmi les huiles et graisses végétales ou animales. Les huiles et/ou graisses utilisées ne sont pas trans-estérifiées. La production de jet n’est pas mentionnée.
Par ailleurs, le document EP3813539 décrit un procédé de production d’un biodiesel purifié à partir de matières premières renouvelables (telles que des graisses et des huiles) contenant des matières insaponifiables. Le procédé comprend l’estérification d’huiles ou graisses végétales pour obtenir un biodiesel brut qui est ensuite soumis à une distillation afin de produire un biodiésel purifié et un fond de distillation. Ce dernier contient plus de 2% en masse d’insaponifiables ainsi que des savons, phospholipides, protéines, composés colorés, composés sulfurés, des composés à haut point d’ébullition contenant des groupes acides ou basiques, et des mono-, di- et triglycérides. Ce fond de distillation est ensuite dilué avec une charge d’origine fossile de type distillat moyen, avant d’être soumis à une étape d’hydrodéoxygénation afin de produire des hydrocarbures de type gazole. La production de jet n’est pas mentionnée.
Parmi les charges d’origine renouvelables disponibles aujourd’hui, les charges ayant le statut de sous produits animaux au sens du règlement européen 1069/2009 et de ses actes d’exécution (EU) 142/2011, telles que les graisses animales ou les huiles usagées de cuisson (aussi désignées par l’acronyme UCO pour « Used Cooking Oil » en anglais), sont intéressantes afin de limiter l’impact environnemental du carburant produit. Ces charges sont toutefois soumises à des réglementations sanitaires contraignantes. L’utilisation de ces charges entraine des contraintes de traçabilité et des contrôles sanitaires associés notamment à la gestion des effluents aqueux. Plus encore, l’utilisation de ces charges ayant le statut de sous produits animaux nécessite de respecter les conditions de temps/températures et de pression telles que préconisées dans le règlement européen 1069/2009, ces conditions n’étant pas remplies par une étape d’hydrotraitement seule. Il existe donc un besoin pour un procédé de fabrication d’un carburéacteur par co-traitement en unité d’hydrotraitement, en particulier à partir de charges d’origine renouvelable ayant le statut de sous produits animaux, qui permette de s’affranchir des problèmes susmentionnés.
L’invention propose un procédé de de fabrication d’un carburéacteur comprenant au moins les étapes consistant à :
a) fournir des esters éthyliques d’acides gras issus de la réaction de graisses animales et/ou d’huiles usagées avec de l’éthanol dans un réacteur de transestérification,
b) fournir des hydrocarbures d’origine fossile,
c) préparer une charge hydrocarbonée contenant les hydrocarbures d’origine fossile fournis par l’étape b) et les esters éthyliques d’acide gras fournis par l’étape a) en une teneur d’au plus 5% vol par rapport à la charge hydrocarbonée,
d) soumettre la charge hydrocarbonée préparée lors de l’étape c) à un hydrotraitement et obtenir une charge hydrocarbonée traitée,
e) fractionner la charge hydrocarbonée traitée obtenue à l’étape d) et récupérer une fraction kérosène en tant que carburéacteur, ladite fraction kérosène présentant préférentiellement un point d’ébullition final inférieur à 300°C, mesuré notamment selon la norme ASTM D86-12.
Le procédé selon l’invention permet ainsi d'obtenir un carburant d’aviation dont une partie est d’origine renouvelable, ce type de carburant étant aussi appelé SAF pour « Sustainable Aviation Fuel » en anglais.
En particulier, le procédé selon l’invention peut être mis en œuvre dans les unités d’hydrotraitement existantes.
Les termes « comprenant » et « comprend » tels qu’utilisés ici sont synonymes avec « incluant », « inclut » ou « contient », « contenant », et sont inclusifs ou sans bornes et n’excluent pas de caractéristiques additionnelles, d’éléments ou d’étapes de méthodes non spécifiés.
Les expressions % en poids et % en masse ont une signification équivalente et se réfèrent à la proportion de la masse d’un produit rapportée à 100g d’une composition le comprenant.
Les points d’ébullition tels que mentionnés ici sont mesurés à pression atmosphérique, sauf indication contraire. Un point d’ébullition initial est défini comme la valeur de température à partir de laquelle une première bulle de vapeur est formée. Un point d’ébullition final est la plus haute température atteignable lors d’une distillation. A cette température, plus aucune vapeur ne peut être transportée vers un condensateur. La détermination des points initial et final fait appel à des techniques connues du métier et plusieurs méthodes adaptées en fonction du domaine de températures de distillation sont applicables, par exemple NF EN 15199-1 (version 2020) ou ASTM D2887-19 pour la mesure des points d’ébullition de fractions pétrolières par chromatographie en phase gazeuse, ASTM D7169-05 pour les hydrocarbures lourds, ASTM D7500-15(2019), D86-12 ou D1160-18 pour les distillats.
Les graisses animales et huiles usagées de cuisson, dont sont issus les esters éthyliques utilisés dans la présente invention, sont avantageusement des graisses animales et des huiles usagées de cuisson ayant le statut de sous-produits animaux, notamment au sens du règlement (CE) n°1069/2009 du Parlement européen et du Conseil du 21 octobre 2009 et du règlement (UE) n°142/2011 de la Commission (règlement d’application du règlement CE n°1069/2009).
Les graisses animales ayant le statut de sous-produit animaux sont des résidus graisseux d'origine animale, autres que les huiles alimentaires usagées de cuisson, provenant par exemple des industries alimentaires ou d'installations d'équarrissage.
Les huiles usagées de cuisson ayant le statut de sous-produits animaux sont des huiles alimentaires usagées de cuisson (huiles usagées de cuisson ou UCO), à savoir les résidus de matières grasses d'origine végétale ou animale utilisées pour l'alimentation humaine, en industrie agroalimentaire, en restauration collective ou commerciale.
Les esters éthyliques d’acides gras fournis à l’étape a) sont issus de la réaction de graisses animales et/ou d’huiles usagées avec de l’éthanol dans un réacteur de trans-estérification.
Notamment, cette étape a) peut ainsi comporter, ou consister en, une étape de transestérification des graisses animales et/ou d’huiles usagées avec de l’éthanol pour obtenir des esters éthyliques des acides gras initialement contenus dans les graisses animales et/ou huiles usagées, et de la glycérine, suivie d’une étape de séparation par distillation, décantation ou centrifugation des esters éthyliques produits.
Lors de l’étape de transestérification, les triglycérides contenus dans les graisses animales et/ou d’huiles usagées de cuisson réagissent avec l’éthanol pour obtenir des esters éthyliques des acides gras dans un réacteur de transestérification. Cette réaction, bien connue de l’homme du métier, est habituellement réalisée en présence d’un catalyseur, par un procédé de catalyse acide ou basique, homogène ou hétérogène, typiquement à une température de 25°C à 110°C ou de 35°C à 90°C et une durée de réaction de 30 minutes à 50 heures. On pourra par exemple utiliser un rapport massique catalyseur/huile de 0,25 à 8% et un rapport molaire éthanol/huile de 3 :1 à 15 :1.
Cette réaction est par exemple réalisée en présence de catalyseurs acides (acide chlorhydrique, acide sulfurique, acide sulfonique, triflorure de bore, chlorure de zinc, échangeurs d'ions acides, trioxyde d'aluminium, trioxyde de fer, etc.) ou en présence de catalyseurs basiques tels que les alcoolates et hydroxydes de métaux alcalins ainsi que les carbonates de sodium ou de potassium (hydroxyde de sodium, hydroxyde de potassium, éthanolate de sodium, éthanolate de potassium, etc.).
Les esters éthyliques d’acides gras utilisés dans la présente invention sont donc dépourvus d’impuretés de type composés insaponifiables, savons, ou autre composés provenant des graisses animales ou huiles usagées utilisées comme matière première. En particulier, leur teneur en insaponifiables est inférieure ou égale à 1%m/m (mesurée selon la norme ISO 3596 :2001).
Avantageusement, notamment lorsqu’ils sont produits à partir de graisses animales et/ou huiles usagées de cuisson qui sont des sous-produits animaux, les esters éthyliques d’acides gras fournis à l’étape a) peuvent comprendre au moins une des caractéristiques suivantes :
- au moins 9%m, typiquement de 9%m à 64%m, d’esters éthyliques d’acides gras dont la chaîne carbonée contient de 12 à 16 atomes de carbone,
- au moins 25%m, typiquement de 30%m à 98%m, d’esters éthyliques d’acides gras dont la chaîne carbonée contient 18 atomes de carbone,
- au plus4%m, typiquement de 0%m à 2%m, d’esters éthyliques d’acides gras dont la chaîne carbonée contient de 20 à 22 atomes de carbone.
Lorsque ces esters sont produits à partir de sous produits animaux qui sont des graisses animales, les esters éthyliques d’acides gras fournis à l’étape a) peuvent comprendre au moins une des caractéristiques suivantes :
- au moins 20%m, typiquement de 20%m à 64%m,
- d’esters éthyliques d’acides gras dont la chaîne carbonée contient de 12 à 16 atomes de carbone,
- au moins 25%m, typiquement de 25%m à 65%m, d’esters éthyliques d’acides gras dont la chaîne carbonée contient 18 atomes de carbone,
- au plus 4%m, typiquement de 0%m à 2%m, d’esters éthyliques d’acides gras dont la chaîne carbonée contient 20 atomes de carbone,
- au plus 1%m, typiquement de 0%m à 1%m, d’esters éthyliques d’acides gras dont la chaîne carbonée contient 22 atomes de carbone.
De préférence, la teneur en esters éthyliques d’acides gras dont la chaîne carbonée contient de 20 à 22 atomes de carbone sera la plus faible possible, de préférence nulle, afin d’améliorer les propriétés à froid et notamment le point de congélation.
L’étape a) de fourniture d’esters éthyliques d’acides gras peut notamment comprendre (i) l’obtention d’éthanol d’origine renouvelable, (ii) suivie de la réaction des graisses animales et/ou d’huiles usagées avec l’éthanol obtenu à l’étape (i) dans un réacteur de transestérification.
Par éthanol d’origine renouvelable, on entend de l’éthanol obtenu à partir de biomasse et/ou par fermentation.
A. Obtention d’éthanol d’origine renouvelable par fermentation
Dans un mode de réalisation, l’éthanol peut être obtenu par fermentation éthanolique dans un bioréacteur contenant une culture d’un ou plusieurs microorganismes.
L’éthanol d’origine renouvelable peut alors avantageusement être obtenu par :
- fermentation aérobie d’un substrat riche en sucres et/ou amidon issu de biomasse, ou
- fermentation anaérobie d’un gaz comprenant du CO, lequel peut être issu de biomasse ou non.
De l’éthanol peut ainsi être produit par fermentation aérobie d’un substrat riche en sucres et/ou amidon issu de biomasse.
Ce substrat peut par exemple comprendre, ou provenir, de la canne à sucre, de la betterave sucrière, du sorgho sucrier, du maïs, du blé, de l’orge, du seigle, du sorgho, du triticale, de la pomme de terre, de la patate douce, du manioc, et/ou de la biomasse lignocellulosique.
Le substrat riche en sucres peut aussi être issu de biomasse lignocellullosique par un traitement comprenant (i) une étape de séparation de la lignine, de la cellulose et de l’hémicellulose contenus dans la biomasse lignocellullosique, suivie (ii) d’une étape de conversion de la cellulose et/ou de l’hémicellulose en sucres.
L’obtention de ce type de substrat à partir de biomasse lignocellulosique est bien connue de l’homme du métier. La biomasse lignocellulosique est constituée essentiellement de cellulose, d’hémicellulose et de lignine. Cette biomasse provient des résidus agricoles et forestier ou des sous-produits de transformation du bois ou des cultures qu’il s’agisse de plantes ligneuses ou de plantes herbacées. Cette biomasse lignocellulosique peut aussi comprendre des drêches de distillerie et permettre la fabrication d’éthanol tel que décrit dans le document EP2675778.
La première étape (i) est une étape de prétraitement qui permet de désolidariser la matrice lignocellulosique et de libérer la cellulose et l’hémicellulose du complexe formé avec la lignine au moyen d’un ou plusieurs prétraitements. Comme prétraitement, on connaît le prétraitement à la vapeur (ou explosion à la vapeur), le prétraitement à l’eau chaude (par voie hydrothermale), l’explosion à l’ammoniac (AFEX), le prétraitement en milieu acide ou le prétraitement alcalin. Le traitement d’explosion à la vapeur consiste à traiter la biomasse, de préférence préalablement déchiquetée ou moulue, avec de de la vapeur saturée à haute pression à des températures d’environ 160 à 240°C et à des pressions de 0,7 à 4,8MPa. L’efficacité du traitement à la vapeur peut être améliorée par addition de H2SO4, CO2ou SO2en tant que catalyseur. Dans le prétraitement AFEX, la biomasse est mise en contact avec une charge d’ammoniac liquide anhydre dans un rapport de 1/1 à 2/1 (1 à 2kg d’ammoniac/kg de biomasse sèche) pendant 10 à 60 min à 60–90°C et à des pressions supérieures à 3MPa. Le prétraitement par voie hydrothermale est similaire à l’explosion à la vapeur, mais utilise de l’eau à l’état liquide à des températures élevées au lieu de la vapeur. Dans le cas du prétraitement en milieu acide, typiquement en présence d’acide dilué, une suspension aqueuse du substrat cellulosique est chauffée à la température désirée et prétraitée avec de l'acide sulfurique préchauffé (concentrations<4%masse) dans un réacteur en acier inoxydable, le traitement est effectué à une température de 140 à 215°C. Le temps de séjour varie de quelques secondes à quelques minutes en fonction de la température de traitement. Le prétraitement à la chaux est un traitement alcalin physico-chimique peu coûteux qui améliore la digestibilité de la biomasse cellulosique. En utilisant 0,1g de Ca(OH)2/g de biomasse, le traitement peut être réalisé sur une large gamme de température allant de 25 à 130°C. Le procédé Organosolv qui est procédé pour la délignification et/ou la saccharification de matériaux cellulosiques et de cultures végétales peut aussi être utilisé En général, le procédé Organosolv implique l'utilisation d'un mélange d'eau et d'un solvant tel que des alcools ou des cétones et parfois d'autres solvants de nature non polaire, ainsi qu'un composé acide pour faciliter l'hydrolyse. Un procédé de ce type est décrit par exemple dans le document US4470851A.
L’étape (ii) est une étape de conversion de la cellulose et/ou de l’hémicellulose en sucres. Elle est également bien connue de l’homme du métier. Il s’agit typiquement d’une hydrolyse qui peut être catalysée par voie acide ou par des enzymes telles que les cellulases, par exemple la soucheTrichoderma reesei, les xylanases,les xylosidases et les arabinofuranosidases.
Le substrat riche en sucres et/ou amidon est ensuite soumis à la fermentation.
A titre d’exemple, cette fermentation peut être réalisée en utilisant des microorganismes, et notamment des levures, spécialisées qui permettent d’optimiser la rentabilité du procédé de production, notamment les levures suivantes : Ethanol Red® (Fermentie), Thermosacc® (Lallemand)), Angel Super Alcohol® (Angel®) et Fali® (AB Mauric)), les souches de levureSaccharomyces cerevisiaedécrites dans le document FR3015985, les souches de levureCandida ShehataeouPichia stipitis, ou tout autre microorganisme adapté.
De l’éthanol peut aussi être produit par fermentation anaérobie d’un gaz comprenant du CO. Le substrat est alors un substrat gazeux (un gaz) contenant du CO. Ce substrat gazeux peut être un sous-produit d'un procédé industriel ou des gaz d’échappement d’automobiles. Dans certains modes de réalisation, le procédé industriel est choisi dans le groupe constitué par la fabrication de produits en métal ferreux, notamment les aciéries, la fabrication de produits non ferreux, les procédés de raffinage du pétrole, la gazéification du charbon, la production d'énergie électrique, la production de noir de carbone, la production d'ammoniac, la production de méthanol, la fabrication de coke et le reformage du méthane. Dans ces modes de réalisation, le substrat gazeux peut être capturé à partir du processus industriel avant qu'il ne soit émis dans l'atmosphère, en utilisant toute méthode appropriée. Selon la composition du gaz ainsi capturé, il peut également être souhaitable de le traiter pour éliminer toute impureté indésirable, telle que des particules de poussière, avant de l'introduire dans la fermentation. Par exemple, le gaz peut être filtré ou épuré par des méthodes connues.
Dans d'autres modes de réalisation de l'invention, le substrat gazeux peut provenir de la gazéification de la biomasse. Le processus de gazéification implique une combustion partielle de la biomasse dans un apport restreint d'air ou d'oxygène. Le gaz résultant comprend généralement principalement du CO et du H2, avec des volumes minimes de CO2, de méthane, d'éthylène et d'éthane. Par exemple, les sous-produits de la biomasse obtenus au cours de l'extraction et du traitement de produits alimentaires, tels que le sucre de la canne à sucre ou l'amidon du maïs ou des céréales, ou les déchets de biomasse non alimentaire générés par l'industrie forestière, peuvent être gazéifiés pour produire un gaz contenant du CO qui peut être utilisé dans la présente invention.
Le substrat gazeux utilisé présente typiquement une proportion notable de CO. La teneur en CO du substrat gazeux est typiquement de 15% à 100% en volume, de 15% à 95% en volume, de 40% à 95% en volume, de 40% à 60% en volume, et de 45% à 55% en volume ou est dans tout intervalle défini par deux de ces limites. Avantageusement, le gaz contenant du CO peut comprendre 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55% ou 60% de CO en volume. Des gaz ayant des teneurs plus faibles en CO, comme 6 % en volume, peuvent également être appropriés, en particulier lorsque H2et CO2sont également présents.
Il n'est pas nécessaire que le substrat gazeux contienne de l'hydrogène, mais cela n'est pas considéré comme nuisible à la production d'éthanol. Le substrat gazeux peut également contenir du CO2, par exemple, en une proportion de 1 % à 80 % en volume, ou de 1 % à 30 % en volume ou de 5 % à 10 % en volume ou dans tout intervalle défini par deux de ces limites.
Typiquement, le monoxyde de carbone sera ajouté à la réaction de fermentation à l'état gazeux, ou encore à l’état liquide. Par exemple, le monoxyde de carbone peut être fourni dans un liquide. Par exemple, un liquide peut être saturé avec un gaz contenant du monoxyde de carbone, puis ce liquide peut être ajouté à un bioréacteur. Ceci peut être réalisé en utilisant une méthodologie standard. A titre d'exemple, un générateur de dispersion de microbulles (Hensirisak et. al. Scale-up of microbubble dispersion generator for aerobic fermentation ; Applied Biochemistry and Biotechnolo RV Volume 101, Number 3 / October, 2002) pourrait être utilisé.
En outre, il est souvent souhaitable d'augmenter la concentration en CO du gaz (ou la pression partielle de CO dans le gaz) et d'accroître ainsi l'efficacité des réactions de fermentation utilisant le CO comme substrat. L'augmentation de la pression partielle de CO dans le gaz augmente le transfert de masse de CO dans un milieu de fermentation. La composition des flux gazeux utilisés pour alimenter une réaction de fermentation peut avoir un impact significatif sur l'efficacité et/ou les coûts de cette réaction. Par exemple, l’O2peut réduire l'efficacité d'un processus de fermentation anaérobie. Le traitement de gaz indésirables ou inutiles dans les étapes d'un processus de fermentation avant ou après la fermentation peut augmenter la charge de ces étapes (par exemple, lorsque le flux gazeux est comprimé avant d'entrer dans un bioréacteur, une énergie inutile peut être utilisée pour comprimer des gaz qui ne sont pas nécessaires à la fermentation). Par conséquent, il peut être souhaitable de traiter les flux de substrat, en particulier les flux de substrat dérivés de sources industrielles, afin d'éliminer les composants indésirables et d'augmenter la concentration des composants souhaitables.
Tout microorganisme capable de fermenter un substrat gazeux comprenant du CO pour produire de l'éthanol peuvent être utilisé dans la présente invention. A titre d'exemple, les micro-organismes du genreMoorella,Clostridia,Ruminococcus,Acetobacterium,Eubacterium,Butyribacterium,Oxobacter,Methanosarcina,Methanosarcina, etDesulfotomaculumpeuvent être utilisés.
À titre d'exemple, on pourra utiliser le ou les micro-organismes du genreClostridium, y compris les souches deClostridium ljungdahlii,Clostridium carboxydivorans,Clostridium ragsdaleietClostridium autoethanogenum, du genreMoorella,y comprisMoorella spHUC22-1, du genreCarboxydothermus,,Moorella thermoacetica,Moorella thermoautotrophica,Ruminococcus productus,Acetobacterium woodii, Eubacterium limosum,Butyribacterium methylotrophicum,Oxobacter pfennigii,Methanosarcina barkeri,Methanosarcina acetivorans, ouDesulfotomaculum kuznetsovii. D'autres exemples spécifiques de microorganismes sont les bactéries anaérobies carboxydotrophes. Des exemples de souches utilisables sont décrites dans le document WO201226833.
Il convient de noter que l'invention peut être appliquée à une culture mixte de deux ou plusieurs micro-organismes.
Quelle que soit la nature du substrat (gazeux ou non) utilisé, pour que la fermentation de l'éthanol se produise par croissance d'un ou plusieurs micro-organismes, un milieu nutritif approprié devra être introduit dans le bioréacteur en plus d’un substrat, dans des conditions appropriées. Un milieu nutritif contiendra des composants, tels que des vitamines et des minéraux, suffisants pour permettre la croissance du micro-organisme utilisé. Les conditions de réaction à prendre en compte sont la température, le débit du milieu, le pH, le potentiel redox du milieu, la vitesse d'agitation (en cas d'utilisation d'un réacteur à agitation continue), le niveau d'inoculum, les concentrations maximales de substrat et les vitesses d'introduction du substrat dans le bioréacteur afin de garantir que le niveau de substrat ne devienne pas limitatif, et les concentrations maximales de produit afin d'éviter l'inhibition du produit. Les conditions de réaction optimales dépendront en partie du microorganisme particulier utilisé. Les procédés de culture des micro-organismes sont connus dans l’art et l’homme du métier sait optimiser les conditions de culture pour chaque micro-organisme, en fonction de sa nature. Des exemples de conditions de fermentation convenant à la fermentation anaérobie d'un substrat comprenant du CO sont détaillés dans WO2007/117157, WO2008/115080, WO2009/022925 et WO02/08438.
Les réactions de fermentation peuvent être réalisées dans n'importe quel bioréacteur approprié. Dans certains modes de réalisation de l'invention, le bioréacteur peut comprendre un premier réacteur de croissance dans lequel les micro-organismes sont cultivés, et un second réacteur de fermentation, dans lequel le bouillon provenant du réacteur de croissance est introduit et dans lequel la plupart du produit de fermentation (éthanol, par exemple) est produit.
La fermentation aboutira à un bouillon de fermentation comprenant un produit souhaitable (éthanol) et/ou un ou plusieurs sous-produits (tels que l'acétate et le butyrate lorsque le substrat est un gaz contenant du CO) ainsi que des cellules de microorganisme, dans un milieu nutritif.
La récupération de l'éthanol peut comprendre le retrait continu d'une partie du bouillon et la récupération de l'éthanol à partir de la partie retirée du bouillon.
On peut par exemple faire passer la partie retirée du bouillon contenant de l'éthanol à travers une unité de séparation pour séparer, par exemple par filtration, les cellules bactériennes du bouillon et produire un perméat contenant de l'éthanol sans cellules, et le retour des cellules de micro-organismes dans le bioréacteur. Le perméat contenant de l'éthanol sans cellules peut alors être utilisé pour la réaction ultérieure de transestérification.
Dans certains modes de réalisation, la récupération de l'éthanol et/ou d'un ou plusieurs autres produits ou sous-produits produits dans la réaction de fermentation comprend le retrait continu d'une partie du bouillon et la récupération séparée de l'éthanol et d'un ou plusieurs autres produits à partir de la partie retirée du bouillon.
A titre d'exemple, l'éthanol peut être récupéré à partir du bouillon de fermentation en utilisant des méthodes telles que la filtration, la distillation ou l'évaporation fractionnée, la pervaporation et la fermentation extractive. La distillation de l'éthanol à partir d'un bouillon de fermentation donne un mélange azéotropique d'éthanol et d'eau (c'est-à-dire 95 % d'éthanol et 5 % d'eau). L'éthanol anhydre peut ensuite être obtenu par l'utilisation de la technologie de déshydratation de l'éthanol sur tamis moléculaire, qui est également bien connue dans l'art.
Les procédures de fermentation extractive impliquent l'utilisation d'un solvant miscible à l'eau qui présente un faible risque de toxicité pour l'organisme de fermentation, afin de récupérer l'éthanol à partir du bouillon de fermentation dilué. Par exemple, l'alcool oléylique est un solvant qui peut être utilisé dans ce type de procédé d'extraction. L'alcool oléylique est introduit en continu dans un fermenteur, à la suite de quoi ce solvant monte en formant une couche au sommet du fermenteur qui est extraite en continu et passée dans une centrifugeuse. L'eau et les cellules sont alors facilement séparées de l'alcool oléylique et renvoyées dans le bioréacteur, tandis que le solvant chargé d'éthanol est introduit dans une unité de vaporisation rapide. La plupart de l'éthanol est vaporisé et condensé, tandis que l'alcool oléylique est non volatil et est récupéré pour être réutilisé dans la fermentation.
B. Obtention d’éthanol d’origine renouvelable à partir de la biomasse
L’éthanol d’origine renouvelable peut aussi être obtenu à partir de la biomasse par conversion d’un gaz de synthèse riche en CO/H2, ce gaz synthétique étant issu de la biomasse.
La biomasse peut par exemple être gazéifiée pour produire un gaz de synthèse (ou « syngas » en anglais) riche en CO/H2, ce gaz synthétique étant ensuite converti en méthanol en présence d’un catalyseur. Un procédé de ce type est par exemple décrit dans le document WO2012003901.
Un gaz de synthèse convenant à une conversion ultérieure en éthanol peut également être obtenu par pyrolyse de biomasse.
La biomasse utilisée pour produire du gaz de synthèse peut notamment comprendre les combustibles ligneux provenant de forêts et de terres boisées naturelles (par exemple, la sciure de bois), les résidus agricoles (par exemple, les balles de riz, le fumier de paille), les cultures énergétiques qui sont cultivées exclusivement pour la production d'énergie (par exemple, le maïs et le palmier à huile), les déchets urbains (par exemple, les déchets de bois, riz, fumier de paille), les cultures énergétiques qui sont cultivées exclusivement pour la production d'énergie (par exemple, le maïs et le palmier à huile), les déchets urbains (par exemple, les déchets solides municipaux et les eaux usées) et le combustible de biomasse dérivé de déchets (par exemple, les granulés de bois).
Les hydrocarbures fossiles utilisables dans la présente invention peuvent être choisis parmi des coupes kérosènes.
Une coupe kérosène d’origine fossile présente des points d’ébullition allant de 130°C à 300°C. Elle présente typiquement un point d’ébullition initial selon la norme ASTM D86-12 de 130 à 160°C et un point d’ébullition final selon la norme ASTM D86-12 de 220°C à 300°C.Ces coupes kérosènes peuvent être :
- une coupe kérosène provenant de la distillation directe de pétrole brut,
- une coupe kérosène issue de différents procédés de conversion tels que le craquage catalytique, l’hydrocraquage et/ou la viscoréduction.
Dans le cadre d’un hydrotraitement, les hydrocarbures d’origine fossile sont avantageusement une coupe kérosène ou un mélange de coupes kérosènes, de préférence provenant de la distillation directe de pétrole brut ou de l’hydrocraquage.
La charge hydrocarbonée préparée à l’étape c) contient les hydrocarbures d’origine fossile fournis par l’étape b) et les esters éthyliques d’acides gras fournis par l’étape a) en une teneur d’au plus 5% vol par rapport à la charge hydrocarbonée.
Avantageusement, la teneur en esters éthyliques d’acides gras de la charge hydrocarbonée peut être de 0,1% en volume à 1% en volume, de préférence de 0,1% en volume à 0,9% en volume, ou de 0,1% à 0,6% en volume, davantage de préférence de 0,1%à 0,5% en volume, ou dans tout intervalle compris défini par deux de ces limites..
Cette étape de préparation peut être réalisée par simple mélange des constituants de la charge hydrocarbonée fournis aux étapes a) et b), notamment en amont de l’étape d’hydrotraitement de l’étape d), ou au cours de l’étape d).
On pourra ainsi prévoir de mélanger les constituants de la charge hydrocarbonée fournis aux étapes a) et b) en amont d’un réacteur d’hydrotraitement dans lequel est mise en œuvre l’étape d), ou à l’intérieur de ce réacteur.
L’étape d) d’hydrotraitement de la charge hydrocarbonée peut être mise en œuvre dans un ou plusieurs réacteurs. On pourra utiliser tout type de réacteur utilisé habituellement pour ce type de réaction, par exemple un réacteur à lit fixe, un réacteur à lit bouillonnant, un réacteur en slurry, etc…, de préférence un réacteur à lit fixe.
On pourra notamment utiliser un réacteur du type de ceux utilisés habituellement pour l’hydrotraitement d’hydrocarbures d’origine fossile.
Avantageusement, l’étape d) est mise en œuvre sous une pression de 15 à 130 bars et à une température de 250 à 380°C, préférentiellement de 280 à 340°C, en présence d’un catalyseur d’hydrotraitement et de dihydrogène.
Typiquement on pourra prévoir une vitesse spatiale horaire du liquide (VVH en Français, LHSV en anglais- Liquid Hourly Space Velocity) : de 0,2 à 9 hr-1, de préférence 0,5 à 7, et plus préférablement 0,8 à 1,8, et un ratio de dihydrogène : 50 à 1500 Nm3/m3de charge, de préférence 120 à 250 Nm3/m3et plus préférablement 120 à 200 Nm3/m3.
L’étape d) est typiquement mise en œuvre dans un réacteur à lit fixe, comprenant un ou plusieurs lits de catalyseurs.
Plus spécifiquement, l’étape d) peut être mise en œuvre sous une pression de 15 à 50 bars et à une température de 280°C à 340°C, en présence d’un catalyseur d’hydrotraitement et de dihydrogène, typiquement avec un taux de dihydrogène de 120 à 180 Nm3/m3de charge. Typiquement on pourra prévoir une vitesse spatiale horaire du liquide de 1 à 1,6 h-1.
Le catalyseur d’hydrotraitement est un catalyseur d’hydrotraitement classique. Les catalyseurs d’hydrotraitement classiques comprennent notamment un composé métallique actif tel que le nickel, le platine, le palladium, le rhénium, le rhodium, le tungstate de nickel, le molybdénate de nickel, le molybdène, le molybdénate de cobalt, le molybdénate de nickel, ce composé métallique pouvant être déposé ou non sur un support. Ce support peut généralement comprendre des oxydes tels que des silices, des alumines, des alumino-silicates (notamment des zéolithes), des oxydes de titane, ou encore de carbone, de tamis moléculaires, des sels ou des métaux alcalino-terreux. Lorsqu’un support est présent, il présente avantageusement une surface spécifique variant de 100 à 250 m2/g, de préférence de 150 à 200 m2/g.
Avantageusement, le catalyseur comprend au moins deux métaux des groupes 6, 9, 10, 11 du tableau périodique des éléments, de préférence au moins deux métaux tels que NiMo, CoMo, ou encore CoNiMo, de préférence sur un support d’alumine.
Lorsqu’ils sont supportés, les catalyseurs d’hydrotraitement classiques comprennent typiquement une teneur en métal de 0,01 à 25% en masse par rapport à la masse totale du catalyseur, de préférence de 15 à 20% en masse, par exemple de 20 % en masse par rapport à la masse totale du catalyseur.
Dans un mode de réalisation préféré, le catalyseur utilisé ne présente pas de fonction isomérisante ou présente une activité isomérisante négligeable dans les conditions de réaction. Dit autrement, le catalyseur ne favorise pas l’isomérisation des composés hydrocarbonés présents dans la charge. Lorsqu’un support est présent, il est de préférence peu ou pas acide.
Ainsi, un catalyseur ne présentant pas de fonction isomérisante peut comprendre au moins un métal des groupes 6, 9, 10, 11 du tableau périodique des éléments, optionnellement sur un support choisi parmi l’alumine, la silice alumine, l’alumine phosphatée, l’alumine borée, la silice alumine phosphatée, seules ou en mélange.
L’étape d’hydrotraitement d) produit un effluent contenant une fraction liquide contenant la fraction kérosène, et une fraction gazeuse.
La charge hydrotraitée obtenue en sortie de l’étape d) subit un fractionnement. Ce fractionnement peut être effectué par distillation ou stripping, notamment par ajout d’une colonne de séparation, par exemple une colonne de distillation, ou encore une colonne de stripping.
Après l’étape d’hydrotraitement, l’effluent sortant du réacteur est fractionné, typiquement par stripping, afin de récupérer une coupe kérosène. Ce fractionnement peut être mis en œuvre de sorte que la coupe kérosène forme un carburéacteur, respectant notamment les spécifications souhaitées.
La fraction kérosène récupérée présente un point d’ébullition final inférieur ou égal à 300°C, notamment mesuré selon la norme ASTM D86-12.
Le point d’ébullition initial selon la norme ASTM D86-12 peut être de 120 à 185°C. Le point d’ébullition final selon la norme ASTM D86-12 peut être de 220 à 300°C.
La fraction kérosène récupérée présente avantageusement une ou plusieurs des propriétés suivantes :
- une viscosité cinématique à -20°C de 1,2 à 8,0 mm2/s (NF EN ISO 3104-Août 1996),
- une densité à 15°C de 775 à 840 kg/m3(ASTM D4052-18 ou IP 365),
- un point de congélation d’au plus -47°C (ASTM D5972-16 ou IP435),
- un point éclair d’au moins 38°C (IP170-21 ou ASTM D56-21A).
On pourra notamment adapter les points de coupe de la fraction kérosène récupérée afin d’obtenir une fraction kérosène respectant les spécifications recherchées, par exemples celles d’un jet A1 selon la norme ASTM D1655-21, notamment au moins en ce qui concerne le point final de distillation et/ou le point de congélation et/ou le point éclair.
L’étape de fractionnement permet également de récupérer le gaz produit, notamment le méthane, lors de l’étape d’hydrotraitement.
La représente un schéma simplifié d'une unité 1 d'hydrotraitement permettant de mettre en œuvre le procédé selon l’invention.
Cette unité 1 comprend un réacteur 2 dans lequel est introduite la charge à traiter au moyen d'une ligne 3. Ce réacteur contient un ou plusieurs lits de catalyseurs d'hydrotraitement.
La charge (C), dans la présente invention, est un mélange d’une charge kérosène d’origine fossile et d’esters éthyliques d’acides gras d’origine renouvelable.
Une ligne 4 récupère l'effluent en sortie du réacteur 2 et le conduit à une section de séparation 5.
Un échangeur de chaleur 6 est placé en aval du réacteur sur la ligne 4 afin de chauffer la charge circulant dans la ligne 3, en amont du réacteur.
En amont de cet échangeur de chaleur 6, une ligne 7, raccordée sur la ligne 3, apporte à la charge à traiter un gaz riche en H2.
En aval de l'échangeur de chaleur 6, et en amont du réacteur 2, la charge mélangée au gaz riche en H2circulant dans la ligne 3 est chauffée par un four 8.
Ainsi, la charge est mélangée au gaz riche en hydrogène, puis portée à la température de réaction par l'échangeur de chaleur 6 et le four 8 avant son entrée dans le réacteur 2. Elle passe ensuite dans le réacteur 2.
A la sortie du réacteur, le mélange obtenu est refroidi, puis séparé dans la section de séparation 5, par exemple par stripping, ce qui permet d'obtenir :
- une fraction gazeuse (G), contenant notamment de l’eau provenant du stripping, des hydrocarbures gazeux, un gaz acide riche en H2S, dont une partie est réinjectée dans le gaz riche en H2mélangé à la charge, au moyen d'une ligne 9,
- une coupe kérosène (K).
Claims (10)
- Procédé de fabrication d’un carburéacteur comprenant au moins les étapes consistant à :
a) fournir des esters éthyliques d’acides gras issus de la réaction de graisses animales et/ou d’huiles usagées avec de l’éthanol dans un réacteur de transestérification,
b) fournir des hydrocarbures d’origine fossile,
c) préparer une charge hydrocarbonée contenant les hydrocarbures d’origine fossile fournis par l’étape b) et les esters éthyliques d’acides gras fournis par l’étape a) en une teneur d’au plus 5% en volume par rapport à la charge hydrocarbonée,
d) soumettre la charge hydrocarbonée préparée lors de l’étape c) à un hydrotraitement et obtenir une charge hydrocarbonée traitée,
e) fractionner la charge hydrocarbonée traitée obtenue à l’étape d) et récupérer une fraction kérosène en tant que carburéacteur, ladite fraction kérosène présentant préférentiellement un point d’ébullition final inférieur à 300°C. - Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel les graisses animales et/ou huiles usagées de cuisson utilisées à l’étape a) sont des sous-produits animaux.
- Procédé de fabrication selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les esters éthyliques d’acides gras fournis à l’étape a) comprennent au moins 9%m ou au moins 20%m d’esters éthyliques d’acides gras dont la chaîne carbonée contient de 12 à 16 atomes de carbone.
- Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les hydrocarbures d’origine fossile fournis à l’étape b) sont choisis parmi des coupes kérosènes.
- Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l’étape a) comprend :
(i) l’obtention d’éthanol d’origine renouvelable,
(ii) suivie de la réaction de graisses animales et/ou d’huiles usagées avec l’éthanol obtenu à l’étape (i) dans un réacteur de transestérification. - Procédé de fabrication selon la revendication 5, dans lequel, au cours de l’étape (i), l’éthanol d’origine renouvelable est obtenu par fermentation éthanolique dans un bioréacteur contenant une culture d’un ou plusieurs microorganismes.
- Procédé de fabrication selon la revendication 6, dans lequel, au cours de l’étape (i), l’éthanol est obtenu par :
- fermentation aérobie d’un substrat riche en sucres et/ou amidon issu de biomasse, ou
- fermentation anaérobie d’un substrat gazeux comprenant du CO.
- Procédé de fabrication selon la revendication 5, dans lequel, au cours de l’étape (i), l’éthanol d’origine renouvelable est obtenu par conversion d’un gaz de synthèse riche en CO/H2, ce gaz de synthèse étant issu de la biomasse.
- Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel l’étape d) est mise en œuvre sous une pression de 15 à 130 bars et à une température de 250 et 380°C, en présence d’un catalyseur d’hydrotraitement et de dihydrogène.
- Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le catalyseur d’hydrotraitement comprend au moins un métal des groupes 6, 9, 10, 11 du tableau périodique des éléments, optionnellement sur un support choisi parmi l’alumine, la silice alumine, l’alumine phosphatée, l’alumine borée, la silice alumine phosphatée, seules ou en mélange.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2201956A FR3133196A1 (fr) | 2022-03-07 | 2022-03-07 | Procede de fabrication d’un carbureacteur a partir de charges d’origine renouvelable |
| PCT/FR2023/050296 WO2023170360A1 (fr) | 2022-03-07 | 2023-03-03 | Procede de fabrication d'un carbureacteur a partir de charges d'origine renouvelable |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2201956A FR3133196A1 (fr) | 2022-03-07 | 2022-03-07 | Procede de fabrication d’un carbureacteur a partir de charges d’origine renouvelable |
| FR2201956 | 2022-03-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3133196A1 true FR3133196A1 (fr) | 2023-09-08 |
Family
ID=82196515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2201956A Pending FR3133196A1 (fr) | 2022-03-07 | 2022-03-07 | Procede de fabrication d’un carbureacteur a partir de charges d’origine renouvelable |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3133196A1 (fr) |
| WO (1) | WO2023170360A1 (fr) |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4470851A (en) | 1981-03-26 | 1984-09-11 | Laszlo Paszner | High efficiency organosolv saccharification process |
| WO2002008438A2 (fr) | 2000-07-25 | 2002-01-31 | Bioengineering Resources, Inc. | Procedes permettant d'augmenter la production d'ethanol a partir de la fermentation microbienne |
| WO2007117157A1 (fr) | 2006-04-07 | 2007-10-18 | Lanzatech New Zealand Limited | Fermentation microbienne de substrats gazeux pour produire des alcools |
| FR2904324A1 (fr) * | 2006-07-27 | 2008-02-01 | Total France Sa | Procede d'hydrotraitement d'une charge gazole, reacteur d'hydrotraitement pour la mise en oeuvre dudit procede, et unite d'hydroraffinage correspondante. |
| WO2008115080A1 (fr) | 2007-03-19 | 2008-09-25 | Lanzatech New Zealand Limited | Procédé de production d'alcool |
| WO2009022925A1 (fr) | 2007-08-15 | 2009-02-19 | Lanzatech New Zealand Limited | Procédés de production d'alcools |
| WO2010144684A2 (fr) * | 2009-06-12 | 2010-12-16 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Procédé de préparation de carburants diesel à l'aide d'huiles végétales ou de dérivés d'acides gras |
| EP2346962A2 (fr) | 2008-10-24 | 2011-07-27 | Total Raffinage Marketing | Procede d'obtention de biokerosene |
| WO2012003901A1 (fr) | 2010-07-05 | 2012-01-12 | Haldor Topsøe A/S | Procédé pour la préparation d'éthanol et d'alcools supérieurs |
| WO2012026833A1 (fr) | 2010-08-26 | 2012-03-01 | Lanzatech New Zealand Limited | Procédé de production d'éthanol et d'éthylène par fermentation |
| EP2533895A1 (fr) | 2010-02-11 | 2012-12-19 | Sk Innovation Co., Ltd. | Catalyseur pour la production de biodiesel hydrogéné (hbd) et son procédé de production |
| EP2675778A1 (fr) | 2011-02-14 | 2013-12-25 | Quad County Corn Processors | Procédé et système de production d'éthanol à partir de sous-produit d'installation de production d'éthanol |
| FR3015985A1 (fr) | 2013-12-30 | 2015-07-03 | Lesaffre & Cie | Souches de levures pour la production d'ethanol de premiere generation |
| US20150322378A1 (en) * | 2013-03-15 | 2015-11-12 | Heliae Development Llc | Direct transesterification of algal biomass for synthesis of fatty acid ethyl esters (faee) |
| EP3813539A1 (fr) | 2018-05-03 | 2021-05-05 | Renewable Energy Group, Inc. | Procédés et dispositifs pour la production de biodiesel, d'hydrocarbures de type diesel, et produits obtenus à partir de ceux-ci |
-
2022
- 2022-03-07 FR FR2201956A patent/FR3133196A1/fr active Pending
-
2023
- 2023-03-03 WO PCT/FR2023/050296 patent/WO2023170360A1/fr unknown
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4470851A (en) | 1981-03-26 | 1984-09-11 | Laszlo Paszner | High efficiency organosolv saccharification process |
| WO2002008438A2 (fr) | 2000-07-25 | 2002-01-31 | Bioengineering Resources, Inc. | Procedes permettant d'augmenter la production d'ethanol a partir de la fermentation microbienne |
| WO2007117157A1 (fr) | 2006-04-07 | 2007-10-18 | Lanzatech New Zealand Limited | Fermentation microbienne de substrats gazeux pour produire des alcools |
| FR2904324A1 (fr) * | 2006-07-27 | 2008-02-01 | Total France Sa | Procede d'hydrotraitement d'une charge gazole, reacteur d'hydrotraitement pour la mise en oeuvre dudit procede, et unite d'hydroraffinage correspondante. |
| WO2008115080A1 (fr) | 2007-03-19 | 2008-09-25 | Lanzatech New Zealand Limited | Procédé de production d'alcool |
| WO2009022925A1 (fr) | 2007-08-15 | 2009-02-19 | Lanzatech New Zealand Limited | Procédés de production d'alcools |
| EP2346962A2 (fr) | 2008-10-24 | 2011-07-27 | Total Raffinage Marketing | Procede d'obtention de biokerosene |
| WO2010144684A2 (fr) * | 2009-06-12 | 2010-12-16 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Procédé de préparation de carburants diesel à l'aide d'huiles végétales ou de dérivés d'acides gras |
| EP2533895A1 (fr) | 2010-02-11 | 2012-12-19 | Sk Innovation Co., Ltd. | Catalyseur pour la production de biodiesel hydrogéné (hbd) et son procédé de production |
| WO2012003901A1 (fr) | 2010-07-05 | 2012-01-12 | Haldor Topsøe A/S | Procédé pour la préparation d'éthanol et d'alcools supérieurs |
| WO2012026833A1 (fr) | 2010-08-26 | 2012-03-01 | Lanzatech New Zealand Limited | Procédé de production d'éthanol et d'éthylène par fermentation |
| EP2675778A1 (fr) | 2011-02-14 | 2013-12-25 | Quad County Corn Processors | Procédé et système de production d'éthanol à partir de sous-produit d'installation de production d'éthanol |
| US20150322378A1 (en) * | 2013-03-15 | 2015-11-12 | Heliae Development Llc | Direct transesterification of algal biomass for synthesis of fatty acid ethyl esters (faee) |
| FR3015985A1 (fr) | 2013-12-30 | 2015-07-03 | Lesaffre & Cie | Souches de levures pour la production d'ethanol de premiere generation |
| EP3813539A1 (fr) | 2018-05-03 | 2021-05-05 | Renewable Energy Group, Inc. | Procédés et dispositifs pour la production de biodiesel, d'hydrocarbures de type diesel, et produits obtenus à partir de ceux-ci |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| HENSIRISAK: "Scale-up of microbubble dispersion generator for aerobic fermentation", APPLIED BIOCHEMISTRY AND BIOTECHNOLO RV, vol. 101, no. 3, October 2002 (2002-10-01) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023170360A1 (fr) | 2023-09-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8241881B2 (en) | Production of gasoline from fermentable feedstocks | |
| Mesa et al. | Desirability function for optimization of Dilute Acid pretreatment of sugarcane straw for ethanol production and preliminary economic analysis based in three fermentation configurations | |
| US8148579B2 (en) | Production of gasoline from fermentable feedstocks | |
| Demirbas | Competitive liquid biofuels from biomass | |
| Vohra et al. | Bioethanol production: Feedstock and current technologies | |
| Gutiérrez et al. | Process integration possibilities for biodiesel production from palm oil using ethanol obtained from lignocellulosic residues of oil palm industry | |
| CA2824993C (fr) | Systemes et procedes d'hydrolyse de biomasse | |
| Huber et al. | Synthesis of transportation fuels from biomass: chemistry, catalysts, and engineering | |
| US20190002930A1 (en) | Wet oxidation of biomass | |
| EP3009515A1 (fr) | Production d'huiles microbiennes | |
| Basile et al. | Second and third generation of feedstocks: The evolution of biofuels | |
| EP2697383B1 (fr) | Procédé de production d'éthanol à partir de biomasse cellulosique ou lignocellulosique avec recyclage d'un vin éthylique issu de la fermentation des pentoses | |
| WO2023170360A1 (fr) | Procede de fabrication d'un carbureacteur a partir de charges d'origine renouvelable | |
| Sharma et al. | Introduction to lignocellulosic ethanol | |
| WO2023233098A1 (fr) | Procede de fabrication de fluides hydrocarbones a partir de charges d'origine renouvelable | |
| Malinowski et al. | An analysis of physico-chemical properties of the next generation biofuels and their correlation with the requirements of diesel engine | |
| Bartocci et al. | Biofuels: Types and Process Overview | |
| Sillanpää et al. | Biofuels and bioenergy | |
| WO2024023161A1 (fr) | Composition renouvelable de carburéacteur à teneur élevée en composés naphténiques et procédé de préparation associé | |
| WO2024023162A1 (fr) | Composition renouvelable de carburéacteur à teneur élevée en composés naphténiques | |
| WO2023170359A1 (fr) | Procede de fabrication d'un carbureacteur a partir de charges d'origine renouvelable | |
| Konur | 20 Propanediol Production from Glycerol | |
| Awoyale | Paper 1, HPBPLB, Accepted and Published Journal Paper of Biofuels, Bioproducts and Biorefining, John Wiley & Sons, Ltd Awoyale Adeolu A. and Lokhat, David (2019) Harnessing the Potential of bioethanol production from lignocellulosic biomass in Nigeria–a review | |
| Ibifubara et al. | BIOCONVERSION OF CHEAP AND LOCALLY AVAILABLE LIGNOCELLULOSIC SUBSTRATES FOR BIOETHANOL PRODUCTION | |
| EP4402222A1 (fr) | Composition renouvelable de carbureacteur |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20230908 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |