ITMI20081641A1 - USEFUL HYDROCARBURIC COMPOSITION AS FUEL AND FUEL OBTAINED FROM A PETROLEUM COMPONENT AND A MIXTURE OF BIOLOGICAL ORIGIN - Google Patents
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Description
Composizione idrocarburica utile come carburante e combustibile ottenuta da una componente petrolifera e una miscela di origine biologica Hydrocarbon composition useful as a fuel and fuel obtained from a petroleum component and a mixture of biological origin
Descrizione Description
L’invenzione riguarda una composizione idrocarburica, utile come carburante e/o combustibile ottenuta mediante un processo comprendente uno stadio di idrodeossigenazione di una miscela di origine biologica contenente esteri di acidi grassi, con eventualmente quote di acidi grassi liberi, e uno stadio di mescolamento con una componente di origine petrolifera, detto stadio di mescolamento potendo essere realizzato prima o dopo lo stadio di idrodeossigenazione. E’ noto aggiungere alchilesteri di acidi grassi a composizioni di carburante diesel allo scopo di ridurre l’impatto ambientale derivante dall’uso di carburanti convenzionali di origine petrolifera. L’aggiunta di questi composti di origine biologica può però determinare una perdita di qualità della miscela risultante, dovuta sia al fatto che tali composti possiedono peggiori proprietà dal punto di vista del comportamento a freddo rispetto ai carburanti diesel di origine petrolifera, sia al fatto che tali composti introducono problemi di instabilità legati alla presenza di insaturazioni. The invention relates to a hydrocarbon composition, useful as a fuel and / or fuel obtained by a process comprising a hydrodeoxygenation step of a mixture of biological origin containing esters of fatty acids, possibly with shares of free fatty acids, and a mixing step with a component of petroleum origin, said mixing stage being able to be carried out before or after the hydrodeoxygenation stage. It is known to add fatty acid alkyl esters to diesel fuel compositions in order to reduce the environmental impact deriving from the use of conventional petroleum fuels. However, the addition of these compounds of biological origin can cause a loss of quality of the resulting mixture, due both to the fact that these compounds have worse properties from the point of view of cold behavior compared to diesel fuels of petroleum origin, and to the fact that such compounds introduce problems of instability linked to the presence of unsaturations.
Nella domanda WO2004/022674 viene descritta una composizione per motori diesel contenente : In application WO2004 / 022674 a composition for diesel engines is described containing:
a) da 0.1 a 99 % in volume di un componente di origine biologica ottenuto per idrogenazione e decomposizione di acidi grassi o esteri di acidi grassi a dare idrocarburi che vengono eventualmente successivamente isomerizzati, b) 0-20 % in volume di un componente ossigenato, entrambi i componenti (a) e (b) essendo miscelati con una componente diesel. Preferibilmente la componente (a) viene utilizzata nella forma che ha subito isomerizzazione e dagli esempi risultano necessarie elevate quantità di detta componente (a) isomerizzata, dal 30 al 60 %, per ottenere significative variazioni del numero di cetano. a) from 0.1 to 99% by volume of a component of biological origin obtained by hydrogenation and decomposition of fatty acids or esters of fatty acids to give hydrocarbons which are possibly subsequently isomerized, b) 0-20% by volume of an oxygenated component, both components (a) and (b) being blended with a diesel component. Preferably the component (a) is used in the form which has undergone isomerization and from the examples high quantities of said isomerized component (a) are required, from 30 to 60%, to obtain significant variations in the cetane number.
Nella domanda EP 1693432 viene descritto un processo di idroconversione di una miscela contenente dal 1 al 75 % in peso di un olio o grasso naturale (1) e, come restante parte, un olio minerale (2). Il processo viene realizzato a pressione elevata , compresa tra 4 e 10 Mpa, preferibilmente tra 5 e 8 MPa. Application EP 1693432 describes a process of hydroconversion of a mixture containing from 1 to 75% by weight of a natural oil or fat (1) and, as the remaining part, a mineral oil (2). The process is carried out at high pressure, between 4 and 10 Mpa, preferably between 5 and 8 MPa.
Nella domanda WO 2007/003709 viene descritto un processo per la preparazione di miscele idrocarburiche nell’intervallo del diesel comprendente sottoporre ad un primo stadio di idrotrattamento e ad un secondo stadio di isomerizzazione una alimentazione di origine biologica contenente più che il 5 % di acidi grassi liberi e un agente diluente scelto tra gli idrocarburi di origine biologica o non-biologica, in particolare preferibilmente un prodotto di riciclo del processo stesso. Application WO 2007/003709 describes a process for the preparation of hydrocarbon mixtures in the diesel range comprising subjecting to a first hydrotreatment stage and a second isomerization stage a feed of biological origin containing more than 5% of acids free fats and a diluting agent selected from hydrocarbons of biological or non-biological origin, in particular preferably a recycled product of the process itself.
Nella domanda PCT/EP08/001918 viene descritta una composizione idrocarburica contenente una componente petrolifera (A) e una componente di origine biologica (B), dove detta componente (B) à ̈ presente in una quantità che arriva fino al 75 % v/v rispetto alla composizione totale, e dove detta componente (B) viene preparata a partire da una miscela di origine biologica (C) contenente esteri di acidi grassi, con eventualmente quote di acidi grassi liberi, mediante un processo che comprende i seguenti stadi: Application PCT / EP08 / 001918 describes a hydrocarbon composition containing a petroleum component (A) and a component of biological origin (B), where said component (B) is present in an amount that reaches up to 75% v / v with respect to the total composition, and where said component (B) is prepared starting from a mixture of biological origin (C) containing fatty acid esters, possibly with shares of free fatty acids, by means of a process which includes the following stages:
(1) idrodeossigenazione della miscela di origine biologica (C); (1) hydrodeoxygenation of the mixture of biological origin (C);
(2) idroisomerizzazione della miscela risultante dallo stadio (1), dopo eventuale separazione dell’acqua e del flusso gassoso. (2) hydroisomerization of the mixture resulting from step (1), after possible separation of the water and the gaseous flow.
Sono state ora trovate composizioni idrocarburiche, utili come carburante e/o combustibile, ottenute mediante un processo comprendente uno stadio di idrodeossigenazione di una miscela di origine biologica (B) contenente esteri di acidi grassi, con eventualmente quote di acidi grassi liberi, e uno stadio di mescolamento con una componente di origine petrolifera (A), detto stadio di mescolamento potendo essere realizzato prima o dopo lo stadio di idrodeossigenazione, dove dette composizioni mostrano caratteristiche migliorate in termini di numero di cetano e di densità , senza mostrare il sostanziale peggioramento dal punto di vista del comportamento a freddo atteso considerando le caratteristiche della componente di origine petrolifera (A) e della componente di origine biologica derivante dalla idrodeossigenazione della miscela (B), considerate singolarmente. Hydrocarbon compositions have now been found, useful as fuel and / or fuel, obtained by a process comprising a hydrodeoxygenation step of a mixture of biological origin (B) containing esters of fatty acids, possibly with shares of free fatty acids, and a step of mixing with a component of petroleum origin (A), said mixing stage being able to be carried out before or after the hydrodeoxygenation stage, where said compositions show improved characteristics in terms of cetane number and density, without showing the substantial worsening from the point view of the expected cold behavior considering the characteristics of the component of petroleum origin (A) and of the component of biological origin deriving from the hydrodeoxygenation of the mixture (B), considered individually.
E’ quindi un oggetto della presente invenzione una composizione idrocarburica preparata mediante un processo comprendente: Therefore, an object of the present invention is a hydrocarbon composition prepared by a process comprising:
- uno stadio di idrodeossigenazione di una miscela di origine biologica (B) contenente esteri di acidi grassi, con eventualmente quote di acidi grassi liberi, - uno stadio di mescolamento con una componente di origine petrolifera (A), detta componente (A) essendo in quantità che varia tra 80 e 99 % v/v rispetto alla miscela risultante dal mescolamento. - a hydrodeoxygenation step of a mixture of biological origin (B) containing esters of fatty acids, possibly with shares of free fatty acids, - a mixing step with a component of petroleum origin (A), said component (A) being in quantity that varies between 80 and 99% v / v with respect to the mixture resulting from mixing.
Le composizioni così ottenute sono direttamente utilizzabili sia come carburante diesel per motori sia come gasolio per riscaldamento. The compositions thus obtained are directly usable both as diesel fuel for engines and as diesel oil for heating.
Secondo un particolare aspetto dell’invenzione le composizioni possono essere preparate mediante diretto mescolamento della componente petrolifera (A) con il prodotto ottenuto dallo stadio di idrodeossigenazione della miscela di origine biologica (B), preferibilmente mediante mescolamento o incorporazione di detto prodotto di idroideossigenazione nella componente di origine petrolifera (A), in particolare mediante mescolamento o incorporazione di detto prodotto di idrodeossigenazione in tagli diesel o miscele di tagli diesel. According to a particular aspect of the invention, the compositions can be prepared by directly mixing the petroleum component (A) with the product obtained from the hydrodeoxygenation step of the mixture of biological origin (B), preferably by mixing or incorporating said hydrodeoxygenation product into the component of petroleum origin (A), in particular by mixing or incorporating said hydrodeoxygenation product into diesel cuts or mixtures of diesel cuts.
E’ quindi un particolare oggetto della presente invenzione una composizione idrocarburica preparata mediante un processo comprendente i seguenti stadi: Therefore, a particular object of the present invention is a hydrocarbon composition prepared by a process comprising the following steps:
(1) idrodeossigenazione di una miscela di origine biologica (B) contenente esteri di acidi grassi, con eventualmente quote di acidi grassi liberi, (1) hydrodeoxygenation of a mixture of biological origin (B) containing fatty acid esters, possibly with shares of free fatty acids,
(2) mescolamento del prodotto così ottenuto con una componente di origine petrolifera (A), detta componente (A) essendo in quantità che varia tra 80 e 99 % v/v rispetto alla miscela risultante dal mescolamento. (2) mixing of the product thus obtained with a component of petroleum origin (A), said component (A) being in a quantity that varies between 80 and 99% v / v with respect to the mixture resulting from mixing.
Nello stadio (2), quindi, il prodotto di idrodeossigenazione della miscela di origine biologica (B), in quantità che varia tra 1 e 20 % v/v, viene mescolato con la componente di origine petrolifera (A), in quantità che varia tra 80 e 99 % v/v, entrambe le quantità riferite alla miscela risultante. In step (2), therefore, the hydrodeoxygenation product of the mixture of biological origin (B), in a quantity that varies between 1 and 20% v / v, is mixed with the component of petroleum origin (A), in a quantity that varies between 80 and 99% v / v, both quantities referring to the resulting mixture.
La miscela risultante dallo stadio (2) sarà quindi caratterizzata dal fatto di contenere dal 1 al 20 % v/v del prodotto di idrodeossigenazione della miscela di origine biologica (B) e dal 80 al 99 % v/v di componente di origine petrolifera (A), entrambi gli intervalli di concentrazioni essendo riferiti alla miscela risultante dal mescolamento. The mixture resulting from step (2) will therefore be characterized by the fact that it contains from 1 to 20% v / v of the hydrodeoxygenation product of the mixture of biological origin (B) and from 80 to 99% v / v of component of petroleum origin ( A), both concentration ranges being referred to the mixture resulting from mixing.
Eventuali altri additivi presenti nella composizione finale possono essere introdotti sia nella composizione finale stessa che nella componente (A) o nella componente di origine biologica (B) prima del loro mescolamento. Any other additives present in the final composition can be introduced both in the final composition itself and in the component (A) or in the component of biological origin (B) before their mixing.
Secondo un altro particolare aspetto della presente invenzione le composizioni possono essere preparate mediante mescolamento della miscela di origine biologica (B) e della componente di origine petrolifera (A), seguito da uno stadio in cui la miscela risultante viene sottoposta ad idrodeossigenazione. According to another particular aspect of the present invention, the compositions can be prepared by mixing the mixture of biological origin (B) and the component of petroleum origin (A), followed by a step in which the resulting mixture is subjected to hydrodeoxygenation.
E’ quindi un particolare oggetto della presente invenzione una composizione idrocarburica preparata mediante un processo, detto “di coalimentazione†, comprendente i seguenti stadi: Therefore, a particular object of the present invention is a hydrocarbon composition prepared by means of a process, called â € œcoalimentationâ €, comprising the following stages:
(a) mescolamento della componente (A) con la miscela di origine biologica (B), contenente esteri di acidi grassi, con eventualmente quote di acidi grassi liberi, dove detta componente (A) à ̈ in quantità che varia tra 80 e 99 % v/v rispetto alla miscela risultante dal mescolamento, (a) mixing of component (A) with the mixture of biological origin (B), containing esters of fatty acids, possibly with shares of free fatty acids, where said component (A) is in a quantity that varies between 80 and 99% v / v with respect to the mixture resulting from mixing,
(b) idrodeossigenazione della miscela ottenuta al precedente stadio (a). (b) hydrodeoxygenation of the mixture obtained in the previous step (a).
Nello stadio (a), quindi, la miscela di origine biologica (B), in quantità che varia tra 1 e 20 % v/v, viene mescolato con la componente di origine petrolifera (A), in quantità che varia tra 80 e 99 % v/v, entrambe le quantità intese rispetto alla miscela risultante. In step (a), therefore, the mixture of biological origin (B), in a quantity that varies between 1 and 20% v / v, is mixed with the component of petroleum origin (A), in a quantity that varies between 80 and 99 % v / v, both quantities intended with respect to the resulting mixture.
La miscela risultante dallo stadio (a) sarà quindi caratterizzata dal fatto di contenere dal 1 al 20 % v/v di miscela di origine biologica (B) e dal 80 al 99 % v/v di componente di origine petrolifera (A), entrambi gli intervalli di concentrazioni essendo riferiti alla miscela risultante dal mescolamento. The mixture resulting from step (a) will therefore be characterized by the fact that it contains from 1 to 20% v / v of a mixture of biological origin (B) and from 80 to 99% v / v of component of petroleum origin (A), both the concentration ranges referring to the mixture resulting from mixing.
In questo caso eventuali altri additivi presenti nella composizione finale vengono introdotti dopo lo stadio di idrodeossigenazione. In this case, any other additives present in the final composition are introduced after the hydrodeoxygenation step.
Il mescolamento allo stadio (a) può essere realizzato prima di alimentare la miscela al reattore di idrodeossigenazione, oppure può essere realizzato all’interno del reattore stesso di idrodeossigenazione, alimentando la miscela (B) e la componente (A) separatamente, alla testa del reattore e/o in diversi punti del reattore, ad esempio tra i letti catalitici o tra reattori in serie. The mixing in stage (a) can be carried out before feeding the mixture to the hydrodeoxygenation reactor, or it can be carried out inside the hydrodeoxygenation reactor itself, feeding the mixture (B) and component (A) separately, to the head of the reactor and / or at different points in the reactor, for example between catalytic beds or between reactors in series.
E’ un aspetto preferito alimentare la componente (A) alla testa del reattore e la miscela (B) in diversi punti del reattore , ad esempio tra i letti catalitici o i reattori in serie. It is a preferred aspect to feed the component (A) to the reactor head and the mixture (B) in different points of the reactor, for example between the catalytic beds or the reactors in series.
E’ possibile anche operare in modo misto, ossia alimentando una miscela di (A) e (B) alla testa del reattore, e parte di (A) e/o parte di (B), separatamente, in diversi punti del reattore. It is also possible to operate in a mixed way, ie by feeding a mixture of (A) and (B) to the reactor head, and part of (A) and / or part of (B), separately, in different points of the reactor.
Secondo un aspetto preferito di questo modo di operare, mediante co-alimentazione, la miscela (B), quando contiene acidi grassi, li contiene in quantità inferiore al 5 % in peso rispetto al peso della miscela (B) stessa. According to a preferred aspect of this way of operating, by means of co-feeding, the mixture (B), when it contains fatty acids, contains them in quantities lower than 5% by weight with respect to the weight of the mixture (B) itself.
Le composizioni preparate secondo questa sequenza di stadi in cui il mescolamento tra la miscela (B) e la componente (A) viene realizzata prima dello stadio idrodeossigenazione, sono particolarmente preferite in quanto non solo presentano proprietà a freddo migliori rispetto all’atteso, ma anche perché in questo caso si riscontra un inaspettato effetto sinergico legato al fatto di realizzare la idrodeossigenazione in presenza della componente idrocarburica (A): detto modo di procedere conferisce alla composizione finale caratteristiche migliori anche rispetto a quelle che si otterrebbero se lo stesso prodotto finale venisse preparato per miscelamento delle singole componenti. Nella preparazione delle composizioni della presente invenzione si utilizza una quantità di componente petrolifera (A) che varia tra 80 e 99 % v/v rispetto alla miscela risultante dallo stadio di mescolamento, preferibilmente tra 85 e 98, ancor più preferibilmente tra 85 e 95 % v/v; sono ulteriormente più preferite le composizioni preparate utilizzando una quantità di componente petrolifera (A) nell’intervallo maggiore di 90 e minore di 95 % v/v. The compositions prepared according to this sequence of stages in which the mixing between the mixture (B) and the component (A) is carried out before the hydrodeoxygenation stage, are particularly preferred as they not only have better cold properties than expected, but also because in this case there is an unexpected synergistic effect linked to the fact of achieving hydrodeoxygenation in the presence of the hydrocarbon component (A): this procedure gives the final composition better characteristics even than those that would be obtained if the same final product was prepared by mixing the individual components. In the preparation of the compositions of the present invention, a quantity of petroleum component (A) is used which varies between 80 and 99% v / v with respect to the mixture resulting from the mixing step, preferably between 85 and 98, even more preferably between 85 and 95% v / v; compositions prepared using a quantity of petroleum component (A) in the range greater than 90 and less than 95% v / v are further preferred.
La composizione idrocarburica della presente invenzione à ̈ caratterizzata da migliorate proprietà in termini di numero di cetano, senza presentare i peggioramenti in termini di proprietà a freddo attesi se si considerassero le medesime proprietà della componente di origine petrolifera (A) e del prodotto risultante dalla idrodeossigenazione della miscela di origine biologica (B), prese singolarmente. The hydrocarbon composition of the present invention is characterized by improved properties in terms of cetane number, without presenting the worsening in terms of cold properties expected if the same properties of the component of petroleum origin (A) and of the product resulting from hydrodeoxygenation are considered. of the mixture of biological origin (B), taken individually.
Le miscele di origine biologica (B) utilizzate nella presente invenzione sono miscele contenti esteri di acidi grassi, con eventualmente quote di acidi grassi liberi. Dette miscele (B) possono essere di origine vegetale o animale. Tipicamente gli esteri degli acidi grassi contenuti in dette miscele (B) sono trigliceridi di acidi grassi, dove la catena idrocarburica dell’acido grasso può contenere da 12 a 24 atomi di carbonio e può essere mono o poli-insatura. Le miscele di origine biologica (B) possono essere scelte tra oli vegetali, grassi vegetali, grassi animali, oli di pesce o loro miscele. Oli o grassi vegetali possono essere oli di girasole, colza, canola, palma, soia, canapa, oliva, lino, arachidi, ricino, senape, cocco o oli grassi contenuti nella polpa degli alberi di pino (“tall oil†), o loro miscele. Oli o grassi animali possono essere scelti tra lardo, strutto, sego, grassi del latte, e loro miscele. Sono utilizzabili anche oli o grassi di riciclo dell’industria alimentare, sia di origine animale che vegetale. Gli oli o grassi vegetali possono derivare anche da piante selezionate mediante manipolazione genetica. The mixtures of biological origin (B) used in the present invention are mixtures containing esters of fatty acids, possibly with shares of free fatty acids. Said mixtures (B) can be of vegetable or animal origin. Typically the esters of fatty acids contained in said mixtures (B) are triglycerides of fatty acids, where the hydrocarbon chain of the fatty acid can contain from 12 to 24 carbon atoms and can be mono or polyunsaturated. The mixtures of biological origin (B) can be chosen from vegetable oils, vegetable fats, animal fats, fish oils or their mixtures. Vegetable oils or fats can be sunflower, rapeseed, canola, palm, soybean, hemp, olive, flax, peanut, castor, mustard, coconut or fatty oils contained in pine tree pulp (â € œtall oilâ €), or their blends. Animal oils or fats can be chosen from lard, lard, tallow, milk fats, and their mixtures. Recycled oils or fats from the food industry, both of animal and vegetable origin, can also be used. Vegetable oils or fats can also derive from plants selected by genetic manipulation.
Per quanto riguarda le componenti petrolifere (A) sono ben utilizzabili nelle composizioni idrocarburiche della presente invenzione tutti i tagli diesel noti; sono anche componenti petrolifere adatte quelle derivanti dalla miscelazione di tagli diesel di diversa origine e composizione. Il contenuto di zolfo di questi tagli diesel à ̈ preferibilmente compreso tra 2000 e 50 mg/kg, e ancor più preferibilmente tra 50 e 3 mg/kg, quando la composizione idrocarburica viene preparata mediante mescolamento della componente (A) con il prodotto ottenuto dallo stadio di idrodeossigenazione della miscela di origine biologica (B). Quando le composizioni idrocarburiche vengono preparate mediante mescolamento della miscela di origine biologica (B) e della componente petrolifera (A), seguito da uno stadio in cui la miscela risultante à ̈ sottoposta ad idrodeossigenazione, il contenuto di zolfo dei tagli diesel utilizzati à ̈ preferibilmente minore del 3 % in peso. Tipici tagli diesel sono i distillati medi definiti come tagli petroliferi, preferibilmente aventi un punto di ebollizione compreso tra 180 e 380°C. Esempi di questi tagli possono essere gasoli da distillazione primaria, gasoli da distillazione sotto vuoto, e da cracking termico o catalitico, come ad esempio il taglio gasolio desolforato proveniente da cracking catalitico a letto fluido (light cycle oil (LCO)), i carburanti derivanti da un processo Fischer-Topsch o di origine sintetica. As regards the petroleum components (A), all known diesel cuts are well usable in the hydrocarbon compositions of the present invention; also suitable petroleum components are those deriving from the mixing of diesel cuts of different origin and composition. The sulfur content of these diesel cuts is preferably between 2000 and 50 mg / kg, and even more preferably between 50 and 3 mg / kg, when the hydrocarbon composition is prepared by mixing component (A) with the product obtained from hydrodeoxygenation stage of the mixture of biological origin (B). When the hydrocarbon compositions are prepared by mixing the mixture of biological origin (B) and the petroleum component (A), followed by a stage in which the resulting mixture is subjected to hydrodeoxygenation, the sulfur content of the diesel cuts used is preferably less than 3% by weight. Typical diesel cuts are middle distillates defined as petroleum cuts, preferably having a boiling point between 180 and 380 ° C. Examples of these cuts can be gas oils from primary distillation, gas oils from vacuum distillation, and from thermal or catalytic cracking, such as the desulfurized gas oil from catalytic fluid bed cracking (light cycle oil (LCO)), the resulting fuels from a Fischer-Topsch or synthetic origin process.
Sono ben utilizzabili anche tagli ottenuti da questi dopo trattamento di idrogenazione. Possono essere utilizzate come componenti di origine petrolifera (A) miscele contenenti uno o più tagli diesel in miscela con un taglio gasolio desolforato provenienti da cracking catalitico a letto fluido (LCO). Le composizioni della presente invenzione permettono quindi di valorizzare come gasolio un componente di basso valore. Cuts obtained from these after hydrogenation treatment are also usable. Blends containing one or more diesel cuts mixed with a desulphurized diesel cut from fluidized bed catalytic cracking (LCO) can be used as components of petroleum origin (A). The compositions of the present invention therefore make it possible to exploit a low-value component as gas oil.
I tagli diesel che vengono utilizzati nelle composizioni della presente invenzione possono avere una densità compresa tra 830 e 910 kg/m<3>e un numero di cetano superiore a 25. I tagli utilizzabili hanno generalmente un CFPP che varia da 8 -15°C. The diesel cuts that are used in the compositions of the present invention can have a density between 830 and 910 kg / m <3> and a cetane number higher than 25. The usable cuts generally have a CFPP ranging from 8 -15 ° C .
Tipicamente questi tagli diesel sono quelli che normalmente trovano impiego come carburanti nei motori diesel o come gasolio per riscaldamento. Typically these diesel cuts are those that are normally used as fuels in diesel engines or as heating oil.
La composizione oggetto della presente invenzione può anche contenere additivi per migliorare il comportamento a freddo , detergenti, additivi per migliorare la lubricity, agenti anti-schiuma, miglioratori del numero di cetano, antiruggine, antiossidanti, anti-usura, antistatici. Preferibilmente la concentrazione di ognuno di questi additivi non à ̈ superiore a 1 % p/p. The composition object of the present invention can also contain additives to improve cold behavior, detergents, additives to improve lubricity, anti-foaming agents, cetane number improvers, antirust, antioxidants, anti-wear, antistatic agents. Preferably the concentration of each of these additives is not higher than 1% w / w.
La idrodeossigenazione ( HDO ) della miscela di origine biologica (B), contenente esteri di acidi grassi, può essere realizzata mediante tutti i metodi e i catalizzatori noti all’esperto del ramo, sia nel caso in cui la miscela ( B ) sia sottoposta tal quale al processo di idrodeossigenazione, come descritto sopra per lo stadio (1) , sia nel caso in cui venga sottoposta ad idrodeossigenazione dopo essere stata mescolata con la componente (A), come descritto sopra per lo stadio (b). Secondo un aspetto preferito, in entrambi i casi, lo stadio di idrodeossigenazione può essere realizzato come descritto nella domanda WO 2008/058664 i cui paragrafi sono successivamente riportati e costituiscono parte integrante della descrizione dell’invenzione secondo la presente domanda. Durante questo stadio di idrodeossigenazione la miscela di origine biologica (B) viene idrodeossigenata con idrogeno in presenza di un catalizzatore di idrodeossigenazione. The hydrodeoxygenation (HDO) of the mixture of biological origin (B), containing esters of fatty acids, can be carried out using all the methods and catalysts known to the skilled in the art, both in the case in which the mixture (B) is subjected to such which to the hydrodeoxygenation process, as described above for step (1), and in the case in which it is subjected to hydrodeoxygenation after being mixed with component (A), as described above for step (b). According to a preferred aspect, in both cases, the hydrodeoxygenation stage can be carried out as described in WO 2008/058664, the paragraphs of which are subsequently reported and form an integral part of the description of the invention according to the present application. During this hydrodeoxygenation stage the mixture of biological origin (B) is hydrodeoxygenated with hydrogen in the presence of a hydrodeoxygenation catalyst.
In questo stadio si ha l’idrogenazione dei doppi legami presenti nelle catene esteree dei trigliceridi, il cracking della struttura trigliceridica e la deossigenazione sia tramite decarbossilazione sia mediante idrogenazione con formazione di acqua. In this stage there is the hydrogenation of the double bonds present in the ester chains of the triglycerides, the cracking of the triglyceride structure and the deoxygenation both by decarboxylation and by hydrogenation with the formation of water.
I catalizzatori utilizzabili sono tutti i catalizzatori di idrogenazione noti nell’arte contenenti uno o più metalli scelti tra i metalli del gruppo VIII e del gruppo VIB, opportunamente supportati. Supporti adatti allo scopo sono formati da uno o più ossidi metallici, preferibilmente allumina, silice, titania, zirconia o loro miscele. Preferibilmente il metallo o i metalli sono scelti tra Pd, Pt, Ni, oppure tra le coppie di metalli Ni-Mo, Ni–W, Co-Mo e Co-W, essendo Ni-Mo e Co-Mo preferite. Tipicamente questi catalizzatori vengono preparati mediante impregnazione del supporto ossidico con una soluzione di un sale opportuno del metallo o dei metalli. L’impregnazione viene poi seguita da un trattamento termico in atmosfera opportuna per decomporre il sale precursore e ottenere il metallo supportato. E’ possibile procedere per impregnazioni successive sia per raggiungere il livello desiderato di carico del metallo sia per differenziare, nel caso di più metalli, la supportazione degli stessi. Sono altresì noti procedimenti per la produzione di tali catalizzatori invece che per impregnazione, per precipitazione del precursore metallico da una soluzione salina del metallo stesso sul supporto, o per co-precipitazione dei diversi componenti il catalizzatore, cioà ̈ del metallo e del supporto. The catalysts that can be used are all the hydrogenation catalysts known in the art containing one or more metals selected from the metals of group VIII and group VIB, suitably supported. Supports suitable for the purpose are formed by one or more metal oxides, preferably alumina, silica, titania, zirconia or their mixtures. Preferably, the metal or metals are selected from Pd, Pt, Ni, or from the metal pairs Ni-Mo, Niâ € “W, Co-Mo and Co-W, being Ni-Mo and Co-Mo preferred. Typically these catalysts are prepared by impregnating the oxidic support with a solution of a suitable salt of the metal or metals. The impregnation is then followed by a heat treatment in a suitable atmosphere to decompose the precursor salt and obtain the supported metal. It is possible to proceed with subsequent impregnations both to reach the desired level of metal load and to differentiate, in the case of several metals, their support. Processes are also known for the production of such catalysts instead of by impregnation, by precipitation of the metal precursor from a saline solution of the metal itself on the support, or by co-precipitation of the various components of the catalyst, that is, of the metal and of the support.
Possono essere ben utilizzati anche composizioni catalitiche come Ni-Mo-P su zeolite e Pd/Zeolite. Catalizzatori ben utilizzabili nello stadio HDO sono ad esempio descritti in J.T Richardson, “Principal of catalyst development†, Plenum Press, New York, 1989, Charter 6. Catalytic compositions such as Ni-Mo-P on zeolite and Pd / Zeolite can also be used well. Well usable catalysts in the HDO stage are for example described in J.T Richardson, â € œPrincipal of catalyst developmentâ €, Plenum Press, New York, 1989, Charter 6.
Preferibilmente i catalizzatori del tipo Ni-Mo, Ni-W, Co-Mo e Co-W vengono preventivamente sulfidati. Le modalità di presulfidazione vengono realizzate secondo le tecniche note. Preferably, the catalysts of the Ni-Mo, Ni-W, Co-Mo and Co-W type are previously sulfidated. The presulfidation methods are carried out according to known techniques.
Nel caso in cui la miscela (B) sia sottoposta tal quale al processo di idrodeossigenazione, come descritto precedentemente per lo stadio (1), per mantenere il catalizzatore in forma sulfidata l’agente sulfidante, ad esempio dimetildisolfuro, viene alimentato contemporaneamente alla carica di origine biologica, dopo un’eventuale stadio di purificazione di detta carica, ad un tenore compreso tra lo 0,02 e lo 0,5% in peso (140-3400 ppm S). In the event that the mixture (B) is subjected as it is to the hydrodeoxygenation process, as described above for step (1), to maintain the catalyst in the sulfidated form, the sulfidating agent, for example dimethyldisulfide, is fed simultaneously with the charge of biological origin, after a possible purification stage of said feed, to a content between 0.02 and 0.5% by weight (140-3400 ppm S).
In alternativa, sempre nel caso in cui la miscela (B) sia sottoposta tal quale ad idrodeossigenazione, al fine di mantenere il catalizzatore in forma sulfidata si può procedere alla co-alimentazione di un gasolio di “straight run†ad alto tenore di S(S >1%), in concentrazione tale da traguardare lo stesso tenore globale di S nella carica. Alternatively, always in the case in which the mixture (B) is subjected to hydrodeoxygenation as it is, in order to maintain the catalyst in the sulphidated form, it is possible to proceed with the co-feeding of a â € œstraight runâ € diesel with a high content of S (S> 1%), in a concentration such as to achieve the same overall S content in the feed.
La reazione di idrodeossigenazione HDO viene condotta in una zona di reazione comprendente uno o più letti catalitici, in uno o più reattori. Secondo un aspetto preferito viene condotta in un tipico reattore di hydrotreating a letto fisso. Il flusso di idrogeno e di carica di origine biologica (B), tal quale o mescolata con la componente (A), potranno essere inviati in equicorrente o in controcorrente. Il reattore potrà essere a letti catalitici adiabatici in numero superiore o uguale a 2. Trattandosi di una reazione esotermica, con produzione di calore, in ogni letto catalitico si verificherà un innalzamento di temperatura. Mediante l’alimentazione, tra un letto catalitico e l’altro, di una corrente di idrogeno e/o di carica liquida e/o, nel caso dello stadio (b) precedentemente descritto, di parte della miscela (A) e/o parte della miscela (B), a temperatura definita, sarà possibile realizzare un profilo di temperatura costante o crescente. Tale modo di operare viene normalmente indicato come “splitted feed†. The HDO hydrodeoxygenation reaction is carried out in a reaction zone comprising one or more catalytic beds, in one or more reactors. According to a preferred aspect it is carried out in a typical fixed bed hydrotreating reactor. The flow of hydrogen and charge of biological origin (B), as it is or mixed with component (A), can be sent in co-current or in counter-current. The reactor may have adiabatic catalytic beds in a number greater than or equal to 2. Since it is an exothermic reaction, with the production of heat, in each catalytic bed there will be a rise in temperature. By feeding, between one catalytic bed and another, a stream of hydrogen and / or liquid charge and / or, in the case of stage (b) previously described, part of the mixture (A) and / o part of the mixture (B), at a defined temperature, it will be possible to create a constant or increasing temperature profile. This way of operating is usually referred to as â € œsplitted feedâ €.
Al fine di meglio regolare il profilo termico nel reattore a strati adiabatici, il reattore stesso potrà essere esercito con la ricircolazione di una parte degli effluenti, secondo la tipologia nota come reattore a riciclo. La funzione del riciclo sarà quella di diluire la carica fresca nel reattore contenendo così i picchi termici dovuti alla esotermicità della reazione. Il rapporto di riciclo, ovvero la quota di frazione ricircolata rispetto alla carica fresca potrà variare da 0,5 a 5 peso/peso. In order to better regulate the thermal profile in the adiabatic layer reactor, the reactor itself can be operated with the recirculation of a part of the effluents, according to the type known as a recycling reactor. The function of the recycling will be to dilute the fresh feed in the reactor thus containing the thermal peaks due to the exothermicity of the reaction. The recycling ratio, that is the portion of the recirculated fraction with respect to the fresh charge, may vary from 0.5 to 5 weight / weight.
Lo stadio di idrodeossigenazione (HDO) viene preferibilmente condotto ad una pressione che varia tra 25 e 100 bar, preferibilmente tra 30 e 50 bar, e ad una temperatura che varia tra 240 e 450°C, preferibilmente tra 270 e 430°C. Preferibilmente si opera con un LHSV compreso tra 0.5 e 2 ore<-1>, ancor più preferibilmente tra 0.5 e 1 ore<-1>. Il rapporto H2/miscela di origine biologica à ̈ preferibilmente compreso tra 400 e 2000 Nl/l. The hydrodeoxygenation (HDO) stage is preferably carried out at a pressure which varies between 25 and 100 bar, preferably between 30 and 50 bar, and at a temperature which varies between 240 and 450 ° C, preferably between 270 and 430 ° C. Preferably one operates with an LHSV comprised between 0.5 and 2 hours <-1>, even more preferably between 0.5 and 1 hours <-1>. The H2 / mixture of biological origin ratio is preferably between 400 and 2000 Nl / l.
Quando lo stadio di idrodeossigenazione della componente (B) viene realizzato in presenza della componente (A), ossia quando la componente (A) viene mescolata con la miscela di origine biologica (B) prima di procedere allo stadio di idrodeossigenazione, à ̈ un aspetto preferito della presente invenzione realizzare detto stadio di idrodeossigenazione ad una pressione inferiore a 40 bar, preferibilmente ad una pressione maggiore o uguale a 25 bar e inferiore a 40 bar, ancor più preferibilmente ad una pressione maggiore o uguale a 25 bar e minore o uguale a 38 bar. Anche in questo particolare caso preferibilmente la temperatura varia tra 240 e 450°C, ancor più preferibilmente tra 270 e 430°C. Secondo un aspetto preferito si opera con un LHSV compreso tra 0.5 e 2 ore<-1>, ancor più preferibilmente tra 0.5 e 1 ore . Il rapporto H2/miscela di origine biologica à ̈ preferibilmente compreso tra 400 e 2000 Nl/l. When the hydrodeoxygenation stage of component (B) is carried out in the presence of component (A), i.e. when component (A) is mixed with the mixture of biological origin (B) before proceeding to the hydrodeoxygenation stage, it is an aspect preferred of the present invention to realize said hydrodeoxygenation stage at a pressure lower than 40 bar, preferably at a pressure higher than or equal to 25 bar and lower than 40 bar, even more preferably at a pressure higher than or equal to 25 bar and lower than or equal to 38 bar. Also in this particular case the temperature preferably varies between 240 and 450 ° C, even more preferably between 270 and 430 ° C. According to a preferred aspect, one operates with an LHSV comprised between 0.5 and 2 hours <-1>, even more preferably between 0.5 and 1 hours. The H2 / mixture of biological origin ratio is preferably between 400 and 2000 Nl / l.
Prima di essere utilizzata la carica di origine biologica (B) può essere opportunamente trattata in modo da rimuovere il contenuto di metalli alcalini (es. Na, K) e alcalino terrosi (es. Ca), eventualmente contenuti nella carica. Tale pretrattamento può essere realizzato mediante adsorbimento su un materiale opportuno: ad esempio possono essere utilizzate le tecniche note di percolazione su una colonna, riempita con terre o argille acide come per esempio le montmorilloniti, le bentoniti, le smectiti, le sepioliti acide. A tale scopo potranno essere utilizzate i prodotti disponibili in commercio come per esempio il Filtrol, il Tonsil, le Bentoliti H e L, il SAT-1. Before being used, the charge of biological origin (B) can be suitably treated in order to remove the content of alkaline metals (eg Na, K) and alkaline earth metals (eg Ca), possibly contained in the filler. This pre-treatment can be carried out by adsorption on a suitable material: for example, the known techniques of percolation on a column can be used, filled with acidic earths or clays such as montmorillonites, bentonites, smectites, acid sepiolites. For this purpose, commercially available products such as Filtrol, Tonsil, Bentoliths H and L, SAT-1 can be used.
In alternativa sono ben utilizzabili resine a scambio ionico o lavaggi blandamente acidi realizzati ad esempio mediante contatto con acido solforico, nitrico o cloridrico, preferibilmente a temperatura e pressione atmosferica. Alternatively, ion exchange resins or mildly acidic washes can be used, made for example by contact with sulfuric, nitric or hydrochloric acid, preferably at atmospheric temperature and pressure.
Gli effluenti dello stadio di HDO vengono preferibilmente sottoposti ad un trattamento di purificazione comprendente uno stadio di separazione e uno stadio di lavaggio. In accordo con questo aspetto preferito si opera inviando gli effluenti dello stadio di idrodeossigenazione ad un separatore gas-liquido ad alta pressione. Si recupera una fase gassosa costituita essenzialmente da idrogeno, acqua, CO e CO2e paraffine leggere (C4-). Possono essere eventualmente presenti anche NH3, PH3e H2S , in quantità variabile a seconda che la miscela (B) sia stata sottoposta tal quale ad idrodeossigenazione oppure in miscela con la componente (A). Dopo separazione la fase gassosa viene raffreddata e per condensazione si separano l’acqua (contenente eventualmente tracce di alcoli e acidi carbossilici) e gli idrocarburi condensabili. La fase gassosa restante viene purificata per permettere il riciclo dell’idrogeno allo stadio di reazione di idrodeossigenazione. Per la purificazione si procede con i metodi dell’arte nota mediante lavaggi caustici, ad esempio con soluzioni acquose di NaOH o Ca(OH)2, oppure mediante la ben nota tecnica di purificazione con ammine (ad esempio MEA, monoetanolammina, o DEA, dietanolammina). Al termine della purificazione CO2, H2S, PH3e NH3risulteranno rimossi e la frazione gassosa così ottenuta sarà essenzialmente costituita da H2con eventuali tracce di CO. Al fine di contenere l’accumulo di CO nei gas di riciclo si potrà procedere alla sua rimozione mediante lavaggio cuproammoniacale o mediante metanazione, secondo le metodologie note all’esperto del campo. The effluents of the HDO stage are preferably subjected to a purification treatment comprising a separation stage and a washing stage. In accordance with this preferred aspect, the effluents of the hydrodeoxygenation stage are sent to a high pressure gas-liquid separator. A gaseous phase is recovered essentially consisting of hydrogen, water, CO and CO2 and light paraffins (C4-). NH3, PH3 and H2S may also be present, in variable quantities depending on whether the mixture (B) has been subjected as it is to hydrodeoxygenation or mixed with component (A). After separation, the gaseous phase is cooled and the water (possibly containing traces of alcohols and carboxylic acids) and condensable hydrocarbons are separated by condensation. The remaining gas phase is purified to allow the recycling of hydrogen to the hydrodeoxygenation reaction stage. Purification is carried out with the methods of the known art by means of caustic washing, for example with aqueous solutions of NaOH or Ca (OH) 2, or by means of the well-known purification technique with amines (for example MEA, monoethanolamine, or DEA , diethanolamine). At the end of the purification CO2, H2S, PH3 and NH3 will be removed and the gaseous fraction thus obtained will essentially consist of H2 with possible traces of CO. In order to contain the accumulation of CO in the recycle gases, it can be removed by cuproammonia washing or by methanation, according to the methods known to the expert in the field.
La fase liquida separata nel separatore ad alta pressione à ̈ costituita da una frazione idrocarburica. A seconda delle condizioni operative del separatore la frazione liquida potrà contenere piccole quantità di H2O e composti ossigenati, quali ad esempio alcoli e composti carbonilici. Lo S residuo potrà essere inferiore alle 10 ppm. The liquid phase separated in the high pressure separator consists of a hydrocarbon fraction. Depending on the operating conditions of the separator, the liquid fraction may contain small quantities of H2O and oxygenated compounds, such as alcohols and carbonyl compounds. The residual S may be below 10 ppm.
La miscela idrocarburica risultante, nel caso in cui viene ottenuta per idrodeossigenazione della miscela (B) tal quale, viene quindi successivamente mescolata con la componente di origine petrolifera (A). The resulting hydrocarbon mixture, in the case in which it is obtained by hydrodeoxygenation of the mixture (B) as it is, is then subsequently mixed with the component of petroleum origin (A).
Allo scopo di descrivere ancora più dettagliatamente la presente invenzione sono di seguito riportati alcuni esempi di preparazione e uso delle composizioni che sono oggetto della presente invenzione, i quali rivestono comunque carattere meramente illustrativo di aspetti particolari dell’invenzione e non possono essere considerati in alcun modo come limitativi della portata complessiva della stessa. In order to describe the present invention even more in detail, some examples of preparation and use of the compositions which are the object of the present invention are reported below, which however are merely illustrative of particular aspects of the invention and cannot be considered in any way. way as limiting the overall scope of the same.
ESEMPIO 1 - Idrodeossigenazione di miscele di origine biologica in accordo con lo stadio (1) EXAMPLE 1 - Hydrodeoxygenation of mixtures of biological origin according to step (1)
La sperimentazione viene eseguita in un reattore in continuo alimentato con olio di soia (olio di soia raffinato Sipral) o olio di palma aventi le caratteristiche riportate in tabella 1: in particolare, per quanto riguarda la composizione, il contenuto di esteri di acidi grassi viene espresso come descrizione e percentuale dei corrispondenti acidi liberi; il contenuto reale di acidi liberi à ̈ espresso mediante l’acidità , e corrisponde ad una percentuale di acidi grassi liberi dello 0.06 % in peso per l’olio di soia e dello 0.6 % in peso per l’olio di palma rispetto al peso totale dell’olio. The experimentation is carried out in a continuous reactor fed with soybean oil (Sipral refined soybean oil) or palm oil having the characteristics shown in table 1: in particular, as regards the composition, the content of fatty acid esters is expressed as description and percentage of the corresponding free acids; the real content of free acids is expressed through acidity, and corresponds to a percentage of free fatty acids of 0.06% by weight for soybean oil and 0.6% by weight for palm oil compared to the total weight of the oil.
L’olio vegetale viene alimentato al reattore con idrogeno in equicorrente in presenza del catalizzatore commerciale di idrogenazione UOP UF 210 a base di NiMo/Al2O3in forma sulfidata. La sulfidazione del catalizzatore à ̈ effettuata in situ utilizzando gasolio contenente dimetildisolfuro (DMDS) in concentrazione che varia progressivamente tra 3 e 9 % in peso, ad una temperatura che varia progressivamente nell’intervallo compreso tra 230 e 370 °C e ad una pressione di 70 bar, con un rapporto H2/gasolio di 1300 Nl/l e LHSV di 0.8 ore<-1>. L’olio vegetale viene alimentato al reattore in presenza di una piccola quantità di DMDS (0.025%) per mantenere il catalizzatore in forma sulfidata. The vegetable oil is fed to the reactor with hydrogen in co-current in the presence of the commercial hydrogenation catalyst UOP UF 210 based on NiMo / Al2O3 in sulfid form. The sulfidation of the catalyst is carried out in situ using diesel fuel containing dimethyldisulfide (DMDS) in a concentration that varies progressively between 3 and 9% by weight, at a temperature that varies progressively in the interval between 230 and 370 ° C and at a pressure 70 bar, with an H2 / diesel ratio of 1300 Nl / l and a LHSV of 0.8 hours <-1>. The vegetable oil is fed to the reactor in the presence of a small quantity of DMDS (0.025%) to maintain the catalyst in the sulphidated form.
La carica e l’idrogeno fluiscono nel reattore in modo discendente. The charge and the hydrogen flow downwards into the reactor.
Le condizioni operative impiegate sono le seguenti: The operating conditions used are the following:
• Temperatura media: 340-350°C â € ¢ Average temperature: 340-350 ° C
• LHSV: 1 ore<-1>â € ¢ LHSV: 1 hour <-1>
• Pressione: 35 bar â € ¢ Pressure: 35 bar
• H2/olio: 1500 Nl/l â € ¢ H2 / oil: 1500 Nl / l
Tabella 1 Table 1
Olio di Olio di Soia palma raffinato raffinato Acido Palmitico % 13.06 41.41 *(C16-0) Soya palm oil refined refined Palmitic Acid% 13.06 41.41 * (C16-0)
Acido Stearico % 0.84 2.55 *(C18-0) Stearic Acid% 0.84 2.55 * (C18-0)
Acido Oleico % 27.09 42.17 *(C18-1) Oleic Acid% 27.09 42.17 * (C18-1)
Acido Linoleico % 53.63 8.21 *(C18-2) Linoleic acid% 53.63 8.21 * (C18-2)
Acido Linolenico % 5.11 3.51 *(C18-3) Linolenic acid% 5.11 3.51 * (C18-3)
Acido Arachidico % 0.07 0.07 Arachidic Acid 0.07% 0.07
(C20-0) (C20-0)
Acidità (mgKOH/g) 0.11 1.2 Acidity (mgKOH / g) 0.11 1.2
H2O (ppm) 2200 600 H2O (ppm) 2200 600
Na (ppm) 0.3 2.6 Na (ppm) 0.3 2.6
K (ppm) 0.3 0.6 K (ppm) 0.3 0.6
Ca (ppm) 0.3 0.6 Ca (ppm) 0.3 0.6
Mg (ppm) 0.1 0.1 Mg (ppm) 0.1 0.1
Al (ppm) <0.1 <0.1 Al (ppm) <0.1 <0.1
P (ppm) 0.65 0.25 P (ppm) 0.65 0.25
Fe (ppm) <0.1 0.2 Fe (ppm) <0.1 0.2
Cu (ppm) <0.1 <0.1 Cu (ppm) <0.1 <0.1
* Il primo numero nella parentesi indica gli atomi di carbonio, il secondo le insaturazioni. * The first number in the parenthesis indicates the carbon atoms, the second the unsaturations.
Il prodotto effluente viene separato, in un separatore gas/liquido dalle frazione gassosa costituita da H2, CO/CO2ed idrocarburi leggeri costituiti quasi totalmente da C3H8. The effluent product is separated, in a gas / liquid separator, from the gaseous fraction consisting of H2, CO / CO2 and light hydrocarbons consisting almost entirely of C3H8.
Il prodotto liquido, dopo separazione dell’acqua, risulta costituito da n-paraffine, le cui caratteristiche e la cui distribuzione sono riportate nella seguente Tabella 2: The liquid product, after water separation, is made up of n-paraffins, whose characteristics and distribution are shown in the following Table 2:
Tabella 2. Table 2.
Idrodeossigenato Idrodeossigenato da olio di Soia da olio di Palma Densità (g/ml) 0.7916 0.7848 Carbonio (%p/p) 84.64 84.96 Idrogeno (% p/p) 14.83 14.92 Azoto (ppm) <1 <1 Zolfo (ppm) 3 <1 Ossigeno (calcolato per 0.5 0.12 differenza, %) Hydrodeoxygenated Hydrodeoxygenated from soybean oil from palm oil Density (g / ml) 0.7916 0.7848 Carbon (% p / p) 84.64 84.96 Hydrogen (% p / p) 14.83 14.92 Nitrogen (ppm) <1 <1 Sulfur (ppm) 3 < 1 Oxygen (calculated for 0.5 0.12 difference,%)
H2O (dopo 100 20 anidrificazione, ppm) H2O (after 100 20 drying, ppm)
Mono Aromatici (%) 2.9 0.2 Di Aromatici (%) 0.5 <0.1 Tri Aromatici (%) 0.1 <0.1 Aromatici Totali (%) 3.5 0.2 Punto Nebbia 21 19 Cfpp 18 n.d. Mono Aromatic (%) 2.9 0.2 Di Aromatic (%) 0.5 <0.1 Tri Aromatic (%) 0.1 <0.1 Total Aromatic (%) 3.5 0.2 Fog Point 21 19 Cfpp 18 n.d.
Pour point 21 n.d. Pour point 21 n.d.
Benzina nella carica 0 0 (180°C, %) Petrol in the charge 0 0 (180 ° C,%)
Gasolio nella carica 96 99 (180-380°C, %) Fuel oil 96 99 (180-380 ° C,%)
Prodotti pesanti nella 5 2 carica (340+°C, %) Heavy products in the 5 2 charge (340 + ° C,%)
Prodotti pesanti nella 4 1 carica (380+°C, %) Heavy products in the 4 1 charge (380 + ° C,%)
Distillazione simulata (ASTM D2887) Simulated distillation (ASTM D2887)
Punto iniziale, °C 173 235 2% 269 270 5% 272 271 10% 288 272 50% 309 303 90% 324 320 95% 351 320 98% 412 341 Punto finale, °C 462 422 Starting point, ° C 173 235 2% 269 270 5% 272 271 10% 288 272 50% 309 303 90% 324 320 95% 351 320 98% 412 341 End point, ° C 462 422
Distribuzione delle paraffine (% peso) Paraffin distribution (weight%)
n-Paraffine Totali 90.92 98.93 n-Paraffine C11- 0.85 0.16 n-Paraffine C12-C20 87.7 98.47 n-Paraffine C20+ 2.4 0.3 Distribuzione paraffine Total n-Paraffins 90.92 98.93 n-Paraffins C11- 0.85 0.16 n-Paraffins C12-C20 87.7 98.47 n-Paraffins C20 + 2.4 0.3 Paraffin distribution
lineari (% peso) linear (weight%)
C14 0.19 0.7 C15 6.99 15.06 C16 4.32 27.19 C17 47.29 20.17 C18 27.8 34.09 C19 0.64 0.32 C20 0.39 0.36 C14 0.19 0.7 C15 6.99 15.06 C16 4.32 27.19 C17 47.29 20.17 C18 27.8 34.09 C19 0.64 0.32 C20 0.39 0.36
Esempio 2 – Preparazione di composizioni idrocarburiche secondo lo stadio (2) Example 2 - Preparation of hydrocarbon compositions according to step (2)
Nelle tabelle 3 e 4 seguenti vengono elencati e descritti i tagli diesel utilizzati per preparare le composizioni idrocarburiche del presente esempio: Tabella 3 Tables 3 and 4 below list and describe the diesel cuts used to prepare the hydrocarbon compositions of this example: Table 3
Tabella 4 Table 4
I tagli riportati nelle precedenti tabelle vengono mescolati con percentuali diverse v/v della componente di origine biologica ottenuta nell’esempio 1 dall’olio di soia raffinato e indicata in tabella 2 come idrodeossigenato da olio di soia. The cuts shown in the previous tables are mixed with different percentages v / v of the component of biological origin obtained in example 1 from refined soybean oil and indicated in table 2 as hydrodeoxygenated from soybean oil.
Nella seguente tabella 5 vengono riportate le caratteristiche di cloud point (cp), cold filter plugging point (cfpp), pour point (pp) e numero di cetano delle risultanti composizioni idrocarburiche, dove con cloud point (cp) si intende il Punto Nebbia The following table 5 shows the cloud point (cp), cold filter plugging point (cfpp), pour point (pp) and cetane number of the resulting hydrocarbon compositions, where cloud point (cp) means the Fog Point
misurato secondo la metodologia EN 23015, con cold measured according to the EN 23015 methodology, with cold
filter plugging point (cfpp) si intende la Temperatura filter plugging point (cfpp) means the Temperature
di Filtrabilità misurata secondo la metodologia EN116, of Filterability measured according to the EN116 methodology,
5 con pour point (pp) si intende la Temperatura di 5 with pour point (pp) we mean the Temperature of
Scorrimento misurata secondo la metodologia ISO 3016; Slip measured according to the ISO 3016 methodology;
il numero di cetano à ̈ misurato con la metodologia EN the cetane number is measured with the EN methodology
ISO 5165: ISO 5165:
Tabella 5 Table 5
Tabella Caratteristiche a freddo e cetaniche componenti e miscele Characteristics table of cold and cetane components and mixtures
Formulazione cp cfpp pp cp sper atteso CFPP atteso pp atteso NC % % % % vol % vol Formulation cp cfpp pp cp sper expected CFPP expected pp expected NC%%%% vol% vol
vol A vol B vol C DE% vol vol A vol B vol C DE% vol
deossigenato deoxygenated
100 21 18 21 >76 100 -2,9 -4 -3 54,6 100 -4,4 -5 -9 59,3 100 -0,9 -2 -3 55,0 100 0,8 -2 -6 51,0 100 -15 -15 -18 27,5 ix1 94 6 -1,9 0,5 -5 -1 -3 0 59,1 ix2 87 13 -0,6 3,3 -3 2 -3 3 60,1 ix3 80 10 10 -4,6 0,8 -8 0 -9 -3 59,0 ix4 80 10 10 -1,4 2,8 -5 2 -6 0 59,3 ix5 90 5 5 -0,7 2,4 -2 0 -6 -3 53,0 ix6 80 10 10 -1,5 3,9 -3 2 -3 -3 51,7 100 21 18 21> 76 100 -2.9 -4 -3 54.6 100 -4.4 -5 -9 59.3 100 -0.9 -2 -3 55.0 100 0.8 -2 -6 51.0 100 -15 -15 -18 27.5 ix1 94 6 -1.9 0.5 -5 -1 -3 0 59.1 ix2 87 13 -0.6 3.3 -3 2 -3 3 60 , 1 ix3 80 10 10 -4.6 0.8 -8 0 -9 -3 59.0 ix4 80 10 10 -1.4 2.8 -5 2 -6 0 59.3 ix5 90 5 5 -0, 7 2.4 -2 0 -6 -3 53.0 ix6 80 10 10 -1.5 3.9 -3 2 -3 -3 51.7
10 In particolare nelle prime cinque colonne vengono 10 Specifically in the first five columns they come
indicate le percentuali volumetriche dei tagli diesel indicate the volumetric percentages of diesel cuts
utilizzati per preparare le composizioni idrocarburi- used to prepare hydrocarbon compositions-
che, nella sesta colonna viene indicata la percentuale that the percentage is indicated in the sixth column
volumetrica nella composizione finale del componente volumetric in the final composition of the component
15 idrodeossigenato preparato in accordo con l’esempio 1. 15 hydrodeoxygenate prepared according to example 1.
Nelle colonne 7 e 8 vengono riportati rispettivamente i cp sperimentali e i cp attesi delle miscele, nelle colonne 9 e 10 i cfpp sperimentali e i cfpp attesi, nelle colonne 11 e 12 i pp sperimentali e i pp attesi. Per cp, cfpp e pp attesi si intendono le caratteristiche blending stimabili con equazioni di letteratura a partire dalle caratteristiche dei singoli componenti la miscela, come ad esempio descritto in “New method predicts cloud, pour, flash points of distillate blends†, j.Hu, A.M.Burns, Hydrocarbon Processing , Novembre 1970, pag.213-216. In columns 7 and 8 the experimental cp and the expected cp of the mixtures are reported respectively, in columns 9 and 10 the experimental cfpp and the expected cfpp, in columns 11 and 12 the experimental pp and the expected pp. For cp, cfpp and expected pp we mean the blending characteristics that can be estimated with equations from the literature starting from the characteristics of the individual components of the blend, as described for example in â € œNew method predicts cloud, pour, flash points of distillate blendsâ €, j. Hu, A.M. Burns, Hydrocarbon Processing, November 1970, pp. 213-216.
Nell’ultima colonna viene riportato il numero di cetano ottenuto sperimentalmente. The cetane number obtained experimentally is reported in the last column.
Appare evidente come la componente di origine biologica ottenuta nell’esempio 1 da olio di soia sia in grado di migliorare il cetano dei tagli con cui entra in combinazione. It appears evident how the component of biological origin obtained in example 1 from soybean oil is able to improve the cetane of the cuts with which it is combined.
Appare inoltre evidente che le composizioni idrocarburiche risultanti dalla combinazione dei tagli A, B, C, D ed E con la componente di origine biologica ottenuta nell’esempio 1 da olio di soia presentano migliori caratteristiche come cp, cfpp e pp rispetto a quanto stimabile a partire dai dati delle singole componenti. It is also evident that the hydrocarbon compositions resulting from the combination of cuts A, B, C, D and E with the component of biological origin obtained in example 1 from soybean oil have better characteristics such as cp, cfpp and pp than what can be estimated starting from the data of the single components.
Esempio 3 – Idrodeossigenazione di miscele di origine biologica, in presenza della componente petrolifera, secondo lo stadio (b) del processo di coalimentazione La sperimentazione viene eseguita in un reattore in continuo alimentato con gasolio da distillazione primaria avente le caratteristiche riportate nella seguente tabella 6 e successivamente con una miscela dello stesso gasolio con olio di soia (olio di soia raffinato Sipral) avente le caratteristiche riportate Example 3 - Hydrodeoxygenation of mixtures of biological origin, in the presence of the petroleum component, according to stage (b) of the coalimentation process The experimentation is carried out in a continuous reactor fed with primary distillation diesel having the characteristics shown in the following table 6 and then with a mixture of the same diesel with soybean oil (Sipral refined soybean oil) having the characteristics indicated
in tabella 1. in table 1.
Tabella 6 Table 6
Gasolio distillazione primaria Primary distillation diesel
Ws1.4 Micron 436 Ws1.4 Micron 436
Dens kg/m3 845,4 Dens kg / m3 845.4
S Mg/kg 7500 S Mg / kg 7500
C %wt 85,51 C% wt 85.51
H %wt 13,14 H% wt 13.14
Cp °C -2,6 Cp ° C -2.6
Cfpp °C -5 Cfpp ° C -5
PP °C -3 PP ° C -3
Visc. 40°C 3,632 Visc. 40 ° C 3.632
H2O KF 199 H2O KF 199
CI4 54,9 CI4 54.9
Cetano 55,4 Cetane 55.4
E250 12,6 E250 12.6
E350 93,9 E350 93.9
E370 97,2 E370 97.2
Ibp °C 204 Ibp ° C 204
T5 236 T5 236
T10 246 T10 246
T30 269 T30 269
T50 286 T50 286
T70 305 T70 305
T90 336 T90 336
T95 354,9 T95 354.9
Fbp 370,9 Fbp 370.9
Rec 98 Rec 98
Res 2 Res 2
MoA 16,3 MoA 16.3
DiA 7,5 DiA 7.5
TriA 0,6 TriA 0.6
PoliA 8,1 PolyA 8.1
AroTot 24,4 AroTot 24.4
L’olio vegetale e il gasolio vengono miscelati in percentuali di 15 e 85% in peso rispettivamente, corrispondenti a 86.1 % v/v di gasolio e 13.9 % v/v di olio di soia, e alimentati con idrogeno in equicorrente in presenza del catalizzatore commerciale di desolforazione Criterion DC 2118, a base di CoMo/Al2O3in forma sulfidata. Vegetable oil and gas oil are mixed in percentages of 15 and 85% by weight respectively, corresponding to 86.1% v / v of diesel and 13.9% v / v of soybean oil, and fed with hydrogen in co-current in the presence of Criterion DC 2118 commercial desulfurization catalyst, based on CoMo / Al2O3 in sulfidated form.
La sulfidazione del catalizzatore viene effettuata in situ utilizzando gasolio contenente dimetildisolfuro (DMDS) in concentrazione del 5% peso, ad una temperatura che varia progressivamente da ambiente a 320°C, ad una pressione di 45 bar, con un rapporto H2/gasolio di 200 e LHSV di 3 h<-1>. The sulfidation of the catalyst is carried out in situ using diesel fuel containing dimethyldisulfide (DMDS) in a concentration of 5% by weight, at a temperature that varies progressively from room to 320 ° C, at a pressure of 45 bar, with an H2 / diesel ratio of 200 and LHSV of 3 h <-1>.
La carica e l’idrogeno fluiscono nel reattore in modo discendente. The charge and the hydrogen flow downwards into the reactor.
Le condizioni operative impiegate sono le seguenti: The operating conditions used are the following:
• Temperatura media: 340-360°C â € ¢ Average temperature: 340-360 ° C
• LHSV: 1 h<-1>â € ¢ LHSV: 1 h <-1>
• Pressione: 27 bar â € ¢ Pressure: 27 bar
• H2/gasolio: 300 â € ¢ H2 / diesel: 300
Il prodotto effluente viene separato, in un separatore gas/liquido dalle frazioni gassosa costituita da H2, CO/CO2, H2S ed idrocarburi leggeri. The effluent product is separated, in a gas / liquid separator, from the gaseous fractions consisting of H2, CO / CO2, H2S and light hydrocarbons.
Il prodotto liquido, dopo separazione dell’acqua, nel caso della carica costituita dal solo gasolio minerale coincide con il taglio A descritto nell’esempio 2 ( chiamato gasolio SR desolforato pilota), mentre nel caso della carica formata da 85% in peso di gasolio e 15 % in peso di olio di soia ( 86.1 % v/v di gasolio) presenta le caratteristiche evidenziate nella seguente tabella 7: The liquid product, after separation of the water, in the case of the charge consisting of mineral gas oil only coincides with the cut A described in example 2 (called pilot desulphurized SR gas oil), while in the case of the charge consisting of 85% by weight of diesel fuel and 15% by weight of soybean oil (86.1% v / v of diesel fuel) has the characteristics highlighted in the following table 7:
Tabella 7 Table 7
TEMPERATURA (°C )350,0PRESSIONE ( bar )27LHSV ( v/h/v )1H2/Hc ( Nl/l )304Ws1.4 [micron]511Dens [Kg/m3]831,3Cp [°C] -1,9 Cfpp [°C] -4 PP [°C] -3 Visc. [40°C]3,62H2O [KF]50C [%wt]85,66H [%wt]13,47N [ppm]35NC62.7CI462,2Cetano62,7E2508,5E35094,2E370100Ibp215,5T5244,5T10252T20263T30272T40280,1T50287,4T60294,7T70302,7TEMPERATURE (° C) 350.0 PRESSURE (bar) 27LHSV (v / h / v) 1H2 / Hc (Nl / l) 304Ws1.4 [micron] 511Dens [Kg / m3] 831.3Cp [° C] -1.9 Cfpp [° C] -4 PP [° C] -3 Visc. [40 ° C] 3,62H2O [KF] 50C [% wt] 85,66H [% wt] 13,47N [ppm] 35NC62.7CI462,2 Cetane62,7E2508,5E35094,2E370100Ibp215,5T5244,5T10252T20263T30272T40280,460,430,2287 , 7
T80313,2T80313.2
T90331,9T90331.9
T95355,3T95355.3
Fbp369,9Fbp369.9
Rec97,7Rec97.7
Res 2,3 Res 2.3
MoA [%p]17,7MoA [% w] 17.7
DiA [%p]3,5DiA [% w] 3.5
TriA0,3TriA0.3
Poli3,8Poly3.8
Atot21,5Atot21.5
E’ da notare che in questo caso non solo le proprietà a freddo sono migliori rispetto all’atteso, e restano quindi confermati gli effetti positivi della presenza della componente di origine biologica su cetano (innalzamento) e densità (diminuzione) rispetto alla base gasolio minerale, It should be noted that in this case not only the cold properties are better than expected, and therefore the positive effects of the presence of the component of biological origin on cetane (increase) and density (decrease) with respect to the base remain confirmed. mineral diesel,
ma anche si riscontra un inaspettato effetto sinergico legato al fatto di operare la idrodeossigenazione in presenza della componente idrocarburica, che conferisce alla composizione finale caratteristiche migliori anche rispetto a quelle dello stesso prodotto finale preparato per miscelamento delle singole componenti. Infatti se si confrontano i dati del prodotto così ottenuto, il cui contenuto in olio idrodeossigenato risulta essere del 13.7 % vol ( valore calcolato teoricamente, considerando le reazioni di decarbossilazione e di decomposizione della glicerina che avvengono durante la idrodeossigenazione, e la variazione di densità nel passaggio da olio di soia ad olio di soia idrodeossigenato ) con le caratteristiche della mix2 della tabella 5 formulata con 13% vol di olio di soia idrodeossigenato, si nota un ulteriore miglioramento come mostrato dai grafici di Figura 1, Figura 2 e Figura 3. In queste figure viene rispettivamente riportato l’andamento di Cp, Cfpp e pour point, in funzione della percentuale in volume di olio di soia idrodeossigenato contenuto nella miscela . In particolare nelle curve -â—Š- vengono riportati i valori per la miscela mix 2 di tabella 5 e per il solo gasolio A dell’esempio 2, mentre nelle curve –ovengono i valori attesi teoricamente e i punti â–² corrispondono alla miscela preparata nel presente esempio mediante co-alimentazione. but there is also an unexpected synergistic effect linked to the hydrodeoxygenation in the presence of the hydrocarbon component, which gives the final composition better characteristics even than those of the final product prepared by mixing the individual components. In fact, if we compare the data of the product thus obtained, whose content in hydrodeoxygenated oil is 13.7% vol (value calculated theoretically, considering the reactions of decarboxylation and decomposition of glycerin that occur during hydrodeoxygenation, and the variation in density in the transition from soybean oil to hydrodeoxygenated soybean oil) with the characteristics of mix2 of table 5 formulated with 13% vol of hydrodeoxygenated soybean oil, a further improvement is noted as shown in the graphs of Figure 1, Figure 2 and Figure 3. These figures show the trend of Cp, Cfpp and pour point respectively, as a function of the percentage by volume of hydrodeoxygenated soybean oil contained in the mixture. In particular, in the curves -â — Š- the values for the mix 2 mixture of table 5 and for the diesel fuel A of example 2 are reported, while in the curves â € “there are the theoretically expected values and the points â – ² correspond to the mixture prepared in the present example by co-feeding.
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