JP2012523474A5

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Publication number: JP2012523474A5
Application number: JP2012504670A
Authority: JP
Filing date: 2010-04-05
Publication date: 2013-11-21
Anticipated expiration: 2030-04-05

Claims

バイオマスから液体生成物を製造するプロセスであって、
ａ）分子状の水素および脱酸素触媒を含む水素化熱分解反応器中でバイオマスを水素化熱分解して、ＣＯ_２、ＣＯ、およびＣ_１〜Ｃ_３ガス、部分的に脱酸素された水素化熱分解生成物、およびチャーを含んでなる水素化熱分解反応産物を生成する工程、
ｂ）前記部分的に脱酸素された水素化熱分解生成物から前記チャーを除去する工程、
ｃ）前記部分的に脱酸素された水素化熱分解生成物を、前記工程ａ）で生成したＣＯ_２、ＣＯ、およびＣ_１〜Ｃ_３ガスの存在下で水素化転化触媒を用いて水素化転化反応容器中で水素化転化し、実質的に完全に脱酸素された炭化水素液体と、ＣＯ、ＣＯ_２、および軽質炭化水素ガス（Ｃ_１〜Ｃ_３）を含んでなるガス状混合物とを生成する工程、
ｄ）前記ガス状混合物の少なくとも一部を水蒸気改質し、改質された分子状水素を生成する工程、および
ｅ）前記改質された分子状水素を、前記バイオマスの水素化熱分解のために前記反応器中に導入する工程であって、前記工程ａ）およびｃ）が、前記バイオマス中の酸素の約３０〜７０％がＨ_２Ｏに転化され且つ前記酸素の約３０〜７０％がＣＯおよびＣＯ_２に転化される条件下で行われる工程、
を含んでなる、プロセス。
前記工程ｃ）で生成された前記実質的に完全に脱酸素された炭化水素液体の一部が、前記水素化熱分解反応容器または前記水素化転化反応容器へとリサイクルされてその中の温度が調整される、請求項１に記載のプロセス。
前記脱酸素触媒および前記水素化転化触媒の少なくとも１つが、ガラスセラミック材料である、請求項１に記載のプロセス。
前記水素化転化反応容器の上流、下流、内部、および並行しての少なくとも１つに水素化分解触媒が配置される、請求項１に記載のプロセス。
前記水素化分解触媒が、水素化作用および酸性作用の両方を提供する酸性の金属含有触媒である、請求項４に記載のプロセス。
前記水素化転化触媒が、水素化分解触媒で置換されている、請求項１に記載のプロセス。
前記水素化転化触媒が、水性ガスシフト反応および水素化転化の両方を触媒する、請求項１に記載のプロセス。
前記工程ａ）、ｃ）、およびｄ）の全てが、実質的に同じ圧力で行われる、請求項１に記載のプロセス。
前記工程ａ）、ｃ）、およびｄ）の全てが、実質的に同じ圧力で行われる、請求項４に記載のプロセス。
前記圧力が、約１００〜約８００ｐｓｉｇである、請求項８に記載のプロセス。
前記圧力が、約１００〜約８００ｐｓｉｇである、請求項９に記載のプロセス。
前記水素化熱分解が、約５００〜約１０００°Ｆの温度で行われ、前記水素化転化が、約５００〜約８５０°Ｆの温度で行われる、請求項１に記載のプロセス。
前記水素化熱分解が、約０．２〜約１０ｇｍ（バイオマス）／ｇｍ（触媒）／ｈｒの重量空間速度で行われる、請求項１に記載のプロセス。
前記水素化転化が、約０．２〜約３ｇｍ（バイオマス）／ｇｍ（触媒）／ｈｒの重量空間速度で行われる、請求項１に記載のプロセス。
前記実質的に完全に脱酸素された炭化水素液体が、輸送燃料としての使用に適したディーゼル留分およびガソリン留分に分離される、請求項２に記載のプロセス。
前記水素化熱分解反応容器が、流動床を含む流動床反応器であり、前記水素化熱分解反応容器中でのガス滞留時間が、約１分未満である、請求項１に記載のプロセス。
実質的に前記流動床の上方からのみ、前記チャーが、前記流動床反応器から除去される、請求項１６に記載のプロセス。
前記工程ｂ）が、実質的に完全に脱酸素された炭化水素液体の高沸点部分を含む再循環液体中で前記水素化熱分解反応器によるガス産物を泡立たせることを含む、請求項１に記載のプロセス。
前記プロセスの産物が、液体生成物およびＣＯ_２から本質的になる、請求項１に記載のプロセス。
前記脱酸素触媒が、粒状化されており且つ前記チャーを摩耗させるような十分な耐摩耗性を有し、それにより、実質的に前記流動床の上方からのみ前記チャーを前記流動床反応器から除去することが可能になる、請求項１７に記載のプロセス。
前記水素化熱分解反応容器が、流動床を含む流動床反応器であり、前記チャーが、慣性プロセス、静電プロセス、および磁気プロセスの少なくとも１つを用いるエネルギー的チャー分離によって前記流動床反応器から除去される、請求項１に記載のプロセス。
前記脱酸素触媒が、ガラスセラミック材料である、請求項２１に記載のプロセス。
バイオマスから液体生成物を製造するプロセスであって、
Ｈ _２および脱酸素触媒の存在下、水素化熱分解反応容器中でバイオマスを熱分解し、部分的に脱酸素された水素化熱分解生成物およびチャーを含んでなる水素化熱分解プロセス産物を生成する工程、
水素化転化反応容器中で、水素化転化触媒存在下、約１００〜約８００ｐｓｉｇの水素化転化圧にて、前記部分的に脱酸素された水素化熱分解生成物を水素化転化し、実質的に完全に脱酸素された炭化水素液体と、ＣＯおよびＣ_１〜Ｃ_３軽質炭化水素ガスを含んでなるガス状混合物とを生成する工程、および
前記ガス状混合物の少なくとも一部を水蒸気改質し、前記バイオマスを水素化熱分解すするのに十分な量の改質されたＨ_２を生成する工程、
を含んでなる、プロセス。
前記バイオマス中の酸素の約３０〜７０％が、Ｈ_２Ｏに転化され、前記酸素の約３０〜７０％が、ＣＯおよびＣＯ_２に転化される、請求項２３に記載のプロセス。
前記水素化転化反応容器の上流、下流、内部、および並行しての少なくとも１つに水素化分解触媒が配置される、請求項２３に記載のプロセス。
前記水素化分解触媒が、水素化作用および酸性作用の両方を提供する酸性の金属含有触媒である、請求項２５に記載のプロセス。
前記水素化転化触媒が、水性ガスシフト反応および水素化転化の両方を触媒する、請求項２３に記載のプロセス。
前記水素化熱分解工程が、約５００〜約１０００°Ｆの水素化熱分解温度で行われ、前記水素化転化工程が、約５００〜約８５０°Ｆの水素化転化温度で行われる、請求項２３に記載のプロセス。
前記実質的に完全に脱酸素された炭化水素液体が、輸送燃料としての使用に適したディーゼル留分およびガソリン留分に分離される、請求項２３に記載のプロセス。
前記反応容器が、流動床を含む流動床反応器である、請求項２３に記載のプロセス。
前記プロセスの産物が、液体生成物およびＣＯ_２から本質的になる、請求項２３に記載のプロセス。
前記水素化転化触媒が、水素化分解触媒によって完全に置換されている、請求項２３に記載のプロセス。
前記水素化熱分解触媒が、水素化分解触媒によって完全に置換されている、請求項２３に記載のプロセス。
前記工程ｄ）において、改質された分子状の水素が、前記バイオマスを水素化熱分解するのに十分な量で生成される、請求項１に記載のプロセス。
前記水蒸気改質工程ｄ）が、前記工程ａ）および工程ｃ）において生成した水を用いて行われ、改質された分子状の水素が生成される、請求項１に記載のプロセス。
前記水素化転化圧が、約１００〜約５００ｐｓｉｇの範囲である、請求項２３に記載のプロセス。
前記水素化熱分解プロセス産物から前記チャーを分離する工程をさらに含む、請求項２３に記載のプロセス。
バイオマスから液体生成物を製造するプロセスであって、
ａ）Ｈ _２および脱酸素触媒の存在下、水素化熱分解反応器中でバイオマスを熱分解し、部分的に脱酸素された水素化熱分解生成物およびチャーを含んでなる水素化熱分解反応産物を生成する工程、
ｂ）水素化転化反応容器中で、水素化転化触媒存在下、前記部分的に脱酸素された水素化熱分解生成物を水素化転化し、実質的に完全に脱酸素された炭化水素液体と、ＣＯおよびＣ _１〜Ｃ _３軽質炭化水素ガスを含んでなるガス状混合物とを生成する工程、
ｃ）前記ガス状混合物の少なくとも一部を、前記工程ａ）および工程ｂ）において生成した水を用いて水蒸気改質する工程、および
ｄ）前記改質されたＨ _２を前記水素化熱分解反応器に導入する工程、
を含んでなる、プロセス。
前記工程ａ）およびｂ）において生成した水が、実質的に完全に脱酸素された炭化水素液体から分離される、請求項３８に記載のプロセス。
バイオマスから液体生成物を製造するプロセスであって、
ａ）Ｈ _２および脱酸素触媒の存在下、水素化熱分解反応器中でバイオマスを熱分解し、部分的に脱酸素された水素化熱分解生成物およびチャーを含んでなる水素化熱分解反応産物を生成する工程、
ｂ）水素化転化反応容器中で、水素化転化触媒存在下、前記部分的に脱酸素された水素化熱分解生成物を水素化転化し、実質的に完全に脱酸素された炭化水素液体と、ＣＯおよびＣ _１〜Ｃ _３軽質炭化水素ガスを含んでなるガス状混合物とを生成する工程、
ｃ）前記ガス状混合物の少なくとも一部を水蒸気改質して、改質されたＨ _２を生成する工程、および
ｄ）前記改質されたＨ _２を前記水素化熱分解反応器に導入する工程、
を含んでなる、プロセス。
前記水素化転化触媒が、前記脱酸素触媒に対してより大きな水−気体シフト触媒活性を有する、請求項４０に記載のプロセス。
前記水素化転化触媒が、前記脱酸素触媒に対してより大きな酸性度を有する、請求項４０に記載のプロセス。
前記水素化転化触媒が、実質的に完全に脱酸素された炭化水素液体中でＣ _１２およびＣ _１８生成物の収率を増加させる重合触媒活性を有する、請求項４０に記載のプロセス。