JP2018066008A - 燃料および燃料の製造方法 - Google Patents

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A Freel Barry
グラハム，ロバート，ジー．
G Graham Robert
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Ensyn Renewables Inc
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Abstract

【課題】再生可能燃料の輸送用燃料としての改良。【解決手段】セルロースバイオマスの少なくとも６０重量％を非濃縮可能燃料油に変換して、接触分解装置で再生可能燃料油原料と一緒に石油留分原料を処理する方法。各原料の混合比率の調整のほか、石油原料の種類、再生可能燃料油原料の含酸素量、水分量および灰分量の調整、及び脱酸素化などの後処理工程の最適化を図る。【選択図】なし

Description

発明の詳細な説明
〔関連出願の相互参照〕
本願は、２０１１年１２月１２日に出願された米国仮特許出願第６１／５６９，７１２号、および２０１２年５月１１日に出願された米国仮特許出願第６１／６４６，１５２号、および２０１２年６月１９日に出願された米国仮特許出願第６１／６７３，６８３号への優先権を主張する。仮特許出願各々への優先権は、明示的に主張されており、各仮特許出願の個別における開示は、全ての目的に対し、全範囲において参照することにより、本明細書中に援用される。
本開示は、米国特許第７，９０５，９９０号、米国特許５，９６１，７８６号、および米国特許第５，７９２，３４０号に関連しており、各々が全範囲において参照されることにより、本明細書中に援用される。
〔発明の分野〕
本開示は、精製システムまたはフィールド改良設備への原料として、再生可能燃料または再生可能油の導入に概ね関する。より具体的には、本開示は、石油留分、石油留分の反応物質、および／または石油留分原料と共処理するために、例えば精製の流動式接触分解（ＦＣＣ）、コークス器、フィールド改良システム、水素添加分解装置、および／または水素処理ユニット等の石油転換ユニットにバイオマスから熱的に製造された液体を導入する方法、およびその生成物（例えば、燃料）、ならびに当該生成物の使用および価値に関する。
〔背景〕
バイオマスは、人類史の殆どにおいて、主要なエネルギー源であった。１８００年代の終わり頃および１９００年代の間に、バイオマスから調達される世界でのエネルギー割合は降下し、同時に、化石燃料の商業的な発展および活用により、石炭および石油の製品のための市場が優位になった。それでもなお、世界のエネルギーのおよそ１５％はバイオマスから調達され続けており、発展途上国におけるバイオマスの寄与は非常に高く、３８％である。加えて、化石燃料の利用が与える環境への影響が新たに意識されている。特に、化石燃料を消費する結果生じる温暖化ガスという負担である。
木材、廃材、農業の残留物等のバイオマスは、熱または触媒転換によって、有用な生成物、例えば燃料または化学薬品に転換することができる。熱による転換の一例は、熱分解であり、バイオマスは、原則的に酸素の不存在という状態でガス状の副産物を伴い、熱の作用によって、液体と炭化物とに転換される。
一般的な意義において、熱分解とは、通常は初期転換ユニットにおいて、バイオマス原料のいかなる有意水準の直接燃焼をも伴わずに、熱の作用による液体および／または炭化物へのバイオマスの転換である。
歴史的に、熱分解は、相対的に遅い処理であり、得られる液体の生成物は粘性のあるタールおよび「木材を乾留して得た」液体であった。従来の遅い熱処理は、通常、４００℃よりも低い温度において、数秒間から数分間、またはさらに数時間の範囲の長い処理時間を経て、主に木炭の製造を主要な目的とし、副生成物としての液体およびガスの生成を伴って行われている。
熱分解または急速な熱による転換のより近代的な形態は、１９７０年代の終わり頃に発見され、研究者らは、バイオマスから、注ぐことができる軽量の液体を非常に高い収量で得ることができることに注目した。事実、非常に短い時間（通常は５秒未満）を経て転換が行なわれると、供給した木製のバイオマス材料の重量の８０％にまで液体の収量を近づけることが可能である。
この急速な熱分解から生成された均一な液体は、軽から中間的な石油燃料油の外観を有しており、再生可能油であると判断することができる。再生可能油は、ボイラーにおけるクリーンで制御された燃焼のための燃料、ならびにディーゼルおよび固定式のタービンにおいて使用されるための燃料として最適である。これは、粘度が高く、品質が低く、非常に低い収量でタールと水との２相の混合物を生成する、遅い熱分解とは非常に対照的である。
実際には、バイオマスにおける短い滞留時間の熱分解が、その有機材料の大部分に、瞬時な気相への変化を生じさせる。この気相は、非凝縮性ガス（メタン、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、およびオレフィン）と凝縮性ガスとの両方を含んでいる。凝縮性ガスは、凝縮されて回収されると、最終的な液体の生成物を構成する。この液体の収量および価値は、当該方法の強力な作用であり、下流における補足および回収システムにおける効果である。炭化水素原料の限られた供給力と、エネルギー、特に液体輸送の燃料への絶えず増大する需要とがあるという事実があるため、代替源が求められている。バイオマスの持続性と潤沢さとは、この再生可能原料を、石油に対する未来の需要を補うための魅力的な選択肢にしている。バイオマスが有する問題は、従来の炭化水素燃料とは異なり、酸素を含んでおり、歴史的に、既存の炭化水素に基づくインフラ設備において容易に統合できる形態へ十分に転換可能になっていないという事実である。
様々な熱および熱触媒のスキームによる、バイオマス由来の液体の炭化水素の生成物を研究するため、かなりの量の作業がなされてきた。米国特許ＵＳ５，７９２，３４０；米国特許ＵＳ５，９６１，７８６; Lappas et al., Biomass Pyrolysis in a Circulating Fluid Bed Reactor for the Production of Fuels and Chemicals, Fuel 81 (2002), 2087-2095);および Samolada et al., Catalyst Evaluation for Catalytic Biomass Pyroloysis, Fuel & Energy 2000, 14, 1161-1167には、バイオマスを直接的に脱酸素化し、輸送燃料または混合燃料の他に、他の炭化水素を生成することを目的として、固体の循環媒体としての触媒（ゼオライトＦＣＣ触媒）を用いた循環流動床の反応器において、バイオマスまたは他の酸化処理された炭素原料の処理について開示されている。いくらかの炭化水素の生成物が生成されるにも関わらず、その収量は受け入れ難いほど低く、高い収量の炭化物またはコークスがあり、副生成物としてガスが生成される。加えて、反応炉を汚染し、閉塞させるという問題、および触媒の性能に関連する深刻な他の問題があった。液体の収量が低いのみならず、化石燃料に基づく炭化水素の代わりに即座に用いることができるようにするために、生成された液体生成物のほとんどにおいてさらなる改良および処置が求められる。
上述の限界を考慮すると、バイオマス由来の炭化水素の生成物へのもう１つの代替は、固体のバイオマスをまず熱的にまたは熱触媒的に生成された生成物に転換し、次に、この品質の良い液体（すなわち、１００％液体のバイオマスの生成物）を、固体の循環媒体として、ＦＣＣ触媒または他の適切な触媒を用いた循環流動床の反応器に供給することである（Adjaye et al., Production of Hydrocarbons by Catalytic Upgrading of a Fast Pyrolysis Bio-oil, Fuel Processing Technology 45 (1995), 185--192）。この場合においてもやはり、受け入れ難いほどの炭化水素の収量が実現され、反応器の閉塞と汚染とは、しばしば顕著になり、原料の大部分は、炭化物／コークス、気体、および酸素を豊富に含み、異なる液相に分離する傾向がある液体に転換される。
酸化されたバイオマスから炭化水素を生成する手段として、固体または液体のバイオマス、バイオマス由来の気体または熱的に生成された液体の接触分解の使用は、技術的に複雑であり、相対的に非効率的であり、著しい量の価値の低い副生成物を生成する。触媒および収量の問題を解決するために、研究者らは、転換システムにおいて、酸化処理された材料のために特別に調整された、水素の添加および触媒系を用いて、バイオマス由来の液体を液体の炭化水素に転換する独立型の高品質化経路に着目した（Elliott, Historical Developments in Hydroprocessing Bio-oils, Energy & Fuels 2007, 21, 1792-1815）。技術的に実現可能であるにも関わらず、炭化水素の液体の燃料への完全な転換のために求められる、高圧および多段階の水素添加に関係する大きなスケールメリット、技術的な複雑さ、およびコストには厳しい限界があり、受け入れ難いものであると見られた。
完全な独立型バイオマスの輸送燃料への改良に関係する技術的および経済的な限界を克服するための手段として、研究者らは、酸化されたバイオマスの部分的な改良のために、酸素を減少し、続いて従来の石油の精製操作において、この中間的なバイオマスの生成物を石油原料と一緒に共処理するという、様々なスキームに着目した。これらの第１歩は、石油を用いた共処理に先立ってのバイオマス由来の液体の水素化脱酸素に、全てが着目しており、急速なＦＣＣ触媒の失活および反応器の汚染を回避するための石油との共処理、および過剰なコークスおよびガスという生成物の排除に先立ち、熱的に生成された液体の水素処理が必要であると判断された。それ故、出版された研究および先行技術は、最初にバイオマスから生成された後に水素処理され、高品質化された液体を用い、流動式接触分解（ＦＣＣ）の再生ユニットにおいて石油の共処理を行なうことを包含している。
この初期のＦＣＣユニットは、一般的に、濃密相の床の反応器のシステムを用い、触媒と炭化水素原料との間の良好な接触を可能にすることができた。原料を目的の生成物に十分に転換することを確実にするために、長い滞留時間が求められた。触媒系が改善されると、触媒はより活性化され、ＦＣＣは、ライザー構造を組み込むように再設計された。ライザー構造は、触媒と石油原料との接触時間をおよそ２〜３秒間程度（反応器の容器または反応停止の区分におけるいかなる時間も含まない）に短縮することができた。
初期のＦＣＣの設計のいくつかの欠点のうちの１つは、原則的に、ライザーが固体の分離装置を内包するオープンな反応器の容器に接続されているライザー停止システムであった。商業的なＦＣＣユニットにおいて、後の大量のライザーの熱分解が、十分なドライガスの生成と他の価値の低い生成物とに帰結していると、数年間考えられていた。これを発生させる２つの機構は、熱的および希薄な接触分解を経ることにある。熱分解は、反応器の離れた領域における、炭化水素の気体の延ばされた滞留時間に起因し、非選択的フリーラジカル分解機構を経て高い収量のドライガスをもたらす。希薄相の接触分解は、触媒と、ライザーにおける下流の炭化水素の気体との接触に起因する。この大部分は床からライザー分解への移行において排除されるが、高度な停止システムの設計がない状態で発生し得る大量の触媒の阻害に起因して、希薄相において充分な量が存在する。
多くのＦＣＣの製造元およびライセンサーは、後のライザー分解を最少化する高度なライザー停止システムを提案し、多くのユニットが、新しいユニットおよび改良した用途の両方において当該システムを実施した。加えて、いくつかの精製機では、同じ目的のため、自身の「内部」の設計を実施した。ＦＣＣユニットの複雑性および多様性、同様に新しいユニットの設計を前提として、「閉じられた」サイクロン、「強連結された」サイクロン、「直結型の」サイクロン、「ハイコンテインメントシステム」、「渦巻き型の分離システム」等といった、高度な停止システムには多くのバリエーションが存在する。特有の設計において相違があり、いくつかのものは他のものよりも特定のユニット構造に対して適しているが、これらの全ては望ましくないポストライザー反応を減少させるという、同じ基本的な目的を果たす。
原料との触媒の接触時間は、ライザーにおける滞留時間を含んでおり、多くの場合、上述のような高度なライザー停止システムにおける滞留時間を含んでいる。通常、ライザーの滞留時間はおよそ２〜３秒間であり、付加的な停止システムの滞留時間はおよそ１〜２秒間であり得る。これが、およそ３〜５秒間の全体的な触媒接触の時間をもたらす。
本発明の一部を形成している、１つの革新的な実施形態は、ＦＣＣまたはフィールド改良操作における石油ベースの材料と併せて熱的に生成された液体を使用して処理することであり得る。例えば、ＦＣＣまたはフィールド改良処理において、ＶＧＯまたは他の未加工の油ベースの液体の少量で、水素処理されていないバイオマス由来の液体を共処理することを包含している。
本発明の一部を形成している、１つの革新的な実施形態は、先行技術が見落とし、意図的に避けてきたバイオマスの転換；中間改良工程の複雑性を取り除き、その上、未加工の油の原料を処理することと両立でき得る方法において、未改良であり熱的に生成された液体を炭化水素と共処理するというバイオマスの転換に関する。既に示しているように、先行技術では、処理されずに熱的に生成されたバイオマスの液体は、ＦＣＣおよび他の触媒転換のシステムにおいて、直接的に液体の炭化水素に転換することに適していない。従って、従来の再生操作における石油を用いた共処理が、ＦＣＣの共処理を含む従来技術において考慮されるとき、未考慮および未処理の熱的バイオマスの液体は、これらの共処理の選択肢（Mercader；Fogassy）から除外され得る。しかしながら、本開示に記載された、予期されない技術的および経済的な利益は、様々な再生操作における熱に由来するバイオマスの生成物と石油原料との共処理において、事実上、明確である。
〔出願の要約〕
一実施形態において、本発明は、石油留分原料および再生可能燃料油原料から生成される燃料組成物に関する。一実施形態において、本発明は、触媒の存在下で共処理された石油留分原料および再生可能燃料油原料から生成される燃料組成物に関する。一実施形態において、本発明は、再生可能燃料油を含む原料から生成される、流動式接触分解装置の生成物の組成物に関する。一実施形態において、本発明は、触媒の存在下で変換ユニットにおいて処理され得る８０重量％よりも多い石油留分原料および２０重量％よりも少ない再生可能燃料油原料から生成される燃料組成物に関する。
一実施形態において、本発明は、石油留分および再生可能燃料油を反応物質として有している流動式接触分解装置等の変換ユニットの生成物を含む燃料に関する。一実施形態において、本発明は、再生可能燃料油と一緒に石油留分を共処理する精製変換ユニットの生成物を含む燃料に関する。一実施形態において、本発明は、石油留分および再生可能燃料油を受け取る精製変換ユニット生成物を含む燃料に関する。
一実施形態において、本発明は、燃料（例えば、輸送燃料）を製造する方法であって、触媒の存在下で再生可能燃料油原料と一緒に石油留分原料を供給する工程を含む方法に関する。一実施形態において、本発明は、燃料を製造する方法であって、触媒の存在下で再生可能燃料油原料と一緒に石油留分原料を処理する工程を含む方法に関する。
一実施形態において、本発明は、燃料を製造する方法であって、触媒の存在下で再生可能燃料油原料と一緒に石油留分原料を処理する工程を含み、任意に、特定の燃料の製造プロファイル、ライザー温度、または反応領域の温度を目標にするために、石油留分原料、再生可能燃料油原料、または両方の供給添加率を調整する工程、および／または、任意に、特定の燃料の製造プロファイル、ライザー温度、または反応領域の温度を目標にするために、石油留分原料および再生可能燃料油原料の混合物に対する触媒の比率（触媒：油の比率）を調整する工程を含む方法に関する。なお、触媒：油の比率は、重量比または容量比である。
一実施形態において、本発明は、変換ユニットの生成物流から得られる生成物の全容量に対して、少なくとも７０容量％のガソリンおよびＬＣＯ、または少なくとも７０容量％の輸送燃料を燃料生成物が有するように、石油留分原料と再生可能燃料油とを共処理する方法に関する。
一実施形態において、本発明は、精油所における石油変換を改善する方法であって、触媒の存在下において、再生可能燃料油と置換された石油留分（等価エネルギーベースおよび／または炭素含有量ベース）の処理を含む方法に関する。
一実施形態において、本発明は、石油留分原料の変換における燃料収率（例えば、ガソリン、ディーゼル油、ＬＰＧ、ＬＣＯ、加熱油、および／またはジェット燃料のうちの１つ以上の収率）を増加させる方法であって、触媒の存在下で再生可能燃料油原料と一緒に石油留分原料を処理する工程を含む方法に関する。
一実施形態において、本発明は、石油留分の注入口および再生可能燃料の注入口を有するライザー、または再生可能燃料の注入を可能にするための部材を加えるように適合されたライザーを含む流動式接触分解装置に関する。一実施形態において、本発明は、石油留分原料を導入するための第１アセンブリと、再生可能燃料油原料を導入するための第２アセンブリとを備えるか、これらと同等のものを加えるように適合されている精油システムに関する。一実施形態において、本発明は、石油留分原料を導入するための第１アセンブリと、精油所の変換ユニット内に再生可能燃料油原料を導入するための第２アセンブリとを備えるか、これらと同等のものを加えるように適合または改造されている精油システムに関する。
一実施形態において、本発明は、再生可能燃料油原料を受け入れることに適している精油システムにおける１つ以上のユニット（例えば、変換ユニット）であって、再生可能燃料油を導入するための単独の取り付け口を備えている１つ以上のユニットに関する。一実施形態において、本発明は、再生可能燃料油を受け入れることに適している他のまたは変更されたライザーアセンブリ（例えば、ノズルを含んでいる単独のポート）；再生可能燃料油原料を導入するための分けられたまたは単独のタンク容量；取り付けられた、再校正された、変更された、または単独の制御機器または制御システム；および／または再生可能燃料油原料を導入するために取り付けられたライブタップを備えている精油システムに関する。
一実施形態において、本発明は、ＦＣＣユニットにおける混合領域の温度を高める方法であって、石油留分原料の注入ノズルからの注入の下流（後）にある急冷ライザーシステム（後）を介して、再生可能燃料油を０．０５〜１５重量％注入する工程を含む方法に関する。
一実施形態において、本発明は、再生可能燃料油と石油ガス留分原料を、内部で触媒と接触する変換ユニット内に導入することにより両者を共処理する方法に関する。再生可能燃料油は、乾燥ベースおよび無湿ベースにおいて、３５〜８０重量％の範囲内の炭素含有レベルを有し、および／または生成されたバイオマスに含まれているエネルギー量の少なくとも３０％のエネルギー量レベルを有している。また、石油ガス留分は、ガス油（ＧＯ）原料、真空ガス油（ＶＧＯ）原料、重ガス油（ＨＧＯ）原料、中間留分原料、重−中間留分原料、炭化水素ベース原料、またはこれらの組み合わせを有している。
一実施形態において、本発明は、セルロース再生可能識別番号を生成するための燃料（例えば、ディーゼル燃料および／またはガソリン）製造経路であって、再生可能燃料油を製造するために、急速熱処理を介してセルロース原料を変換する工程と、セルロース再生可能識別番号に準拠した燃料を製造するために、触媒の存在下で再生可能燃料油を石油留分と共処理する工程とを含む燃料製造経路に関する。一実施形態において、本発明は、セルロース再生可能識別番号を生成するためにディーゼル燃料および／またはガソリンの製造経路であって、再生可能燃料を製造するために、再生可能（セルロース）バイオマス原料を熱的に変換する工程と、セルロース再生可能識別番号を生成するための米国再生可能燃料標準プログラム（ＲＦＳ）規定で特定された燃料経路に準拠するディーゼル燃料および／またはガソリンを製造するために、精油所において再生可能燃料油と一緒に石油留分を共処理する工程とを含む製造経路に関する。一実施形態において、本発明は、セルロース再生可能識別番号を生成するための燃料製造経路であって、非濃縮再生可能燃料油を製造するために、急速熱処理を介してセルロース原料を熱的に処理する工程と、セルロース再生可能識別番号に準拠した燃料を０．５ユニットよりも多く生成するために十分なディーゼル燃料のユニットを製造するために、精油所において非濃縮再生可能燃料油と一緒に石油留分を処理する工程とを含む燃料製造経路に関する。
一実施形態において、本発明は、バイオマス（例えば、セルロースバイオマス）から得られる、９０重量％よりも多い石油留分原料および１０重量％未満の非濃縮再生可能燃料油原料を含む混合物の触媒変換によって得られる生成物を含む輸送燃料に関する。
一実施形態において、本発明は、セルロース再生可能識別番号に適格な燃料を製造するための方法であって、任意に、再生可能セルロースバイオマス原料の急速熱処理を介して、再生可能燃料油を生成する工程と、９０重量％よりも多い石油留分原料を精油処理に注入する工程と、石油留分原料の注入時点の直近に、１０重量％未満の再生可能燃料油を精油処理に注入する工程と、セルロース再生可能識別番号に適格な燃料を製造するために、石油留分原料および再生可能燃料油を共処理する工程とを含み、上記の再生可能燃料油は、１．５〜６のｐＨを有し、２．５重量％未満の固形分を有し、２０〜４５重量％の含水量を有している方法に関する。
一実施形態において、本発明は、精油所の変換ユニット（例えば、ＦＣＣ）を通じて処理された再生可能燃料の少なくとも一部分から生成された燃料の製造方法に関する。一実施形態において、本発明は、精油所の変換ユニット（例えば、ＦＣＣ）を通じて処理された再生可能燃料であって、１．５〜６のｐＨおよび２０〜４５重量％の含水量を有した再生可能燃料の少なくとも一部分から生成された燃料の製造方法に関する。
一実施形態において、本発明は、再生可能識別番号を生成するための米国再生可能燃料標準プログラム規定に準拠した燃料経路を介して、可燃料を製造する方法であって、炭素含量が６０重量％未満であり、１．５〜８のｐＨを有しているような再生可能燃料油へセルロースベースバイオマスを熱的に変換する工程を含む方法に関する。一実施形態において、本発明は、再生可能識別番号を生成するための米国再生可能燃料標準プログラム規定に準拠した燃料経路を介して、可燃料を製造する方法であって、炭素含量が少なくともセルロースベースバイオマスの炭素含量の８０重量％よりも多い再生可能燃料油へセルロースベースバイオマスを熱的に変換する工程を含む方法に関する。一実施形態において、本発明は、再生可能識別番号を生成するための米国再生可能燃料標準プログラム規定に準拠した燃料経路を介して、可燃料を製造する方法であって、再生可能燃料油へセルロースベースバイオマスを熱的に変換する工程と、可燃料を製造するために、９０重量％よりも多い無水和ガス油原料と一緒に再生可能燃料油の一部を共処理する工程とを含む方法に関する。
一実施形態において、本発明は、触媒の存在下で石油留分原料および再生可能燃料油原料を共処理することにより、両者の少なくとも一部分から生成された燃料組成物に関する。一実施形態において、本発明は、再生可能燃料油を含む原料から生成された流動式接触分解製造組成物に関する。
一実施形態において、本発明は、触媒の存在下で再生可能燃料油原料と一緒に石油留分原料を処理する工程を含み、当該処理による燃料生成物の収率が、再生可能燃料油原料なしで上記の処理を行った結果の燃料生成物の収率と、原料のエネルギー供給ベースで同等または大きくなる燃料の製造方法に関する。一実施形態において、本発明は、触媒の存在下で再生可能燃料油原料と一緒に石油留分原料を処理する工程を含み、当該処理による燃料生成物の収率が、再生可能燃料油原料なしで生成された燃料と完全に合致する燃料の製造方法に関する。
一実施形態において、本発明は、１つ以上のセルロース再生可能識別番号を生成するための方法であって、再生可能燃料油（例えば、非濃縮再生可能燃料油）を製造するために、セルロースバイオマスを熱処理する工程と、セルロース再生可能識別番号に適格なディーゼル燃料、ジェット燃料、ガソリン、または加熱油を製造するために、精油所の変換ユニットにおいて再生可能燃料油と一緒に石油留分原料を共処理する工程とを含む方法に関する。
一実施形態において、本発明は、内燃機関エンジンのための可燃料であって、石油留分原料および５重量％未満の再生可能燃料原料から生成され、再生可能燃料原料および石油留分原料が、ＦＣＣ触媒の存在下で共処理されて生成される可燃料に関する。
一実施形態において、本発明は、石油留分原料の変換により生成される有用な燃料組成物の量を増大させるための方法であって、ＦＣＣ触媒を含む精油システム内に石油留分原料を導入する工程と、原料の総量（例えば、再生可能燃料原料と石油留分原料とを加えたもの）に対して、少なくとも２重量％の再生可能燃料油原料を加える工程と、ＦＣＣ触媒の存在下で少なくとも２秒間、ＦＣＣにおける混合原料を共処理する工程とを含む方法に関する。
一実施形態において、本発明は、再生可能識別番号を交換する方法であって、米国再生可能燃料標準プログラムに基づく１つ以上の燃料経路によって燃料組成物を製造するために、再生可能燃料油と一緒に石油留分原料を共処理する工程と、燃料の所有者または購入者から１つ以上の米国再生可能識別番号の少なくとも一部の権利を移す工程とを含む方法に関する。一実施形態において、本発明は、セルロースバイオマスを熱処理することによって得られたセルロース再生可能識別番号を生成するための米国再生可能燃料標準プログラムの規定において特定されている燃料経路に適格な再生可能燃料油に関する。一実施形態において、本発明は、セルロース再生可能識別番号を生成するための米国再生可能燃料標準プログラムの規定において特定されている燃料経路に適格な再生可能燃料油が生成される内燃機関エンジン燃料に関する。一実施形態において、本発明は、セルロース再生可能識別番号を生成するための米国再生可能燃料標準プログラムの規定において特定されている燃料経路に適格な再生可能燃料油を１〜５重量％含む精油変換ユニット原料から生成される内燃機関エンジン燃料に関する。
一実施形態において、本発明は、ＦＣＣ共処理ガス油および再生可能燃料油の生成物を含む混合可燃料組成物に関する。
一実施形態において、本発明は、内燃機関エンジンを備える車において、上述した１つ以上の燃料を使用する方法に関する。
一実施形態において、本発明は、ＦＣＣユニットにおける処理能力の量を観測し、石油ベース原料と一緒に共処理するために導入する再生可能燃料油の量を制御するコンピュータシステムに関する。
一実施形態において、本発明は、処理された再生可能燃料油の量を含めたＦＣＣにおける処理能力の量を観測し、生成されたセルロース再生可能識別番号を計測するコンピュータシステムに関する。
〔図の詳細な説明〕
材料、システム、方法、製品、用途および数ある中の応用例の多くの利点は、添付の図および要約書を含めて本出願にて提供されている概要および詳細を検討することにより、容易に認識および理解され得る。
図１：流動式接触分解（ＦＣＣ）ユニットを示す。
図２Ａ：模範的な変換ユニットを示す。
図２Ｂ：再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料を導入するために適した２つの異なる位置（二者択一の位置であってもよいし、両方が使用されていてもよい）にあり、注入口または２つ（１０２）に適合された模範的な変換ユニットを示す。
図３：ライザー急冷技術を示す。
図４：コークス化ユニットを示す。
図５：燃料注入システムを示す。
図６：二重ライザーを有するＦＣＣユニットを示す。
図７：触媒：油の比率およびＶＧＯにおけるＲＦＯの濃度が変換（質量ベース）に与える影響を示すグラフである。
図８：触媒：油の比率およびＶＧＯにおけるＲＦＯの濃度が全体的な変換（等価エネルギー供給ベース）に与える影響を示すグラフである。
図９：油の比率およびＶＧＯにおけるＲＦＯの濃度がガソリンの収率（エネルギー等価供給ベース）に与える影響を示すグラフである。
図１０：触媒：油の比率およびＶＧＯにおけるＲＦＯの濃度が、燃料の炭素含量（等量炭素供給ベース）の作用としてガソリンの収率に与える影響を示すグラフである。
図１１：触媒：油の比率およびＶＧＯにおけるＲＦＯの濃度がＬＰＧの収率（等価エネルギー供給ベース）に与える影響を示すグラフである。
図１２：触媒：油の比率およびＶＧＯにおけるＲＦＯの濃度がドライガスの収率（等価エネルギー供給ベース）に与える影響を示すグラフである。
図１３：触媒：油の比率およびＶＧＯにおけるＲＦＯの濃度がＬＣＯの収率（等価エネルギー供給ベース）に与える影響を示すグラフである。
図１４：触媒：油の比率およびＶＧＯにおけるＲＦＯの濃度がＨＣＯの収率（等価エネルギー供給ベース）に与える影響を示すグラフである。
図１５：触媒：油の比率およびＶＧＯにおけるＲＦＯの濃度がコークスの収率（等価エネルギー供給ベース）に与える影響を示すグラフである。
図１６：ＲＦＯの置換および触媒：油の比率（１００００ｂｂｌｓ／日、無水ベース）として作用するガソリンの収率を示すグラフである。
図１７：ＲＦＯの置換および触媒：油の比率（基準ＶＧＯを使用した重量％分担）として作用するガソリンのガロン／ＲＦＯのトンを示すグラフである。
図１８：触媒：油の比率およびＶＧＯにおけるＲＦＯの濃度がガソリンの収率（ＦＣＣユニットへの容積供給ベース）に与える影響を示すグラフである。
図１９：触媒：油の比率およびＨＧＯにおけるＲＦＯの濃度がガソリンの収率（１００００ｂｂｌｓ／日の燃料ベース）に与える影響を示すグラフである。
〔詳細な説明〕
２００５年に、環境保護局（ＥＰＡ）は、米国における最初の再生可能燃料の指令である「再生可能燃料の基準」（ＲＦＳ１）を発表した。ＲＦＳは、２０１２年までに７．５Ｂガロンの再生可能燃料をガソリンに混合することを要求した。２年後、計画は、２０２２年までに３６Ｂガロンの再生可能燃料を目標にするよう、２００７年の「エネルギーの独立および安全性議定書」（ＥＩＳＡ）の下で拡大された。さらに、ＥＩＳＡは、ガソリン同様、ディーゼル燃料もカバーするようＲＦＳを拡大し（ジェット燃料は、ＲＦＳ下で最初は含まれなかった）、異なるタイプの再生可能燃料について個々の体積の目標を定めた（例えば、ＲＦＳ２は、新型バイオ燃料について、２０２２年までに２１Ｂガロンを要求している）。
２０１０年２月に、ＥＰＡは先の再生可能燃料の基準（ＲＦＳ１）の見直しである、ＲＦＳ２の最終規定を提示した。その規定は、２０２２年までに米国において製造される再生可能燃料について３６Ｂガロンの体積目標を示し、２１Ｂは新型バイオ燃料（非エタノール）とした。米国に工業用のセルロースの設備がないため、ＥＰＡは、セルロースに関する全体的な能力を毎年再調査し、その生産目標の実現性を評価し、それに続いて調整を行っている。ＥＰＡは、本来の５００Ｍガロンという目標をかなり下回って、２０１２年について１２．９Ｍガロンまで（エタノール同等物基準で１５．７Ｍガロンまで）のセルロースの体積を提案した。２０２２年までにセルロースの燃料についての１６Ｂガロンの生産目標を米国が達成するためには、セルロース技術の拡大の促進について著しい進歩がなされなければならない。
規定の一部は、従来の燃料製造方法よりも環境的に害が少ないように設計されている特定の経路に基づく燃料製造に対し、「再生可能識別番号」（ＲＩＮ）を付与する奨励プログラムを含んでいる。種々の認可された経路の中には、セルロースの再生可能識別番号（Ｃ−ＲＩＮ’ｓ）を獲得できるバイオマス（セルロースバイオマス）を含むセルロースの使用に関連するものもある。セルロースバイオマスの使用は、燃料の生産者が彼らの「再生可能体積義務」（ＲＶＯ）を果たすのにも同様に役立つ。本願の一側面は、数ある燃料や副産物の中で、ガソリンを製造するために用いられる変換機に供給される原料（例えば、石油画分および再生可能原料油）の総重量に対して、非濃縮の再生可能燃料油を、２０重量％未満の、例えば１０重量％未満、８重量％未満、６重量％未満、例えば、約５重量％または約３重量％の量、使用することによって、Ｃ−ＲＩＮ’ｓおよび／またはＲＶＯ’ｓの要件を満たす機会が得られるだけでなく、（同等の供給ベース、例えばエネルギーベースまたは炭素含有量ベースで）少なくとも同等のガソリン収率が得られる点であるといえる。同等のガソリン収率とは、例えばガソリンの収率の増加を含み、同等の入力ベース、例えばエネルギーベースまたは炭素量ベースで、０．５重量より大きい、０．７５重量より大きい、１重量より大きい増加、例えば、０．５重量％および５．０重量％から、または１．２５重量％および３．０重量％の増加を含む。
一実施形態において、方法およびシステムは、ＦＣＣや他の精油所やフィールド改良操作における原料としての、再生可能燃料、再生可能燃料油、または、再生可能油を含む。再生可能燃料は、再生可能な資源から製造される燃料を含む。例は、バイオ燃料（例えば、燃料として使用される野菜油）、エタノール、バイオマスからのエタノール、またはバイオディーゼルおよび水素燃料（再生可能な処理を用いて製造されたとき）、熱化学的に製造された液体、および触媒的に液体に変換されるバイオマスを含む。
適切なバイオマス、バイオマス材料、またはバイオマス成分は、木材、木材残渣、木屑、切り枝の皮、間伐材、森の間引き、バガス、トウモロコシの繊維、トウモロコシのわら、空の果物の房（ＥＦＢ）、葉状体、ヤシの葉、アマ、麦わら、低灰分の麦わら、エネルギー作物、パーム油、食物ベースでないバイオマス材料、農作物の残渣、切り枝、前商業間伐材、および木材残渣、年間の被覆作物、スイッチグラス、ススキ、セルロース含有成分、分離されている庭ゴミのセルロース成分、分離されている食べ物のゴミのセルロースの成分、分離されている都市ゴミ（ＭＳＷ）のセルロース成分、または、それらの組み合わせを含むが、これらに限られない。セルロースバイオマスは、例えば、セルロースの材料由来の、または含んでいるバイオマスを含む。例えば、バイオマスは、米国の再生可能燃料の標準プログラム（ＲＦＳ）の規定に準拠したもの、またはセルロースの再生可能識別番号対応の燃料を調製するのに適したバイオマスとして特徴付けられるものとなり得る。一実施形態において、バイオマスは、米国の再生可能燃料の標準プログラム（ＲＦＳ）の規定に従ったＤコード１、２、３、４、５、６、または７を満たす燃料についての経路によって特定されているそれらのバイオマス燃料を満たすものとして特徴づけられ得る。例えば、バイオマスは、米国の再生可能燃料の標準プログラム（ＲＦＳ）の規定に従ったＤコードの３または７を満たす燃料を調製するのに適しているそれらのバイオマス材料を満たすことを特徴とすることができ、または、バイオマスは、炭化水素（または再生可能な炭化水素）のみから成ることを特徴とすることができる。
再生可能燃料油（ここでは“ＲＦＯ”とも称する）は、バイオマス由来の燃料油またはバイオマスの変換から調製される燃料油を指す。例えば、一実施形態において、再生可能燃料油は、セルロースの再生可能燃料油（ここでは“セルロースのＲＦＯ”とも称する）とすることができ、また、セルロースを含むバイオマスの変換由来から調製されることができる。バイオマスまたはセルロース含有バイオマスは、１つ以上の以下の処理：熱変換、熱機械変換、熱触媒変換、またはバイオマスまたはセルロース含有バイオマスの触媒変換によって、適切な再生可能燃料を形成するように変換されることができる。一実施形態において、再生可能燃料油は、水素化脱酸素化されていない（ＨＤＯでない）、脱酸素化されていない、改良されていない、熱的に処理されている、迅速に熱的に処理されている、熱機械処理されている、迅速に熱機械処理されている、水素化処理されていない、調整されているもの、および／または、それらの組み合わせとすることができる。例えば、再生可能燃料油は、水素化脱酸素化されていない（ＨＤＯでない）再生可能燃料油；ＨＤＯでなく、脱酸素化されていない再生可能燃料油；迅速に熱機械処理されて、水素化処理されていない再生可能燃料油；または、脱酸素化されておらず、改良されていない、熱処理された再生可能燃料油とすることができる。適切な再生可能燃料油のさらなる例は、水素化脱酸素化されておらず、脱酸素化されておらず、水素化処理されておらず、改良されておらず、触媒的に処理されておらず、熱機械的に処理されている、再生可能燃料であって、バイオマス、例えばセルロースのバイオマスを単に機械的に粉砕し、その後、粉砕されたバイオマスを、例えば迅速に、熱処理して、実質的に酸素の含有量、含水量、二酸化二塩化硫黄の含有量、固体の含有量を変えるためのさらなる処理ステップ、または逆に、燃料へと加工するための再生可能燃料油を濃縮するためのさらなる処理ステップなしに、液体を得ることによって得ることができる再生可能燃料油を意味すると理解される、再生可能燃料とすることができる。さらに、この水素化脱酸素化されていない（ＨＤＯでない）、脱酸素化されていない、水素化処理されていない、改良されていない、触媒的に処理されていない、熱機械処理されている、再生可能燃料油は、水素化脱酸素化されていない、脱酸素化されていない、水素化処理されていない、改良されていない、触媒処理されていない、熱機械処理されている、再生可能燃料油および／または、水素化脱酸素化されていない、脱酸素化されていない、水素化処理されていない、改良されていない、触媒処理されていない、熱機械処理されている、再生可能燃料油の混合物を形成するための他のバイオマス由来の他の水素化脱酸素化されていない、脱酸素化されていない、水素化処理されていない、改良されていない、触媒処理されていない、熱機械処理されている、再生可能燃料油の他の群と混合され得る。
特に、再生可能燃料油は、バイオマスの唯一の処理が（具体的には粉砕と迅速熱処理とを含んでおり、石油変換装置の中への導入の前に液体の後処理や濃縮を行わない）熱機械処理であり得る、セルロース材料を含んでいるバイオマスから形成されている液体であり得る。具体的には、水素化脱酸素化せず、水素化処理せず、触媒曝露や接触は行わず、セルロース含有バイオマスを熱機械処理することによってのみ、非濃縮の再生可能燃料油が得られる。
好ましい再生可能燃料油は、例えば、迅速熱処理であって、得られる液体が、処理されたバイオマスの総重量の少なくとも５０重量％、例えば、少なくとも６０重量％、少なくとも７０重量％、少なくとも７５重量％、少なくとも８０重量％、または少なくとも８５重量％であり得る迅速熱処理などの処理によって粉砕されたバイオマスから形成される非濃縮の液体（非濃縮再生可能燃料油とも称する）であり得る。言い換えれば、処理されたバイオマスからの液体の収率は、処理された粉砕バイオマスの総重量の少なくとも５０重量％、例えば、少なくとも６０重量％、少なくとも７０重量％、少なくとも７５重量％、少なくとも８０重量％、または少なくとも８５重量％であり得る。非濃縮は、具体的には水素化脱酸素化、水素化処理、触媒曝露・接触を行わないことを含め、前処理や後処理が行われない、再生可能燃料油を指すと理解されるべきである。一実施形態において、非濃縮の再生可能燃料油は、粉砕されたバイオマスから調製され、その後、輸送および／または貯蔵され、また、製油所で変換機の中に導入される途中で、華氏１５０度を超えない所定の温度にさらに加熱または維持され得る。再生可能燃料油の輸送、貯蔵、および／または予加熱に関連する機械的処理は、濃縮ステップとはみなされない。一実施形態において、非濃縮の再生可能燃料油は、別々の非濃縮群および／または種々のセルロースバイオマス（例えば、いくつかの異なるタイプの非食用のバイオマス）から得られる非濃縮群からの混合される一つ以上の非濃縮の再生可能燃料油を含んでもよい。一実施形態において、組み合わされた非濃縮の再生可能燃料油にある特性を意図的に提供または付与するために混合されうる混合組成物は、ほぼ全ての（例えば、８０重量％より大きい、または９０重量％より大きい、例えば、９５重量％より大きいまたは９８重量％より大きいまたは９９重量％より大きい）、または組み合わされた群の全てが非濃縮の再生可能燃料油であれば、非濃縮の再生可能燃料油とみなしてもよい。
好ましい（ＨＤＯでない）再生可能燃料油；ＨＤＯでない、脱酸素化されていない再生可能燃料油；迅速熱機械処理されている、水素化処理されていない再生可能燃料油；または脱酸素化されていない、改良されていない、熱処理されている再生可能燃料油。
例えば、再生可能燃料油は、熱的に変換されているバイオマスだけ、または熱機械変換されているバイオマスだけを含み得る。適切な再生可能燃料油は、バイオマスまたはセルロースのバイオマスの変換から導かれるか調製されるパイロリティック液、熱パイロリティック液、熱機械パイロリティック液、迅速熱パイロリティック液、または迅速な熱機械パイロリティック液を含み得る。一実施形態において、再生可能燃料油は、水素化脱酸素化されていない（ＨＤＯでない）再生可能燃料油；脱酸素化されていない再生可能燃料油；改良されていない再生可能燃料油；熱的に処理されているセルロースの再生可能燃料油；熱的に処理されている、改良されていないセルロースの再生可能燃料油；熱的に処理されているバイオマス液；熱的に処理されている、改良されていないバイオマス液；熱的に処理されている食用ベースでないバイオマス液；熱的に処理されている食用でないセルロースベースのバイオマス液；熱的に処理されている食用でない再生可能な液体；熱的に処理されているセルロース液；迅速に熱的に処理されているセルロース液；迅速に熱的に処理されているバイオ油；迅速に熱的に処理されているバイオマス液または熱パイロリティック液であって、５重量％未満の固体の含有量、例えば、４重量％未満、３重量％未満、２．５重量％未満、２重量％未満、１重量％未満、または０．５重量％未満の固体の含有量を有しているもの；調整済みの再生可能燃料油；水素化処理されていない、改良されていない再生可能燃料油；熱分解油またはパイロリティック液；熱分解油または熱パイロリティック液；バイオ油またはバイオ油液；バイオ原油またはバイオ原液；熱触媒分解または熱触媒パイロリティック油；触媒熱分解油；触媒パイロリティック液；または、それらの組み合わせを含み得る。例えば、一実施形態において、再生可能燃料油は、水素化脱酸素化されていない（ＨＤＯでない）再生可能燃料油；脱酸素化されていない再生可能燃料油；改良されていない再生可能燃料油；熱的に処理されているセルロースの再生可能燃料油；迅速に熱的に処理されている再生可能燃料油；水素化処理されていない、改良されていない再生可能燃料油；熱分解油またはパイロリティック液；または熱分解油または熱パイロリティック液のうちの１つ以上を含み得る。
一実施形態において、バイオマスから適切な再生可能燃料油を形成する熱変換処理は、例えば、迅速熱変換処理を含み得る。一実施形態において、バイオマスから適切な再生可能燃料油を形成する変換処理（時々ここに“調整”と称する）の機械的な側面は；乾燥させること；粉砕すること；微粒子を取り除くこと；トランプ・メタルを取り除くこと；分粒すること；鉄類を取り除くこと；灰分の一部を取り除くこと；濾過すること；スクリーニングすること；遠心力集塵処理すること；多くの固体含有量を取り除くために、機械的に操作すること；またはそれらの組み合わせを含み得るが、これらに限定されなくてもよい。例えば、調整は、１つ以上の下記の処理、例えば、乾燥させること、粉砕すること、微粒子を取り除くこと、トランプ・メタルを取り除くこと、分粒すること、鉄類を取り除くこと、灰分の一部を取り除くこと、濾過すること、スクリーニングすること、遠心力集塵機を通過させること、機械的に操作すること、磁石と接触させること、または磁場を通過させることを含み得る。一実施形態において、調整は、さらに、水、または１つ以上のアルコール、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、グリセロールまたはブタノールの追加を含み得る。例えば、再生可能燃料油は、濾過、スクリーニング、遠心力集塵処理、または機械的操作を行って、多くの固体含有量を取り除くことによって調整され得る。一実施形態において、適切な再生可能燃料油を形成するための変換の間にバイオマスの調整をすることは、濾過すること、スクリーニングすること、遠心力集塵処理すること、または機械的にバイオマスを操作することによって、バイオマスから炭素の一部を取り除くことを含み得る。一実施形態において、熱変換処理または熱機械変換処理は、迅速熱変換処理を含み得る。
一実施形態において、再生可能燃料油は、０．５〜８．０の範囲のｐＨを有し得る。例えば、再生可能燃料油は、０．５〜７．０、例えば、０．５〜６．５、１．０〜６．０、２．０〜５．０、３．０〜７．０、１．０〜４．０、または２．０〜３．５の範囲のｐＨを有し得る。一実施形態において、再生可能燃料油のｐＨは８．０未満、例えば、７．０未満、６．５未満、６．０未満、５．５未満、５．０未満、４．５未満、４．０未満、３．５未満、３．０未満、２．５未満、または２．０未満であり得る。一実施形態において、再生可能燃料油のｐＨは、外部の、バイオマスでないもの由来の材料、またはｐＨ調整剤の追加によって変更または修正されてもよい。一実施形態において、再生可能燃料油は、酸性であり得る。例えば、再生可能燃料油は、０．５〜７．０の間、例えば、１〜７の間、１〜６．５の間、２〜５の間、２〜３．５の間、１〜４の間、２〜６の間、または２〜５の間の範囲のｐＨを有し得る。一実施形態において、再生可能燃料油は、例えばバイオマス由来のｐＨのように、再生可能燃料油の由来となりうるバイオマスの変換によって得られるｐＨを有する。
一実施形態において、再生可能燃料油は、５重量％未満の範囲の固体含有量を有し得る。例えば、再生可能燃料油は、４重量％未満、３重量％未満、２．５重量％未満、２重量％未満、１重量％未満、０．５重量％未満、または０．１重量％未満の固体含有量を有し得る。一実施形態において、再生可能燃料油は、０．００５重量％および５重量％の間の範囲の固体含有量を有し得る。例えば、再生可能燃料油は、０．００５重量％および４重量％の間、例えば、０．００５重量％および３重量％の間、０．００５重量％および２．５重量％の間、０．００５重量％および２．０重量％の間、０．００５重量％および１．０重量％の間、０．００５重量％および０．５重量％の間、０．０５重量％および４重量％の間、０．０５重量％および２．５重量％の間、０．０５重量％および１重量％の間、０．０５重量％および０．５重量％の間、０．５重量％および３重量％の間、０．５重量％および１．５重量％の間、または０．５重量％および１．０重量％の間の範囲の固体含有量を有し得る。
一実施形態において、再生可能燃料油は、０．５重量％未満の範囲の灰分を有し得る。例えば、再生可能燃料油は、０．４重量％未満、例えば、０．３重量％未満、０．２重量％未満、０．１重量％未満、０．０５重量％未満、０．００５重量％未満、０．０００５重量％未満の灰分を有し得る。一実施形態において、再生可能燃料油は、０．０００５重量％および０．５重量％の間、例えば、０．０００５重量％および０．２重量％の間、０．０００５重量％および０．０５重量％の間、または０．０００５重量％および０．１重量％の間の範囲の灰分を有し得る。
一実施形態において、再生可能燃料油は、１０〜４０重量％の間の範囲の含水量を有し得る。例えば、再生可能燃料油は、１５〜３５重量％の間、例えば、１５〜３０重量％の間、２０〜３５重量％の間、２０〜３０重量％の間、３０〜３５重量％の間、２５〜３０重量％の間、または３２〜３３重量％の水の間の含水量を有し得る。一実施形態において、再生可能燃料油は、４０重量％未満、例えば、３５重量％未満、または３０重量％未満の範囲の含水量を有し得る。一実施形態において、再生可能燃料油は、少なくとも１０重量％、例えば、少なくとも１５重量％、少なくとも２０重量％または少なくとも２５重量％の含水量を含み得る。
一実施形態において、再生可能燃料油は、石油留分原料の酸素の含有量レベルよりも高い含有量レベルの酸素を含み得る。例えば、再生可能燃料油は、乾燥ベースまたは無水ベースで、２０重量％より大きい含有量レベルの酸素、例えば、乾燥ベースまたは無水ベースで、２０〜５０重量％、３５〜４０重量％の間、２５〜３５重量％の間、２０〜３０重量％の間、２５〜５０重量％の間、２０〜４０重量％の間、または、２０〜３５重量％の間の範囲の含有量レベルの酸素を有し得る。
一実施形態において、再生可能燃料油は、炭素含有量レベルよりも大きい酸素の含有量のレベルを含み得る。例えば、再生可能燃料油は、含水ベースで、炭素含有量レベルよりも大きい含有量レベルの酸素を有し得る。一実施形態において、再生可能燃料油は、乾燥ベースまたは無水ベースで、３５〜８０重量％の間の範囲の炭素含有量および２０〜５０重量％の間の範囲の酸素含有量を有し得る。例えば、再生可能燃料油は、乾燥ベースまたは無水ベースで、５０〜６０重量％の間の範囲の炭素含有量および３５〜４０重量％の間の範囲の酸素含有量を有し得る。
一実施形態において、再生可能燃料油は、再生可能燃料油の由来となりうるバイオマスに含まれている炭素含有量の、少なくとも４０重量％の含有量レベルの炭素を含み得る。例えば、再生可能燃料油は、再生可能燃料油の由来となりうるバイオマスに含まれている炭素含有量の、少なくとも４５重量％、例えば、少なくとも５０重量％、少なくとも５５重量％、少なくとも６０重量％、少なくとも６５重量％、少なくとも７０重量％、少なくとも７５重量％、少なくとも８０重量％、少なくとも８５重量％、少なくとも９０重量％、少なくとも９５重量％の含有量レベルの炭素を含み得る。一実施形態において、再生可能燃料油は、再生可能燃料油の由来となりうるバイオマスに含まれている炭素含有量の、４０重量％および１００重量％の間の範囲の含有量レベルの炭素を含み得る。例えば、再生可能燃料油は、再生可能燃料油の由来となりうるバイオマスに含まれている炭素含有量の、４０重量％および９５重量％の間、例えば、４０重量％および９０重量％の間、４０重量％および８０重量％の間、５０重量％および９０重量％の間、５０重量％および７５重量％の間、６０重量％および９０重量％の間、６０重量％および８０重量％の間、７０重量％および９５重量％の間、７０重量％および８０重量％の間または７０重量％および９０重量％の間の範囲の含有量レベルの炭素を含み得る。一実施形態において、再生可能燃料油は、石油留分原料の炭素含有量レベルよりも低い含有量レベルの炭素を含み得る。例えば、再生可能燃料油は、乾燥ベースまたは無水ベースで、３５〜８０重量％の間の範囲の炭素含有量、例えば、乾燥ベースまたは無水ベースで、４０〜７５重量％の間、４５〜７０重量％の間、５０〜６５重量％の間、５０〜６０重量％の間、または５４〜５８重量％の間の範囲の含有量レベルの炭素を有し得る。
一例として、表１および表２は、それぞれその全体が引用により盛り込まれる米国特許Ｎｏ．７，９０５，９９０、米国特許Ｎｏ．５，９６１，７８６および米国特許Ｎｏ．５，７９２，３４０に記載されている１つ以上の手順に従って調製された種々の適切な再生可能燃料油の分析を示している。
Figure 2018066008
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一実施形態において、再生可能燃料油は、再生可能燃料油の由来となりうるバイオマスに含まれているエネルギー含有量の少なくとも３０％の含有量レベルのエネルギーを含み得る。例えば、再生可能燃料油は、再生可能燃料油の由来となりうるバイオマスに含まれているエネルギー含有量の少なくとも４５％、例えば、少なくとも５５％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％の含有量レベルのエネルギーを含み得る。一実施形態において、再生可能燃料油は、再生可能燃料油の由来となりうるバイオマスに含まれているエネルギー含有量の５０％および９８％の間の範囲の含有量レベルのエネルギーを含み得る。例えば、再生可能燃料油は、再生可能燃料油の由来となりうるバイオマスに含まれているエネルギー含有量の５０％および９０％の間、５０％および７５％の間、６０％および９０％の間、６０％および８０％の間、７０％および９５％の間、７０％および８０％の間または７０％および９０％の間の範囲の含有量レベルのエネルギーを含み得る。
一実施形態において、再生可能燃料油は、石油留分原料のエネルギー含有量レベルよりも低い含有量レベルのエネルギーを含み得る。例えば、再生可能燃料油は、石油原料のエネルギー含有量に比べて、３５〜９５％の間、例えば、石油原料のエネルギー含有量に比べて、乾燥ベース（無水ベース）で、４０〜９０％の間、４５〜８５％の間、５０〜８０％の間、５０〜６０％の間、または５４〜５８％の間の範囲の含有量レベルのエネルギーを含み得る。一実施形態において、再生可能燃料油は、石油原料のエネルギー含有量に比べて、３０〜９０％の間の範囲の含有量レベルのエネルギーを有し得る。例えば、再生可能燃料油は、石油原料のエネルギー含有量に比べて、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％のエネルギー含有量を有し得る。一実施形態において、再生可能燃料油の１単位は、セルロース再生可能識別番号対応の燃料の０．５〜１．５単位、例えばセルロース再生可能識別番号対応の燃料の０．７〜１．２単位、０．９〜１．１単位、を生成するのに適したエネルギー含有量を有し得る。一実施形態において、再生可能燃料油の１単位は、エタノールの０．５〜１．５容積単位、例えばエタノールの０．７〜１．２容積単位、０．９〜１．１容積単位、と同等のエネルギー含有量を有し得る。
一実施形態において、精油方法および精油システムは、再生可能燃料、再生可能燃料またはバイオマス由来の熱処理された液体を、低い比率で石油変換機に導入する組み立て部品と、精油ＦＣＣユニット（より正式には、流動式接触分解装置として知られる）またはフィールド改良操作であって、ＦＣＣ触媒の接触時間が、数秒間である、例えば０．５〜１５秒間、例えば１秒間、１．５秒間、２秒間、２．５秒間、３秒間、３．５秒間、４秒間、５秒間およびこれらの時間に近い時間、例えば約３〜５秒間であるもの、とを含んでもよい。
再生可能油は、精油処理へ導入できるように調整されることができ、また、種々の組成物から作られ得る。このような一つの例は、触媒作用ありまたはなしで、１０秒未満の処理滞在時間で、４００℃〜６００℃の条件下でバイオマスの迅速熱変換から生成された再生可能油であり得る。触媒の例はＺＳＭ−５または他のＦＣＣ触媒とすることができる。
一実施形態によれば、熱処理される再生可能油の追加割合の量（ＦＣＣユニットの場合は、例は表１に記載）は、１０重量％未満（例えば０．０５重量％から１０重量％の間の範囲）、好ましくは、１重量％より大きい、５重量％未満を含む。
一実施形態では、石油留分原料、例えば、改良石油由来のもの、は、ガス油（ＧＯ）原料、真空ガス油（ＶＧＯ）原料、重いガス油（ＨＧＯ）原料、中間石油製品原料、重い中間石油製品原料、炭化水素ベースの原料、またはそれらの組み合わせを含む。例えば、石油留分原料は、ガス油原料、真空ガス油（ＶＧＯ）原料、重いガス油（ＨＧＯ）原料、または中間石油製品原料を含む。
一実施形態では、石油留分原料を用いて共同処理するための精油所に導入しうる再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料の量は、処理するための精油所に導入される原料の総量に対し、１重量％から２０重量％の範囲とすることができる。例えば、石油留分原料を用いて共同処理するための精油所に導入しうる再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料の量は、処理するための精油所の変換ユニットに導入される原料の総量（例えば石油留分原料とＲＦＯ原料との合計）に対し、１重量％から１５重量％の範囲とすることができ、例えば、処理するための変換ユニットに導入される原料の総量に対し、２重量％から１３重量％、４重量％から１０重量％、５重量％から８重量％、７重量％から１２重量％、３重量％から７重量％、とすることができる。一実施形態では、石油留分原料を用いて共同処理するための変換ユニットに導入される再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料の量は、処理するための精油所に導入される原料の総量に対し、１重量％とすることができ、例えば、処理するための精油所に導入される原料の総量に対し、２重量％、３重量％、４重量％、５重量％、６重量％、７重量％、８重量％、９重量％、１０重量％、１１重量％、１２重量％、１３重量％、１４重量％、１５重量％、１６重量％、１７重量％、１８重量％、１９重量％、２０重量％とすることができる。一実施形態では、石油留分原料を用いて共同処理するための精油所に導入される再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料の量は、処理するための精油所に導入される原料の総量に対し、少なくとも１重量％、および２０重量％未満とすることができ、例えば、処理するための変換ユニットに導入される原料の総量に対し、少なくとも２重量％、３重量％、４重量％、５重量％、６重量％、７重量％、８重量％、９重量％、１０重量％、および２０重量％未満とすることができる。
一実施形態では、再生可能燃料油と共に石油留分原料を処理することは、再生可能燃料油なしで石油留分原料のみを処理することと比べて、燃料製品を調製するうえで実質的に同等またはそれより優れた性能を有する。例えば、ＲＦＯの２０重量％までを、例えば石油留分原料に対する再生可能燃料油の重量比を２：９８、５：９５、１０：９０として、残りの石油留分原料と共に処理することは、再生可能燃料油なしで石油留分原料のみを処理することと比べて、燃料製品を生成するうえで実質的に同等またはそれより優れた性能を有しうる。例えば、石油留分原料に対する再生可能燃料油の重量比を２０：８０から０．０５：９９．９５の間の範囲として処理することで、再生可能燃料油なしで石油留分原料のみを処理することと比べて、０．１重量％より大きい、例えば０．５重量％、１．０重量％、１．５重量％、２．０重量％またはそれより大きい値にまで、ガソリンの重量％が増大する。
一実施形態によれば、ＲＦＯの量は、ＨＧＯ（重いガス油）、ＬＧＯ（軽いガス油）およびＶＧＯ（真空ガス油）やその他の石油留分および混合物を含む、多様なガス油および／またはガス油の混合物を用いて混合することができる。ＨＧＯは、精油所のＦＣＣユニットに向けることのできる、別の、より軽い原料でありうる。ガス油と組み合わせて、混合された供給流において、または、個別の供給流として、ガス油の導入の前、後、または、前および後である。あるいは、ガス油は、ＲＦＯの導入の前、後、または、前および後に、ＲＦＯと結合して導入されてもよい。ＲＦＯまたはガス油のいずれかまたは両方は、パルス方式で代替として供給されてもよい。
一実施形態によれば、再生可能油の量は、ＶＧＯ（真空ガス油）と混合されてもよい。ＶＧＯは、精油所のＦＣＣユニットに典型的に供給される原料であってよい。再生可能油とＶＧＯとの混合は、最終的に測定されるＴＡＮ（トータル酸番号）として１．０未満（例えば、０．０５から１．０の範囲）を目標とし、好ましくは、０．５未満（例えば、０．０５から０．５の範囲）、より好ましくは、０．２５未満（例えば、０．０５から０．２５の範囲）である。
一実施形態によれば、再生可能油の量は、ＨＧＯ（重いガス油）と混合されてもよい。ＨＧＯは、精油所のＦＣＣユニットに向けることのできる、別の、より軽い原料でありうる。ＶＧＯと組み合わせて、または個別の供給である。
一実施形態によれば、再生可能油の量は、ＬＣＯなどの、より軽い石油留分と、または、ガソリンと、界面活性剤ありまたはなしで混合されてもよい。再生可能油と混合されるＬＣＯおよび／またはガソリンの含有量は、１０重量％未満の範囲（例えば、０．００５重量％から１０重量％の範囲）とすることができ、好ましくは、５重量％未満の範囲（例えば、０．００５重量％から５重量％の範囲）、より好ましくは、１重量％未満の範囲（例えば、０．００５重量％から１重量％の範囲）である。
一実施形態によれば、再生可能油は、バイオマスの熱または触媒変換から、好ましくは少ない水分含量で、作られた、全液体の全てを含む。または、バイオマスの熱または触媒変換から作られた全液体は、精油システムのための原料としての支配的な非水性留分を提供するために分離された相であってもよい。さらに、留分は、第１凝縮装置、第２凝縮装置、曇り除去器、フィルタまたは静電集塵器などの、熱または触媒変換されたバイオマスの下流液体収集システムの単位操作から得られてもよい。
一実施形態によれば、液体の揮発成分含量を減少させるために再生可能油の引火点を高めてもよく、その後石油原料とともにＦＣＣで共同処理されてもよい。Pensky-Martensクローズド・カップ引火点試験器（例えばASTM D-93）で測定した場合、引火点は、５５〜６２℃の範囲より上に高められることになる。拭き取りフィルム蒸発器、落下フィルム蒸発器、引火カラム、パックカラム、揮発分除去容器またはタンクなどのように、揮発成分を効果的に減らすために様々な方法や機器を用いることができる。再生可能油の揮発成分のいくつかの減少により、フェノールなどの望ましくない成分がＦＣＣ反応器を通って収集された水流に達するのを抑えることができる。
一実施形態では、石油留分原料と共同処理するための精油所に導入しうる再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料の水分含量は、０．０５重量％から４０重量％の範囲とすることができる。例えば、石油留分原料と共同処理するための精油所に導入される再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料の水分含量は、１重量％から３５重量％の範囲とすることができ、例えば、５重量％から３５重量％、１０重量％から３０重量％、１０重量％から２０重量％、１０重量％から１５重量％、１５重量％から２５重量％、１５重量％から２０重量％、２０重量％から３５重量％、２０重量％から３０重量％、２０重量％から２５重量％、２５重量％から３０重量％、または３０重量％から３５重量％である。一実施形態では、石油留分原料と共同処理するための精油所に導入される再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料の水分含量は、少なくとも２３重量％とすることができ、例えば、少なくとも２５重量％、少なくとも２８重量％、少なくとも３０重量％、少なくとも３１重量％、少なくとも３２重量％、少なくとも３３重量％、または少なくとも３５重量％である。一実施形態では、石油留分原料と共同処理するための精油所に導入される再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料の水分含量は、少なくとも１重量％とすることができ、例えば、少なくとも１０重量％、少なくとも１５重量％、少なくとも２０重量％、少なくとも３０重量％である。一実施形態では、石油留分原料と共に処理するための精油所に導入される再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料の水分含量は、３８重量％未満とすることができ、例えば、３５重量％未満、３４重量％未満、３０重量％未満、２５重量％未満、２０重量％未満、１５重量％未満である。
ＦＣＣシステムに用いられるゼオライトの水素形式は、強力な固形ベースの酸であり、異性化、アルキル化、分解などの、酸により触媒される反応のホストを促進する。石油化学応用に用いられるほとんどのゼオライト触媒の特異的活性の様相は、量子化学のLewis酸部位反応に関係する。本システムは、ＦＣＣ操作におけるＶＧＯの分解または変換を改良（すなわち相乗効果）できる、再生可能油の特徴すなわち、そのＴＡＮすなわち酸としての性質から恩恵を受けている。これにより、より多くの軽留分すなわち望ましい生成物の方へのシフトが起こり、例えば重いサイクル油および浄化されたスラリー油による望まれない生成物が減少する。
流動式接触分解装置（ＦＣＣ）は、石油精油所で用いられる変換処理とすることができる。これは、高沸点、高分子量の、原油の炭化水素留分を、もっと価値の高い、ガソリン、オレフィンガスおよび他の生成物へ変換するのに広く用いることができる。接触分解は、オクタン価のより高いガソリンを生成する。これは、熱分解により生成されるものよりもよりオレフィン性で、したがってより価値の高い副産物ガスも生成する。
ＦＣＣへの原料は、通常、常圧で第１の沸点が３４０℃かそれより高く、２００から６００またはそれより大きい範囲の平均分子量を有する、原油の部分とすることができる。原油のこの部分は、しばしば、重いガス油と称されうる。ＦＣＣ処理は、原料を、高温かつ中程度の圧力で、流動化された粉状の触媒に接触させることによって、高沸点の炭化水素液体の長鎖分子を気化させて、より短い分子へと切断する。
図１は、流動式接触分解（ＦＣＣ）ユニットを示す。図１の典型的な現代のＦＣＣユニットの概略の流れ図は、「隣接」構造に基づく。この図は、再生可能燃料油原料１０１がシステムに導入されうることを表している。ＦＦＣは、２つまたはそれより多い原料注入点を、石油留分原料に対して少なくとも１つ、および再生可能燃料油原料に対して少なくとも１つ、有するように設計することができ、これらの原料は、共に注入されることができ（それらを注入点の上流で混合する）、または、システムは、この原料のいずれか一方または両方またはその混合物のための複数の注入点に適合されることができる。あるいは、ＦＣＣユニットは、再生可能燃料油を導入する方法を含むように改造されてもよく、例えば、触媒が逆流しうる処理のライザー（riser）またはなんらかの点に隣接して注入口を設けてもよい。
図２Ａおよび図２Ｂでは、処理されていない再生可能燃料油１０１が、ガス油（ＧＯ）供給取り入れ口２０１の上流または下流に供給されうる。再生可能油原料１０１は、ライザーのこの部位に導入され、それによって、再生可能油１０１の下流に導入されうると、潜在的に、再生可能油の特性を触媒に知らせ、ＧＯ変換を促進する。あるいは、再生可能油は、ＧＯ新鮮供給注入ノズル２０１の下流に導入されてもよい。図２Ｂは、改造された再生可能油原料注入口１０２を有する、改造されたライザーを表す。ライザーは、ＶＧＯの導入の前および後の両方において、多重の再生可能油原料注入口１０２を含むように適合されることができる。これは、ＧＯ注入口の前または後のいずれか一方に配置された、ただ１つの追加の再生可能油原料注入口１０２を持つように改造されてもよく、または、これは、ＧＯ原料供給ラインに沿って、再生可能油原料注入口１０２を持つように改造されてもよい。
図３では、ライザー急冷システムは、気化可能な油を、ＶＧＯ供給注入ノズル２０１の上のライザーに注入する。リサイクル原料は、それが触媒によって気化されうるときに、ヒートシンクとして作動してもよい。ライザーの排出口の温度の制御点は急冷位置の下流にできるので、ライザーの排出口の温度が一定のときには、急冷によって、油に対する触媒の比が増大する。急冷油の導入によって、図３に示すように、混合領域とライザーの下方部で温度が上昇するようにすることもできる。一実施形態（すなわち改造された実施形態）では、再生可能燃料油原料は、ライザーの急冷ラインに注入されてもよい。
一実施形態では、ＶＧＯに見出される、典型的にはＦＣＣに供給される、第１の汚染物質は、バナジウム、ニッケル、また、程度の低いものとしては、ナトリウムおよび鉄がありうる。ＦＣＣに用いられる触媒は、反応器でＶＧＯの変換に悪影響を及ぼしうるこれらの汚染物質を吸収する傾向があってもよい。ＦＣＣに、ＧＯ、例えばＶＧＯとともに再生可能燃料油を供給することのさらなる利点は、再生可能油がこれらの汚染物質をあまりまたは全く含有しない点とすることができる。したがって、触媒の有用な寿命が延び、より大きな触媒活性が維持され、変換レベルが改良される。
一実施形態では、システムまたは装置は、石油留分原料、再生可能燃料油またはそれらの組み合わせを処理または共同処理するのに用いられうるものであり、精油システム、変換ユニット、例えば流動式接触分解装置（ＦＣＣ）、ＦＣＣ精油システム、コークス器、コーキングユニット、フィールド改良ユニット、水素化処理装置、水素化処理ユニット、水素化分解装置、水素化分解ユニットまたは脱硫ユニットを含むことができる。例えば、システム、装置、または変換は、ＦＣＣユニット操作であるかそれを含んでもよく、システムまたは装置は、コークス器であるかそれを含んでもよく、システムまたは装置は、水素化処理装置であるかそれを含んでもよく、システムまたは装置は、水素化分解装置であるかそれを含んでもよい。一実施形態では、システムまたは装置は、石油留分原料、再生可能燃料油またはそれらの組み合わせを処理または共同処理するのに用いられうるものであり、改造された精油システム、例えば、改造された、再生可能燃料油の導入口を含む、改造された精油システムを含むことができる。例えば、システムまたは装置は、一つまたはそれより多い改造された、再生可能燃料油の導入口を含むように適合されてもよい。例えば、改造されたポートは、ステンレス鋼のポート、例えば、３０４または３１６ステンレス鋼のポートや、チタンまたはその他の、耐久性が高く、腐食性環境の高い材料である、なんらかの合金または組み合わせとすることができる。
一実施形態では、本システムは、再生可能燃料油を供給する、注入する、導入するまたは処理するのに関連して、例えば、精油システム、例えば流動式接触分解装置（ＦＣＣ）、ＦＣＣ精油システム、コークス器、コーキングユニット、フィールド改良ユニット、水素化処理装置、水素化処理ユニット、水素化分解装置、水素化分解ユニット、脱硫ユニット、または改造された精油システムなどのような、装置および該装置を用いる方法を含んでいる。例えば、石油留分原料を再生可能燃料で処理する精油システムは、改造された精油システム、流動式接触分解装置（ＦＣＣ）、改造されたＦＣＣ、コークス器、改造されたコークス器、フィールド改良ユニット、水素化処理装置、改造された水素化処理装置、水素化分解装置、または改造された水素化分解装置を含むことができる。
一実施形態では、この方法は、混合領域、ノズル、改造されたポート、改造されたノズル、速度蒸気ラインまたはライブタップを介して、精油システムに、再生可能燃料油を導入すること、注入すること、供給すること、共同供給することを含んでもよい。例えば、この方法は、再生可能燃料油で、石油留分原料を処理することを含んでもよい。一実施形態では、この処理は、石油留分原料と再生可能燃料油を共同注入することを含んでもよく、これは例えば、精油システムに、石油留分原料と再生可能燃料油を、共同供給する、独立または個別に導入する、注入する、供給する、または共同供給する、などである。例えば、石油留分原料と再生可能燃料油は、互いに隣接して、精油システムの反応器、反応領域、反応ライザーへ、提供、導入、注入、供給または共同供給されてもよい。一実施形態では、再生可能燃料油は、石油留分原料の輸送点または注入点に対する隣接部、上流部、または下流部で、精油システムの反応器、反応領域または反応ライザーへ、提供、導入、注入、供給または共同供給されてもよい。一実施形態では、石油留分原料と再生可能燃料油は、精油システム、反応器、反応領域または反応ライザーへの、導入、輸送、注入、供給または共同供給時に、互いに接触する。一実施形態では、石油留分原料と再生可能燃料油は、精油システム、反応器、反応領域または反応ライザーに入るのに続いて、互いに接触する。一実施形態では、石油留分原料と再生可能燃料油は、精油システムに注入される前に共同混合される。
石油留分原料と再生可能燃料油は、異なるまたは類似の輸送システムで精油システムに導入されてもよい。例えば、石油留分原料と再生可能燃料油は、一つまたはそれより多い独立または個別の注入ノズルで精油システムに導入されてもよい。石油留分原料と再生可能燃料油は、精油システムのＦＣＣ反応器のライザーにおいて互いに隣接してまたは互いの近くにて精油システムに導入されてもよい。再生可能燃料油は、精油システムの化石燃料原料の導入点の、上、下、近く、または隣接部で、精油システムに導入されてもよい。一実施形態では、化石燃料原料または再生可能燃料油を導入するのに適した精油システムのＦＣＣ反応器のライザーに、一つまたはそれより多い注入ノズルが配置されてもよい。再生可能燃料油は、ＦＣＣ反応器のライザーの底部に配置された上昇蒸気ラインを通って精油システムに導入されてもよい。一実施形態では、石油留分原料は、第１の注入点で、精油システムに導入されてもよく、再生可能燃料油は、第２の注入点で、精油システムに導入されてもよい。例えば、第１の注入点は、第２の注入点の上流であってもよく、第１の注入点は、第２の注入点の下流であってもよく、第１の注入点は、第２の注入点に隣接していてもよく、第１の注入点および第２の注入点は、ＦＣＣ反応器のライザーのような反応器のライザーに配置されていてもよい。一実施形態では、再生可能燃料油は、石油留分原料の変換中に、ＦＣＣ反応器のライザーのような反応器のライザーの下方に導入されてもよい。例えば、再生可能燃料油は、石油留分原料の導入点からの、上流部、下流部、または隣接部にて、急冷ライザーシステムを介して注入されてもよい。一実施形態では、再生可能燃料油は、石油留分原料の注入ノズルの上方、下方、または隣接部に配置された急冷ライザーシステムを介して注入されてもよい。
一実施形態では、調製された燃料製品は、石油留分原料と再生可能燃料油とを反応物質として有する流動式接触分解装置の生成物を有することができ、例えば、石油留分原料と再生可能燃料油とを処理する流動式接触分解装置の生成物、石油留分と再生可能燃料油とを受け取る流動式接触分解装置の生成物、触媒と接触している石油留分原料と再生可能燃料油との混合物から処理された生成物、である。
一実施形態では、調製された燃料製品は、再生可能燃料油を有する原料の触媒接触から得られた、流動式接触分解装置の生成物組成物を有することができ、例えば、石油留分原料および再生可能燃料油から得られた燃料組成物、例えば、８０〜９９．９５重量％の石油留分原料および０．０５〜２０重量％の再生可能燃料油原料から得られた燃料組成物、または、８０〜９９．９５体積％の石油留分原料および２０〜０．０５体積％の再生可能燃料油から得られた燃料組成物である。
一実施形態では、触媒の存在下で、置き換えられる量の再生可能燃料油を用いて石油留分を処理する方法によって、例えば運搬燃料収率が増大し、または改良され、また、石油留分が再生可能燃料油で置き換えられない場合の同じ処理に比べて供給流の同等エネルギーまたは炭素含有量ベースで少なくとも０．５重量％増大する。例えば、増大した、または改良された運搬燃料収率は、ガソリン、ディーゼル燃料、ＬＰＧ、加熱油、ジェット燃料、ＬＣＯ、運搬燃料、および／または動力燃料とすることができる。
一実施形態では、精油所において、石油留分の等価エネルギー供給に比べて、石油変換を改良するまたは増大させる方法は、触媒の存在下で、再生可能燃料油と共に、より少ない量の石油留分を処理することを含んでもよい。例えば、石油留分原料変換を改良するまたは増大させる方法は、触媒の存在下で、再生可能燃料油原料と共に、石油留分原料を処理することを含んでもよい。一実施形態では、石油原料からの収率を改良するまたは増大させる方法は、触媒の存在下で、再生可能燃料油と共に、石油留分を処理することを含んでもよい。例えば、改良したまたは増大した燃料収率は、ガソリン、ディーゼル燃料、ＬＰＧ、加熱油、ジェット燃料、ＬＣＯ、運搬燃料、および／または動力燃料とすることができる。
一実施形態では、燃料を調製する方法は、触媒の存在下で、再生可能燃料油原料と共に、石油留分原料を処理することを含んでもよい。例えば、燃料を調製する方法は、触媒の存在下で、石油留分原料と共に処理される、再生可能燃料油原料を提供することを含んでもよい。一実施形態では、燃料を調製する方法は、i)触媒の存在下で、再生可能燃料油原料と共に、石油留分原料を処理すること；および、ii)随意的に、石油留分原料、再生可能燃料油原料、またはその両方の、供給追加割合を調整して、特定の燃料製品プロファイル、ライザーの温度、または反応領域の温度を狙うこと；または、iii)随意的に、組み合わされた石油留分原料および再生可能燃料油原料の割合（触媒：油の割合）を調整して、特定の燃料製品プロファイル、ライザーの温度、または反応領域の温度を狙い；ここで、触媒：油の割合は、重量比または体積比である、ことを含んでもよい。
例えば、燃料を調製する方法は、i)触媒の存在下で、再生可能燃料油原料と共に、石油留分原料を処理すること；ii)石油留分原料、再生可能燃料油原料、またはその両方の、供給追加割合を調整して、特定の燃料製品プロファイル、ライザーの温度、または反応領域の温度を狙うこと；および、iii)随意的に、組み合わされた石油留分原料および再生可能燃料油原料の割合（触媒：油の割合）を調整して、特定の燃料製品プロファイル、ライザーの温度、または反応領域の温度を狙い；ここで、触媒：油の割合は、重量比または体積比である、ことを含んでもよい。例えば、燃料を調製する方法は、i)触媒の存在下で、再生可能燃料油原料と共に、石油留分原料を処理すること；ii)随意的に、石油留分原料、再生可能燃料油原料、またはその両方の、供給追加割合を調整して、特定の燃料製品プロファイル、ライザーの温度、または反応領域の温度を狙うこと；および、iii)組み合わされた石油留分原料および再生可能燃料油原料の割合（触媒：油の割合）を調整して、特定の燃料製品プロファイル、ライザーの温度、または反応領域の温度を狙い；ここで、触媒：油の割合は、重量比または体積比である、ことを含んでもよい。例えば、燃料を調製する方法は、i)触媒の存在下で、再生可能燃料油原料と共に、石油留分原料を処理すること；ii)石油留分原料、再生可能燃料油原料、またはその両方の、供給追加割合を調整して、特定の燃料製品プロファイル、ライザーの温度、または反応領域の温度を狙うこと；および、iii)組み合わされた石油留分原料および再生可能燃料油原料の割合（触媒：油の割合）を調整して、特定の燃料製品プロファイル、ライザーの温度、または反応領域の温度を狙い；ここで、触媒：油の割合は、重量比または体積比である、ことを含んでもよい。例えば、この方法は、再生可能燃料油の重量％または体積％を増大または減少させて、特定の燃料製品プロファイル、例えば、ガソリン、ディーゼル燃料、ＬＰＧ、加熱油、ジェット燃料、またはＬＣＯ、例えばガソリン、ＬＣＯまたはガソリンおよびＬＣＯを支持することを含んでもよい。例えば、この方法は、触媒：油の割合を増大または減少させて、特定の燃料製品プロファイルを支持すること、例えば、ガソリン、ディーゼル燃料、ＬＰＧ、加熱油、ジェット燃料、またはＬＣＯ、例えばガソリン、ＬＣＯまたはガソリンおよびＬＣＯを支持することを含んでもよい。例えば、ガソリンおよびＬＣＯの少なくとも７０体積％を持つ燃料製品を調製する方法は、以下のステップを含んでもよい：i)触媒の存在下で、再生可能燃料油原料と共に、石油留分原料を処理すること；および、ii)随意的に、石油留分原料、再生可能燃料油原料、またはその両方の、供給追加割合を調整して、特定の燃料製品プロファイル、ライザーの温度、または反応領域の温度を狙うこと；および、iii)随意的に、組み合わされた石油留分原料および再生可能燃料油原料の割合（触媒：油の割合）を調整して、特定の燃料製品プロファイル、ライザーの温度、または反応領域の温度を狙い；ここで、触媒：油の割合は、重量比または体積比である、こと。例えば、調製された燃料は、ガソリン、ディーゼル燃料、ＬＰＧ、加熱油、ジェット燃料、ＬＣＯ、運搬燃料、および／または動力燃料とすることができる。
一実施形態では、方法は、触媒の存在下で、精油所で、再生可能燃料油と共に、石油留分原料を処理または共同処理して、燃料製品、例えばセルロース再生可能識別番号対応の燃料製品を生成することを含んでいる。例えば、精油所で、再生可能燃料油と共に、石油留分原料を処理または共同処理することによって調製された燃料製品は、蒸留された燃料または蒸留燃料油、加熱油、精製された加熱油、加熱油蒸留物または精製された加熱油蒸留物を含んでもよい。一実施形態では、調製された燃料製品は、一つまたはそれより多い運搬燃料、例えば高価値の運搬液体、ガソリン、軽いサイクル油（ＬＣＯ）、ディーゼル燃料、ジェット燃料、ＬＰＧ（Ｃ４〜Ｃ３）、加熱油蒸留物、中程度蒸留物、高価値中程度蒸留物、可燃燃料、動力燃料、発電機燃料、発電機燃料を満たす燃料、内燃機関の可燃燃料、貴重な燃料または貴重な燃料成分、セルロース燃料、セルロース−再生可能識別番号対応の燃料、または米国の再生可能燃料標準プログラム（ＲＦＳ）規定に従ったＤコード（例えばＤコード１を満たす燃料、Ｄコード２を満たす燃料、Ｄコード３を満たす燃料、Ｄコード４を満たす燃料、Ｄコード５を満たす燃料、Ｄコード６を満たす燃料、Ｄコード７を満たす燃料）を含んでもよい。一実施形態では、調製された燃料製品は、５０〜５５体積％のガソリン、１５〜２０体積％のＬＣＯ、１５〜２０体積％のＬＰＧ、および６〜１２体積％のＨＣＯの製品ファイルを有してもよい。例えば、調製された燃料製品は、４５〜５５体積％のガソリン、１５〜２０体積％のＬＣＯ、１５〜２０体積％のＬＰＧ、および６〜１２体積％のＨＣＯの製品ファイルを有してもよい。例えば、一実施形態では、調製された燃料製品は、重いサイクル油（ＬＣＯ）、ドライガス、またはコークスを含んでいないものであってもよい。一実施形態では、調製された燃料製品は、ガソリン、ジェット燃料、セルロース燃料、セルロース再生可能識別番号対応の燃料、または加熱油であってもよい。例えば、調製された燃料製品は、セルロース燃料、例えばジェット燃料、セルロース再生可能識別番号適格のガソリン、加熱油、セルロース再生可能識別番号適格の加熱油、セルロース再生可能識別番号適格のセルロース燃料、またはＤコード７を満たす燃料であってもよい。
一実施形態では、調製された燃料製品は、セルロース再生可能識別番号を生成するための、米国の再生可能燃料の標準プログラム（ＲＦＳ）の規定で規定された燃料経路を介して生成されてもよい。例えば、経路は、運搬燃料経路、ディーゼル燃料経路、ガソリン燃料経路、加熱油燃料経路、セルロース燃料、セルロース再生可能識別番号対応の経路、セルロース再生可能識別番号対応の燃料の生成、製造、調製、作製を満たす経路、または、セルロース再生可能識別番号を生成するための、米国の再生可能燃料の標準プログラム（ＲＦＳ）の規定で規定された燃料経路を満たす経路を含んでもよい。例えば、調製された燃料製品は、セルロース再生可能識別番号を生成するための、米国の再生可能燃料の標準プログラム（ＲＦＳ）の規定を満たす燃料であってもよく、例えば、セルロース再生可能識別番号を生成するための、米国の再生可能燃料の標準プログラム（ＲＦＳ）の規定を満たすセルロース燃料、または、セルロース再生可能識別番号を実質的に生成するのに適した、共同処理された精油製品である。一実施形態では、調製された燃料製品は、セルロース再生可能識別番号のうちの１つまたはそれより多いもの、例えば複数、の生成を満たしうる方法に従って調製されてもよい。例えば、処理された燃料製品は、セルロース再生可能識別番号を、作製、生成することが可能であってもよい。一実施形態では、調製された燃料製品は、一つまたはそれより多いセルロース再生可能識別番号を得るために、交換可能、売買可能、または販売可能であってもよい。調製された燃料製品およびそれを調製する方法は、米国の再生可能燃料の標準プログラム（ＲＦＳ）の規定により確立された再生可能体積の義務を満たすことが可能であってもよい。例えば、調製された燃料製品は、米国の再生可能体積の義務を満たすものでもよい。一実施形態では、調製された燃料製品は、セルロース燃料の定義を満たして製造された燃料の量に基づき、一つまたはそれより多いセルロース再生可能識別番号を得ることを含む方法に従って製造されてもよい。例えば、セルロース燃料は、ガソリン、ディーゼル、ＬＣＯ、ＬＰＧ、ジェット燃料または加熱油であってもよい。一実施形態では、方法は、調製された燃料製品、例えば、米国の規定に従ったＤコード７を有するセルロース再生可能識別番号対応の燃料、から得られる一つまたはそれより多いセルロース再生可能識別番号を売買する、販売する、または交換することを含んでもよい。
一実施形態では、セルロース再生可能識別番号対応の燃料を調製する経路は、触媒の存在下で、再生可能燃料油原料と共に、石油留分原料を処理することを含んでもよい。一実施形態では、米国のＲＦＳ規定に従った再生可能体積義務（ＲＶＯ）を満たす方法は、触媒の存在下で、再生可能燃料油原料と共に、石油留分原料を処理することを含んでもよい。
図４は、一実施形態による本システムで用いられるコーキングユニットを示す。コークス器すなわちコーキングユニットは、調整された再生可能油原料１０１を変換する、油の精油処理ユニットで用いられうるタイプの変換ユニットであってもよい。この処理は、残渣油供給における長鎖炭化水素分子を熱粉砕して、より短い鎖の分子にする。
コークスは、燃料等級（硫黄と金属が高い）またはアノード等級（硫黄と金属が低い）とすることができる。コークス器から直接出た未処理のコークスは、しばしば、未熟コークスと称されてもよい。本記載では、「未熟」は未処理を意味する。回転窯でか焼することによって未熟コークスをさらに処理することで、コークスから、残余の揮発炭化水素が除去される。か焼された石油コークスは、所望の形状および物理特性のアノードコークスを製造するために、アノードベーキングオーブンでさらに処理されてもよい。アノードは、主に、アルミニウムと鋼の産業で用いられる。
フィールド操作によって抽出された原油、例えばWestern Canadian油砂、は、前処理されて、従来の精油所でのパイプラインによる輸送と利用に適合するようにしてもよい。この前処理は、「改良」（フィールド改良ユニットによって行われる）と称してもよく、そのキーとなる要素は、以下の通りである：
・水、砂、物理的な屑およびより軽い生成物を除去する；
・水素化処理する；および、
・炭素除去または接触水素化分解（ＨＣＲ）によって水素付加する。
炭素除去は、ほとんどの場合、非常に非効率で無駄が多く、接触水素化分解のほうが好ましいことがある。
水素化処理と水素化分解とは、水素処理として知られている。水素処理における大きな挑戦は、重い原油にみられる不純物を処理することであるといえるが、これは、不純物が、時間の経過とともに触媒の弊害となるからである。触媒の高い活性と長寿命とを保証するために、これを処理する多くの努力がなされてきた。触媒材料と孔サイズ分布は、これらの挑戦をするために最適化する必要があるキーパラメータであり、これは、現材料の種類に依存し、部位によって異なる。
水素化分解は、部分的に高圧にした水素ガスの存在によって支援される、接触分解処理である。水素化処理器と同様に、水素の機能は、硫黄および窒素のヘテロ原子から炭化水素流を精製することである。
一実施形態では、再生可能燃料油は、フィールド改良操作に導入されてもよい。フィールド改良システムに関する任意のユニット操作に、再生可能燃料を供給するために、すでに記載された方法を用いてもよい。
一実施形態では、再生可能燃料油は、潤滑油精油工場に導入されてもよい。具体的には、再生可能燃料は、ガソリンや他の運搬燃料が生成される精油所の水素化処理部に導入されてもよい。野菜油などのいくつかの再生可能燃料は、潤滑油製品に対し、混合、置き換えまたは改良を可能にする特性を有する可能性がある。
一実施形態では、再生可能燃料油は、導入される石油留分原料の量に対し、０．０５重量％から２０重量％の間の範囲で、ＦＣＣ、水素化処理ユニットまたは水素化分解ユニットのような、精油システムに導入されてもよく、例えば、導入される石油留分原料の量に対し、０．０５重量％から１５重量％の間、０．０５重量％から１４重量％の間、０．０５重量％から１３重量％の間、０．０５重量％から１２重量％の間、０．０５重量％から１１重量％の間、０．０５重量％から１０重量％の間、０．０５重量％から９重量％の間、０．０５重量％から８重量％の間、０．０５重量％から７重量％の間、０．５重量％から２０重量％の間、０．５重量％から１５重量％の間、０．５重量％から１０重量％の間、１重量％から１５重量％の間、２重量％から２５重量％の間、３重量％から１０重量％の間、４重量％から９重量％の間、７重量％から１５重量％の間である。
一実施形態では、再生可能燃料油は、導入される石油留分原料および再生可能燃料油の合計量に対し、０．０５重量％から２０重量％の間の範囲で、ＦＣＣ、水素化処理ユニットまたは水素化分解ユニットのような、精油システムに導入されてもよく、例えば、導入される石油留分原料および再生可能燃料油の合計量に対し、０．０５重量％から１５重量％の間、０．０５重量％から１４重量％の間、０．０５重量％から１３重量％の間、０．０５重量％から１２重量％の間、０．０５重量％から１１重量％の間、０．０５重量％から１０重量％の間、０．０５重量％から９重量％の間、０．０５重量％から８重量％の間、０．０５重量％から７重量％の間、０．５重量％から２０重量％の間、０．５重量％から１５重量％の間、０．５重量％から１０重量％の間、１重量％から１５重量％の間、２重量％から２５重量％の間、３重量％から１０重量％の間、４重量％から９重量％の間、７重量％から１５重量％の間である。
一実施形態では、燃料製品を調製する方法は、触媒の存在下で、８０〜９９．９５重量％の石油留分原料および２０〜０．０５重量％の再生可能燃料油を処理することを含んでもよい。例えば、この方法は、８０重量％の石油留分原料および２０重量％の再生可能燃料油を処理することを含んでもよく、例えば、８５重量％の石油留分原料および１５重量％の再生可能燃料油、９０重量％の石油留分原料および１０重量％の再生可能燃料油、９５重量％の石油留分原料および５重量％の再生可能燃料油、９８重量％の石油留分原料および２重量％の再生可能燃料油、または、９９．５重量％の石油留分原料および０．５重量％の再生可能燃料油である。一実施形態では、燃料製品を調製する方法は、８０：２０から９９．９５：０．０５の範囲の重量割合で、石油留分原料および再生可能燃料油を処理することを含んでもよい。例えば、この方法は、９８：２の範囲の重量割合で、例えば、９５：５、９０：１０、８５：１５または８０：２０の範囲の重量割合で、石油留分原料および再生可能燃料油を処理することを含んでもよい。一実施形態では、燃料製品を調製する方法は、処理される石油留分原料の量に対し、２０〜０．０５重量％の再生可能燃料油を処理することを含んでもよい。一実施形態では、燃料製品を調製する方法は、処理される石油留分原料および再生可能燃料油の合計量に対し、２０〜０．０５重量％の再生可能燃料油を処理することを含んでもよい。一実施形態では、燃料製品を調製する方法は、処理される石油留分原料の体積に対し、２０〜０．０５体積％の再生可能燃料油を処理することを含んでもよい。一実施形態では、燃料製品を調製する方法は、処理される石油留分原料および再生可能燃料油の合計体積に対し、２０〜０．０５体積％の再生可能燃料油を処理することを含んでもよい。
一実施形態では、用いられる触媒の量に対する、精油システムに導入される石油留分原料および再生可能燃料油の合計量、すなわち、精油システムに導入されて、精油システムで用いられる触媒と接触する、組み合わされた石油留分原料および再生可能燃料油の合計量、の重量割合（「触媒対油比」または「触媒：油比」と称することもある）は、４：１から１５：１の間の範囲とすることができる。例えば、触媒対油比は、４：１から１３：１の間、例えば、５：１から１０：１の間、５：１から９：１の間、６：１から８：１の間、４：１から７：１の間、または、６：１から７：１の間、の範囲とすることができる。例えば、触媒対油比は、４：１、例えば、５：１、６：１、７：１、８：１、９：１、１０：１、１１：１、１２：１、１３：１、１４：１または１５：１とすることができる。
一実施形態では、石油留分原料と共同処理するための精油所に再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料を導入する前に、再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料は、処理の前に再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料を調整する手段として、野菜ベースの油、アルコール、または他のセルロース由来の材料と混合されてもよい。一実施形態では、再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料の水分含量が、２０重量％未満、例えば、１５重量％未満、１０重量％未満、または５重量％未満であれば、再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料は、野菜ベースの油、アルコール、または他のセルロース由来の材料と混合されてもよい。例えば、２０重量％未満または１５重量％未満の水分含量を有する再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料は、精油所に導入される前に、一つまたはそれより多いアルコール、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、グリセロール、またはブタノールと混合されてもよい。
一実施形態によれば、再生可能油とアルコールまたは野菜ベースの油との混合物はまた、ＦＣＣを含む精油システムへの注入前に、界面活性剤ありまたはなしで、石油材料と混合されてもよい。
一実施形態によれば、精油所での下流または他のユニット操作からのリサイクル製品は、精油システムまたはＦＣＣへの注入前における、再生可能油を有する、混合材料源となることができる。
一実施形態によれば、再生可能油または再生可能燃料は、石油留分ベースの燃料と乳化され、その後、精油処理へ導入されることができる。乳化は、機械的に達成でき、また、適切な化学乳化媒体を用いて達成できる。
一実施形態によれば、本システムは、バイオマスまたは再生可能原料を処理して任意の熱分解システムに移すことを含んでいる。調整された再生可能原料を注入する反応器システムの例は、特に限定されないが、噴流ダウンフロー、アブレーティブリアクター(ablative reactor)、輸送床、流体床、スクリューまたはオーガー(auger)システム、および回転円錐体を含む。迅速熱分解反応器の、最大の油生産のための特徴は、調整された再生可能原料の迅速加熱と、生産された蒸気の迅速な急冷である。迅速熱分解のより詳細な議論は、本明細書の背景技術の項で見出されるであろう。
図５は、一実施形態に係る、本システムで用いられる改良された供給注入システムの例を示している。供給ノズルは、調整された再生可能燃料原料１０１の特性に対して修正されており、もし、現在のシステムに対して改良を行うために再生可能油を注入するのにノズルがまだ調整されていなければ、ノズルは、ステンレス鋼または他の適切な冶金に変換されてもよい。
一実施形態によれば、調整された再生可能燃料油を、ここではＺＳＭ−５として知られる触媒を用いるＦＣＣユニットで用いることができる。ＺＳＭ−５は、バイオマスを炭化水素に変換する好ましい触媒であるとして示すことができる。
図６は、一実施形態に係る双対のライザーを持つＦＣＣユニットの例を示している。双対のライザーシステムは、石油留分を導入するための少なくとも一つの入力要素と、再生可能燃料油を導入するための少なくとも一つの要素と、を有することができ、それらが触媒と接触して共同処理されることができるようになっている。別の実施形態は、再生可能燃料油を導入するための少なくとも一つの要素を提供して、それらが触媒と接触して共同処理されることができるように改造されうる、双対のライザーシステムを含んでもよい。原料１０１は、（図６に示すように）ＦＣＣの２つのライザーのうちの２番目のライザーに供給されうる再生可能燃料油を含んでいる。
原料との触媒の接触時間は、ライザーでの滞留時間と、ライザー終結システムでの滞留時間とを含んでいてよい。例えば、一実施形態では、ライザーでの滞留時間は約２〜３秒間とすることができ、それとは別に、ライザー終結システムでの滞留時間は約１〜２秒間とすることができる。これにより、触媒の全接触時間は約３〜５秒間とすることができる。例えば、原料は、２秒間より大きい時間、触媒と相互作用するようにしてよく、例えば、３秒間より大きい、４秒間より大きい、例えば、３〜７秒間または２〜４秒間または３〜５秒間である。
別の実施形態では、石油留分を同時に処理することができる精油ＦＣＣユニットに再生可能燃料または再生可能燃料油を導入する方法およびシステムは、ＦＣＣ触媒の接触時間が、３秒間より大きい、例えば３〜７秒間または３〜５秒間の期間となっている。
一実施形態によれば、石油留分を処理することができる精油ＦＣＣユニットでのＲＦＯの追加割合は、石油留分および熱的に製造された再生可能油のＲＦＯの総重量に対して、１０重量％未満の量（例えば、０．０５重量％〜１０重量％の範囲）とすることができ、ＦＣＣ触媒と再生可能油との接触時間は、３秒間より大きい。
一実施形態では、ＦＣＣユニットは、触媒を上昇させるための蒸気を用い、さらに、滞留時間の制御のための希釈媒体を提供することができる。上昇蒸気は、ユニットの底から、および／または反応器の側面のノズルを通じて、ＦＣＣ反応器のライザーに入ることができる。これらのノズルは、原料（ＲＦＯ供給、ＧＯ供給またはＲＦＯとＧＯ供給との両方）の下方に配置、原料の上方に配置、または原料と共同配置してよい。
一実施形態では、再生可能燃料油の特性に起因して、ＲＦＯ材料をＦＣＣユニットに導入する石油原料供給口（またはアセンブリ）から分離された輸送システムを採用することが、有益でありうる。個々の輸送システムは、再生可能油を、貯蔵部から転送すること、予加熱すること、およびＦＣＣの適切な注入点へ輸送することを含んでよい。再生可能油と炭化水素原料との接触を確実にするために、導入点は、典型的にはＦＣＣライザーの低い側３分の１に配置される石油原料注入ノズルの近くにあってよい。
一実施形態によれば、再生可能油は、ＦＣＣ反応器のライザーの底に隣接して、上昇蒸気ラインに導入されてもよく、例えば、ライザーの中央部よりも下方である。代替の実施形態では、再生可能油は、炭化水素注入点の上流または下流に配置されうる高速蒸気ラインに導入されてもよい。さらなる実施形態によれば、再生可能油は、一つまたは複数の蒸気ラインに挿入されうる、または、リサイクル上昇蒸気ラインに導入されうる、噴霧ノズルを通じて、導入されてもよい。
一実施形態によれば、再生可能油の追加割合は、ＦＣＣ反応器のライザーの低い側３分の１に対する個々の（すなわち、炭化水素輸送システムから分離された）輸送システムによって制御されてもよい。代替の実施形態によれば、再生可能油の追加割合は、１つまたは複数の上昇蒸気ラインに対する個々の輸送システムによって制御されてもよい。さらなる実施形態によれば、再生可能油の追加割合は、ＦＣＣ反応器のライザーの低い側３分の１の利用可能なポートに対する個々の輸送システムによって制御されてもよい。さらなる代替の実施形態によれば、再生可能油の追加割合は、個々の輸送システムによって制御されてもよく、また、別々にまたは炭化水素と共に、炭化水素ノズルまたは注入器のうちの一つに導入されてもよい。
一実施形態では、この方法は、再生可能油ベースの原料を生産するステップと、再生可能油ベースの原料を精油システムに導入するステップであって、ここで、精油システム変換ユニットは、流動式接触分解装置、コークス器、フィールド改良システム、潤滑油精油所、水素化分解装置、および水素化処理ユニットからなるグループから選択されうるものである、ステップと、再生可能油ベースの原料を石油留分原料と共同処理するステップと、を含むことができる。例えば、この方法は、(i)バイオマスの迅速熱変換を含む、再生可能油ベースの原料を生産するステップと、(ii)再生可能油ベースの原料を、精油システムに導入できるように調整するステップと、を含むことができる。このような例では、再生可能油ベースの原料の調整は、灰分の含有量を０．００５重量％〜０．５重量％の範囲に調整すること；ｐＨを２．０〜８．０の範囲、例えば２．０〜６．０に調整すること；および水分含量を０．０５重量％〜３０重量％の範囲に調整すること、を含むことができる。一実施形態では、この方法で用いられる石油留分原料は、ＶＧＯとすることができる。一実施形態では、この方法は、再生可能油原料を、流動式接触分解ユニットの触媒作用を有するライザーに注入することを含むことができる。例えば、再生可能油原料は、流動式接触分解ユニットのＶＧＯ取り入れ口の上流に注入されてもよく、再生可能油原料は、流動式接触分解ユニットのＶＧＯ取り入れ口の下流に注入されてもよく、再生可能油原料は、流動式接触分解ユニットのライザーの急冷ラインに注入されてもよく、再生可能油原料は、流動式接触分解ユニットの２つのライザーのうちの２番目のライザーに注入されてもよい。一実施形態では、このシステムは、再生可能油ベースの原料を生産する生産施設と、精油システムであって、ここで、精油システムは、流動式接触分解装置、コークス器、フィールド改良システム、潤滑油精油所、水素化分解装置、および水素化処理ユニットからなる変換ユニットから選択されうるものである、精油システムと、を含むことができ、ここで、再生可能油ベースの原料が精油システムに導入されることができ、また、再生可能油ベースの原料が精油システムで石油留分原料と共同処理されることができる。
様々な量の再生可能な燃料液体を用い、異なる設備、様々な石油ベースの原料およびＦＣＣ触媒を用いて評価を実施した。試験の大部分は、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｃｒａｃｋｉｎｇ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ（ＡＣＥ）ＦＣＣユニットにおいて、一般的な商業的に生成されたガス油と共に、再生可能燃料油を処理することを伴った。市販の平衡触媒を備えた、流動床であるＭｉｃｒｏａｃｔｉｖｉｔｙ Ｔｅｓｔ ｒｅａｃｔｏｒ（ＭＡＴ）によって評価を実施した。
〔実施例１〕
（評価設備）
石油留分原料と様々な量の再生可能燃料油（ＲＦＯ）との共処理、（または、比較として石油留分原料のみの処理）を、Ｍｏｄｅｌ Ｒ＋ Ｋａｙｓｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｃｒａｃｋｉｎｇ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ（ＡＣＥ） ＦＣＣユニット（本明細書中において「ＡＣＥ評価ユニット」または「ＦＣＣユニット」と称する）において、ＦＣＣ触媒を用いて実施した。
ＡＣＥ評価ユニットは、オペレータの介入なしで、複合的な操作を的確に実施させることができるハードウェアおよびソフトウェアを備えている。反応器は、次第に細くなる円錐状の底部を有する、１．６ｃｍの内径のステンレスチューブで構成した。底部から流れ、触媒を流動化させる希釈剤（窒素）は、触媒の流動におけるストリッピングガスとしての役割をも果たす。分解するためにＡＣＥ評価ユニットに導入した原料は、流動床の底部近傍において排出口を備えた頂部から注入器の管を経て供給した。注入器の位置は、反応器の底部から測定しておよそ２．８６ｃｍを採用した。
ＡＣＥ評価ユニットは、単一反応器（触媒の粒子を流動化させるバッチ処理を含む）の循環操作を使用し、市販のＦＣＣユニットの：（ａ）ライザー反応器−触媒を覆う原料の注入；（ｂ）触媒ストリッパー−特定の期間内の触媒ストリッピング；（ｃ）再生−高められた温度における空気を用いた触媒の再生といった、区分各々をシミュレートした。
反応器は、触媒の添加および回収の間、加熱炉中に留めた。各評価の操作は、大気圧、５１０℃（９５０°Ｆ）の反応器の温度の条件下において実施した。一定の荷重として９ｇの平衡触媒と、１．２ｇ／分という一定の注入の変化率において原料の注入時間を変化させるというストリーム法における可変的な時間とを用いて、所定の触媒と油との比率を得た。流動床を再生する温度は、７１２℃（１３１３°Ｆ）に維持した。
（原料または原料の組み合わせ）
全範囲において参照されることによって本明細書中に援用される米国特許第７，９０５，９９０号、米国特許第５，９６１，７８６号および米国特許５，７９２，３４０号に従い、以下に示す実施例において使用した再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料を、工業的な高速の熱分解処理における廃材の原料の急速な熱処理によって生成した。再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料の特性を以下の表１に要約した。
Figure 2018066008
個々に、独立した評価を、ＡＣＥ評価ユニットにおいて行ない、以下の原料または原料の組み合わせを（供給または共に供給することによって）処理または共処理した：
（１）石油留分原料として、１００重量％の水素処理していない減圧軽油（ＶＧＯ）原料（「ＶＧＯ原料」と本明細書中において称する）；
（２）９８重量％のＶＧＯ原料および２重量％の再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料；
（３）９５重量％のＶＧＯ原料および５重量％の再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料；および、
（４）９０重量％のＶＧＯ原料および１０重量％の再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料。
これらの原料および原料の組み合わせ各々に、５１０℃（９５０°Ｆ）という一定の分解温度にて、ＡＣＥ評価ユニットによって処理または共処理を行なった。
（触媒と油との比率）
これらの原料または原料の組み合わせ各々に対して、４：１〜１１．２５：１の範囲、より具体的には、４：１、６：１、８：１、１０：１、および１１．２５：１といった異なる触媒と油との比率（「触媒／油比」）を独立して採用し、いくつかの操作を行なった。
（分析）
ＡＣＥ評価ユニットにおいて、原料または原料の組み合わせを処理または共処理することによって得られた液体サンプル各々を回収し、分析に用いた。ドライガスの生成に対して、ガスクロマトグラフィーによる分析を実施した。コークスの含有量は、評価手順における再生工程にて生成される二酸化炭素の量を分析することによって定量した。各操作に対するＡＣＥ評価の結果は、ドライガス、液化した石油ガス（ＬＰＧ、Ｃ３−Ｃ４）、ガソリン（Ｃ５−２２１℃）、ライトサイクル油（ＬＣＯ、２２１−３４３℃）、ヘビーサイクル油（ＨＣＯ、３４３℃＋）およびコークスの転換と収量とを含んでいる。原料または原料の組み合わせの転換は、原料または原料の組み合わせの量と、２２１℃より上で沸騰する液体の生成物として規定した未転換の材料の量との間の差を計算することによって定量した。
ＦＣＣユニットに供給する原料の品質は、生成物の収量および品質に影響を与える１つの大きな因子になることができることは周知であり得る。ＡＣＥ評価において、検討の最初から最後まで、同じＶＧＯ原料の材料を使用した。従って、本明細書中に開示された結果は相対的な用語の範疇として使用することができるが、他の代替のＦＣＣ原料を用いて得ることができるものであろう絶対的な収量を必ずしも表し得るものでない。しかしながら、本明細書中に開示されている結果は、特にＶＧＯの制御の評価データに関係する収量と転換との傾向において非常に示唆するものがある。
（原料または原料の組み合わせの正規化または等価）
等価エネルギー供給ベースまたは等量炭素供給ベースで表される転換と収量との曲線は、ＦＣＣ型のユニット（ＡＣＥ評価ユニット）における、再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料とＶＧＯ原料の様々な量の組み合わせに起因する予想外の効果を実証している。再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料は、ＶＧＯ原料のおよそ１／２の炭素とエネルギーの含有量を有している（等価な重量に対して）。例えば、９８重量％のＶＧＯ原料と２重量％の再生可能燃料油（ＲＦＯ）との原料の組み合わせからの結果は、１００重量％のＶＧＯ原料のそれらに対して比較すると、２重量％の再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料は、２重量％のＶＧＯ原料の代わりに置き換えられ得、それは、およそ１％より少ない炭素と１％より少ないエネルギーとがＦＣＣユニットにおいて、後に続く所望の生成物への転換に利用できることを意味する。２重量％の再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料の組み合わせの場合において、重量または体積の合計の等量をＦＣＣユニットに供給すれば、再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料の炭素およびエネルギーが、ＶＧＯ原料の炭素およびエネルギーと同じ割合においてガソリンに転換されると、その結果、ガソリンの収量が１％程度に低下すると予想されるであろう。しかしながら、１％よりも少ない程度にガソリンの収量は低下し、この場合、その現象は、全ての代替のレベル（すなわち、２重量％、５重量％および１０重量％の再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料の組み合わせ）に対して観察された。従って、供給量が、ＦＣＣユニットへの炭素またはエネルギーの等価な量に基づいて表されていれば（すなわち、品質の良いＶＧＯ原料、またはＶＧＯ原料と再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料との組み合わせ（ブレンド）のいずれが供給されるかに関わらず、炭素の供給またはエネルギーの供給を一定に維持すること）、再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料をＶＧＯ原料に組み合わせまたはブレンドすると、ガソリンの収量の測定可能な増量が生じ得る。収量がＦＣＣユニットへの一定の炭素またはエネルギーの供給量に基づいて表されると、ＦＣＣへの重量または体積の合計の供給量が、再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料の代替に伴い増加するであろうことがこの条件において示唆されている。２重量％の再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料の組み合わせ（ブレンド）の場合において、ＦＣＣユニットへのおよそ１％の追加的な量の供給が、１００％のＶＧＯ供給と同じ炭素とエネルギーの供給量を得るために求められ得る。体積の追加に関して、ＶＧＯとＲＦＯとの間の密度の違いを考慮すれば、ＦＣＣユニットへの２重量％の再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料の組み合わせ（ブレンド）の１％よりも少ない体積の追加が、ＦＣＣユニットへの品質の良いＶＧＯ原料と同じ炭素またはエネルギーの供給量を得るために生じ得る。
本明細書において開示されている転換と収量との曲線は、ＡＣＥ評価ユニットからもたらされ、供給する原料のエネルギーと炭素との含有量を合された、重量による収量の実験データを用いることによってもたらされた。エネルギー等価供給ベースでは、重量による収量は原料のエネルギーの供給量によって分割し、それは、再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料の追加の割合の作用であり得、エネルギーの単位として、１バレルの油等量（ＢＯＥ、すなわち、５．８ミリオンＢＴＵ）を用いた。ガソリンの収量は、等価エネルギー供給ベースおよび等量炭素供給ベースの両方で表し得た。炭素の等量は、事実上エネルギー供給ベースと同じになり得、類似する方法においてもたらされた重量のデータから計算され得るが、一般的に、等価エネルギーベースよりも、明確で理解可能であり得る。
本項において論じられるデータは、ＡＣＥ評価ユニットにおける触媒と油との比率（触媒／油比）の作用として、品質の良いＶＧＯ原料と再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料との組み合わせまたはブレンド（２重量％、５重量％および１０重量％）の転換、同様に、ガソリン、ＬＰＧ、ドライガス、ライトサイクル油（ＬＣＯ）、ヘビーサイクル油（ＨＣＯ）およびコークスのそれぞれの収量を明らかにする。オクタン価（研究グレードのオクタンとモーターグレードのオクタン価との両方）に対する様々な量における再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料のＶＧＯ原料との組み合わせまたはブレンドの効果も、本明細書中において開示されている。
（ＲＦＯブレンドの転換への効果）
この実施例の目的として、図７および８に示す、原料の転換は、ＶＧＯまたはＲＦＯ／ＶＧＯブレンドの供給量から、ライトサイクル油（ＬＣＯ）およびヘビーサイクル油（ＨＣＯ）の両方の重量による収量を差し引いたものである。用いられたＶＧＯまたはＲＦＯ／ＶＧＯに対する、ＦＣＣの反応温度、触媒の重量、および触媒の接触時間は全て一定にし、触媒：油比のみ変化させて、ＡＣＥの転換のデータを得た。
図７は、重量ベースに基づいたより大きな触媒：油比において全ての供給の転換の増大を示している。この実施例の目的における全ての場合において、ＲＦＯのＶＧＯ原料への添加を伴うと、重量における転換の増大に帰結する曲線のシフトが認められた。すなわち、ＶＧＯのブレンドにおけるＲＦＯの量が増大すると、少量のＬＣＯおよびＨＣＯが生成された。８：１の触媒：油比において、ＶＧＯにおけるＲＦＯのブレンドが２から１０重量％に変化すると、およそ０．７から１．４％のＶＧＯの転換に関連する転換の増大が認められ得た。先に示した通り、ＲＦＯのエネルギーの含有量は、ＶＧＯのそれのおよそ半分であり得るため、当該転換を表すもう１つの方法は、等価エネルギー供給ベースであり得る。図８において、ＶＧＯ／ＲＦＯ原料の転換は、ＲＦＯの代替比の増大に伴い、劇的に増大していることが見受けられる。
（ガソリンの収量へのＲＦＯブレンドの効果）
ＦＣＣ操作の主な目的は、最適なガソリンの収量を実現することであり、この検討の目的として、ガソリンの留分は、Ｃ５−２２１℃の沸点として定義され得る。図９は、様々な供給に対する触媒：油比の作用としてのガソリンの収量を示している。触媒：油比がおよそ７：１〜８：１の最大値までは、触媒：油比の増大に伴い、ガソリンの収量は初期において増大することが見受けられた。触媒：油比のさらなる増大は、設定した反応器の条件下において、オーバークラッキングに起因すると判断し得るガソリンの収量の減少に帰結した。
この検討における、ＲＦＯの様々なブレンドに対するガソリンの収量に関して、供給エネルギーに関し、ＶＧＯおよびＲＦＯ／ＶＧＯの等量をＦＣＣにおいて処理し得るとき、ガソリンの正味の収量の顕著な増大が認められた。一般的に、ＶＧＯ供給におけるＲＦＯのブレンドが、２重量％から１０重量％までに増大すると、測定可能な、一貫したガソリンの収量の増大が生じ得る。加えて、この実施例では、参照のＶＧＯ（およそ８：１）と比較して、明らかに低い触媒：油比（およそ７：１）において、ガソリンの収量の最大値が表れていることが見て取れる。
ガソリンの収量は、原料においてガソリンに転換され得る炭素の量に関するものとして表現することもできる。エネルギー含有量ベースに類似して、ＲＦＯは、炭素の含有量がＶＧＯよりも少ない。従って、この実施例において、ＲＦＯの比率が増大するに伴い、ＦＣＣユニットにより少ない炭素が供給される（より少ない炭素が、ガソリンへの転換に利用可能になる）。ガソリンの収量がガソリンに転換される炭素の供給量に基づくものであれば、ＲＦＯの共処理の相乗的な効果は容易に示すことができる。
より明確には、エネルギー含有量を用いた場合では、この試験において、ＲＦＯはＶＧＯの炭素の含有量のおよそ１／２を有している。参照のＶＧＯは、およそ８７重量％の炭素の含有量を有しており、２重量％、５重量％、および１０重量％のＲＦＯのブレンドにおける炭素の含有量は、それぞれ、８６．１％、８４．７％、および８２．５％であ。等量炭素供給ベースで表されるガソリンの収量は、図１０において、ＡＣＥ評価ユニットにおける触媒：油比の作用として表されている。この実施例において、ＲＦＯの代替が２重量％から１０重量％までに増大すると、ガソリンの収量の顕著な、一貫した増大が認められ得た。これらの収量は、ブレンドにおけるＲＦＯの添加を伴わずとも、ＶＧＯにおけるより多くの炭素がガソリンの生成物になり得、その結果、その他の点において、当該事例があり得ることを示している。ＲＦＯは、ガソリンの生成に有利になるように、分解の化学反応または触媒の活性のいずれか一方に相乗的な影響を及ぼし得る。
（液体石油ガス（ＬＰＧ）の収量へのＲＦＯブレンドの効果）
ＦＣＣ操作において、ＬＰＧ（Ｃ３＋Ｃ４炭化水素として定義される）は、アルキル化および石油化学製品の原料に用いられ得る成分を含んでいるため、価値のある生成物として考慮され得る。この実施例において、ＶＧＯにおけるＲＦＯブレンドの増大は、ＬＰＧの収量（一定の供給エネルギーベースに基づく）の増大に帰結し、この効果を図１１に示す。この傾向は、ＦＣＣへの一定の炭素の供給量に基づいても維持され、ＲＦＯの添加が優先的にＬＰＧへのより高い炭素の転換をもたらすことを提示している。
（ドライガスの収量へのＲＦＯブレンドの効果）
この実施例において、ドライガスは、Ｈ２、Ｈ２Ｓ、二酸化炭素、およびＣ１−Ｃ２炭化水素の合計として定義され得る。ＦＣＣの良好な操作ではこれらの生成は最少に維持され得るのは、気体の圧縮に関し、過剰なドライガスの生成物は下流のプラントの操作に制限をもたらし得るからである。ドライガスの収量への効果は、図１２に示すように、予想通り、触媒：油比の増大に伴い、ドライガスの収量は増大している。等価エネルギー供給量ベースに基づき（すなわち、ＲＦＯ／ＶＧＯブレンドが、参照のＶＧＯのエネルギー供給量に対して類似するエネルギー供給量を有することを評価する）、ＲＦＯの添加の比率が増大することに伴い、ドライガスの製造の増大が認められた。この実施例における全ての場合において、主なドライガスの成分は、エチレン、メタンおよびエタンであった。
（ライトサイクル油（ＬＣＯ）の収量へのＲＦＯの効果）
この実施例において、ライトサイクル油（ＬＣＯ）は、２２１〜３４３℃の間において沸騰するそれらの液体として定義され得、この生成の価値は、場所および再生の目的に依存し得る。通常、北アメリカにおいて、ＬＣＯは好ましいものとして考慮され得ない。しかしながら、ガソリンに需要が高くないときと場所において、ＦＣＣユニットはディーゼルおよびＮｏ．２ガソリンに高品質化できる中間分留のＬＣＯの源として使用され得る。この実施例において、等価エネルギー供給ベースでのＬＣＯ生成物へのＲＦＯブレンドの効果（図１３）は、２重量％のＲＦＯの添加の水準において相対的に明確でないが、５重量％および１０重量％のＲＦＯの添加において、等価エネルギー供給（または炭素供給）ベースで表されるＬＣＯ生成物の測定可能な増大が認められた。
（ヘビーサイクル油（ＨＣＯ）の収量へのＲＦＯの効果）
この実施例において、ヘビーサイクル油（ＨＣＯ）は、３４３℃〜５２５℃の間において蒸留されるそれらの液体として定義され得る。この材料は、一般的に、比較的に高い芳香族と潜在的に高い硫黄の含有量を伴う転換できない生成物であり、相対的に好ましくないものとして精製所によって考慮され得る。可能であれば、ＦＣＣユニットにおけるＶＣＯからのＨＣＯの生成物は最少化されるべきである。この実施例において、図１４に示すように、ＨＣＯの生成物の比率は、ＶＧＯ原料における２重量％または５重量％のＲＦＯ（重量による）の添加によって、顕著に影響を受け得なかったが、１０重量％のＲＦＯの代替におけるＨＣＯの生成物の増大が、エネルギー供給ベースで明確に確認された。
（コークスの収量へのＲＦＯの効果）
ＦＣＣの操作において、コークスは、反応を推進させるためのプロセス加熱を提供するため、一般的に利用される。しかしながら、コークスの生成物の増大は、最終的にＦＣＣユニットの熱のバランスを乱し、触媒の再生器におけるより高い温度に帰結する。この実施例におけるコークスの生成物へのＲＦＯブレンドの影響は、図１５に示している。
図１５は、この実施例におけるコークスの収量がＲＦＯのより少ないブレンド（すなわち、重量として２重量％および５重量％）において、それほど劇的に影響を及ぼし得ていないが、１０重量％のＲＦＯのブレンドは、コークスの生成物の測定可能な増大に帰結していることを示している。
（１０，０００ｂｂｌ／日の供給量ベースに基づく、ガソリンの収量へのＲＦＯの効果）
ＦＣＣの操作における第１の目的は、典型的には最適なガソリンの収量を実現することであり、この検討の目的において、ガソリンの留分はＣ５−２２１℃の沸点として定義され得る。図１６は、触媒：油比に対するガソリンの収量を示しており、様々な供給のため、一貫した１０，０００ｂｂｌ／日の供給量での水を含まないＲＦＯベースに基づく様々な原料ブレンドを用いている。ＲＦＯ／ＶＧＯブレンドの１０，０００ｂｂｌ／日の供給量の供給におけるエネルギーおよび炭素の量は、参照のＶＧＯよりも少ないという事実にも関わらず、この実施例におけるガソリンの収量は、参照のＶＧＯ原料の場合よりも、予想できない程に高いことが見受けられる。特に、この実施例において、ＲＦＯの代替のより高いレベルにおいて、ガソリンの収量の劇的な改善が認められた。
（ＲＦＯの１トン当たりにつき生成されたガソリンのガロンの評価）
参照のＶＧＯの１トン当たりにつき生成されたガソリンのガロンを用い、ＲＦＯ／ＶＧＯの１トン当たりにつき生成されたガソリンのガロンを比較し、ＲＦＯの１トン当たりにつき生成されたガソリンのガロンへの貢献の評価を行なった。図１７は、ＲＦＯの代替のレベルの作用としてのＲＦＯの１トンに対するガソリンのガロンを示している。この実施例において、代替のレベルが、２重量％から１０重量％に変化するに伴い、ＲＦＯの１トン当たりにつき生成されたガソリンのガロンは増大した。最初のバイオマスに換算すると、バイオマスの１トンに対するガソリンの収量は、より高いＲＦＯの代替のレベルにおいて、９０ｇａｌｓ／ｔｏｎを上回った。
（等価エネルギーＲＦＯ／ＶＧＯブレンドに対する原料供給の体積）
精製所は、通常、石油の液体を操作し、輸送し、供給し、処理するとき、体積ベースで操作を行なう。従って、ＶＧＯでのガソリンの収量に対するＲＦＯの添加を検討するときにおいて公平で、公正な比較を行なうために、エネルギー等価ベースおよび炭素等量ベースの少なくとも一方（すなわち、供給炭素または供給エネルギーの等しい量に由来する、ＶＧＯおよびＲＦＯからのそれぞれのガソリンの収量であるもの）で収量を測定することが重要になり得る。加えて、この実施例において、ＲＦＯは、ＶＧＯのおよそ半分の炭素およびエネルギーを含んでおり、この実施例において、少量である付加的な原料の体積の合計がＦＣＣに供給されるべきであったのは、ＲＦＯをＶＧＯにブレンドするときに、供給する炭素またはエネルギーの等量を維持するためであった。
この実施例において、ＦＣＣユニットへの一定の炭素またはエネルギーの供給量を維持するために添加すべきＲＦＯ／ＶＧＯブレンドの追加的な体積がどれぐらいであるかに関して、図１８に示す。この実施例において、意外なほどの少量のＲＦＯ／ＶＧＯブレンドの追加的な体積が、補うために追加することを必要とするのみであった。この体積は、最少量であり得、この実施例において、ＲＦＯがＶＧＯよりも極めて濃くなり得れば、体積の合計の増大に対し比例して小さくなる影響を伴い、追加的な重量のＶＧＯを添加し得る。
図１８は、この実施例において、ＶＧＯにおける２重量％のＲＦＯブレンドのみが、品質の良い（１００％）のＶＧＯと同じエネルギーまたは炭素をＦＣＣに供給するために、体積における０．８％の増大が必要であったことを示している。すなわち、品質の良い１００バレルのＶＧＯごとに対して、１００．８バレルの２重量％のＲＦＯブレンドが、ＦＣＣユニットへの等価なエネルギーまたは炭素を供給するために求められ得る。この実施例において、予測できなかったことは、ＡＣＥ評価ユニットにおいて、評価されたＦＣＣの操作条件の典型的な範囲を通して、ガソリンの収量は、０．８％よりもさらに多く増大したことである。
この実施例において、ＶＧＯにおける５重量％のＲＦＯブレンド、つまり２％体積のみの添加は、品質の良いＶＧＯと同じエネルギーまたは炭素の供給量を維持し得る。１００バレルの品質の良いＶＧＯごとに対し、１０２バレルの５重量％のＲＦＯブレンドを等価なエネルギーまたは炭素の供給量を維持するためにＦＣＣに供給することになる。今一度、ガソリンの収量は、ＡＣＥ評価の範囲を通して、２％よりもさらに多い。
〔実施例２〕
評価設備：再生可能燃料油（ＲＦＯ）と石油留分原料との共処理（または、比較としての石油留分原料のみの処理）は、流動床であるＭｉｃｒｏａｃｔｉｖｉｔｙ Ｔｅｓｔ ｒｅａｃｔｏｒ （ＭＡＴ）ユニット（本明細書中において「ＭＡＴ評価ユニット」と称する）によって実施し、商業的に利用できる平衡触媒を用いた。
表１に示したものと類似する特性を有するバイオマス由来の液体を市販の急速な熱による転換のプラントから得て、ここで、短い期間（典型的には５秒間よりも短い）、温暖な温度において廃材を熱的に分解し、およそ７０〜８０重量％の液体の収量を伴った。重質燃料油（ＨＧＯ）および５重量％のＲＦＯブレンドを、３０Ｓという一定の油注入時間、５１０℃（９５０°Ｆ）において、実施例１の場合に類似する平衡触媒を用いてＭＡＴ評価ユニットによって熱分解した。
この実施例において、ドライガスは、Ｈ２、Ｈ２Ｓ、ＣＯ、ＣＯ２およびＣ１−Ｃ２炭化水素から成っていた。ドライガスの収量は、転換に伴って、指数関数的に増大した。この実施例において得られた転換において、上記２つの原料が殆ど同一のドライガスの収量をもたらした。上記２つの原料の間において、ＣＯでないがＣＯ２のみが検出され、０．０２〜０．０８重量％のＣＯ２を伴い、６５〜７５重量％の転換におけるブレンドに対するより高い収量が、ブレンドにおける酸化という分解または燃焼を示していた。しかしながら、ブレンドは、この検討における全体を通し、場合により水の形成を経て、０．０６重量％までのより少ないＨ２を生成した。
一般的に、ガソリン（Ｃ５−２２１℃の沸点）は、ＦＣＣの操作において、最も重要なものであり、最も好まれる生成物である。この実施例では、得られた転換において、転換が７０重量％よりも高くなるまでは、ブレンドはガソリンの収量を１重量％よりも少ない程度に低くすると見られた。ここで注意すべきは、ブレンド自身が１．３３（ＲＦＯの分析から計算）〜１．９０重量％（表１）の水を含んでおり、ガソリンにおける低下をある程度説明することができたことである。この特別なブレンドに対し、７５〜８０重量％の転換においてオーバークラッキングが観測された。
ガソリンの収量は、時間当たりの体積の流量の点から見ても表し得る（図１９）。この実施例において、４〜９：１という触媒：油比（すなわち、ＦＣＣユニットにおける通常の操作範囲）を通した、参照のＨＦＯの処理に由来するガソリンの収量と比較して、ＲＦＯ／ＨＦＯに対するガソリンの収量が、予想し得ず、より多かったことが示された。
（コークス）
ＦＣＣの操作において、コークスは、一般的に、原料を予備加熱し、分解するための熱を供給するために必要である。しかしながら、あまりに多いコークスは、触媒を深刻に害し、触媒の再生の間、送風機に過度な負担をかけ、再生器において過度に高い温度を引き起こす。ブレンドが０．２７重量％というより高いコンラドソン残留炭素分を有しているにも関わらず、評価の間、ドライガスに類似し、両方の原料は、得られた転換において殆どの同一のコークスの収量を得た。
（酸素）
この実施例の目的において、気体および液体の生成物における酸素の分配も、注目すべきである。例えば、分解後のブレンドにおける酸素の大部分は、この実施例において、Ｈ２Ｏ（７４．６〜９４．１重量％）として発生することに伴い、残りがＣＯ２を形成した（０．７〜５．３重量％）。液体の生成物は、酸素の含有量を分析したが、検出限界（０．２５重量％）よりも低いと見受けられた。
この実施例の目的として、一般的に、（１）５重量％のＲＦＯを含んでいるブレンドの接触分解は、水と二酸化炭素との生成をもたらし；（２）得られた重要性および基油の比較において、ブレンドは、触媒：油比を用いて増大される１〜３重量％のより高い転換をもたらし；（３）得られた転換において、ブレンドは、基油よりもＬＰＧおよびガソリンのより低い収量をもたらし、ドライガス、ライトサイクル油（ディーゼル）、ヘビーサイクル油（重油）、およびコークスを含む他の収量は、上記２つの原料においてほぼ同じてあるが、ブレンドにおいては、ドライガスの成分にてＣＯ２がより高いが、より低いＨ２の収量が観測され；（４）精製機の流れの点におけるガソリンの収量の評価（すなわち、供給の一定の体積に基づく体積による収量−実施例１０，０００ｂｂｌ／日）は、より低い触媒：油比を通して、参照のＨＦＯよりもＲＦＯブレンドにおける収量がより多く、水を含まないＲＦＯベースに基づいたガソリンおよび他の価値のある成分の収量は参照のＨＦＯよりも多いと見受けられることが示され；（５）分解後、ブレンドにおける酸素の大部分は、Ｈ２Ｏとして発生し、残りはＣＯ２の形成を伴い、液体の生成物では酸素の含有量を分析したところ、検出限界よりも低いと見受けられ；（６）ＲＦＯとＨＧＯとの収量を、ＭＡＴシステムへの等価エネルギーの供給量に基づき比較したとき、ＲＦＯに由来するガソリンおよびＬＰＧの収量は、１００％のＨＧＯに由来する対応する収量よりも高い。
〔実施例３〕
一連の減圧軽油（ＶＧＯ）のサンプルおよび５重量％の再生可能燃料油（ＲＦＯ）ブレンドを、実施例２に類似する条件下において、ＭＡＴ評価ユニットによって分解した。表２に用いられたＶＧＯは、ＦＨＲ ＣＡＴ原料と称し、１５．６℃において０．９１９６ｇ／ｍＬの密度を有している。ＲＦＯ自身は、１．１９８ｇ／ｍｌの密度と、２６．５８（重量％）の水分含有量を有していた。表３に用いられた５重量％のＲＦＯのＶＧＯにおけるブレンドは、ＦＨＲ ＣＦにおいて５重量％のＲＦＯと称し、１５．６℃において０．９２４３ｇ／ｍＬの密度を有している。用いられた５重量％のＲＦＯのＶＧＯにおけるブレンドの１００ ｌｂｓにおいて、水分の含有量は、およそ１．３２９ ｌｂｓであった。ＶＧＯに対する分析、定性、および結果は、表２、３（供給ベースとして）および表４（精製のフローの要約）において表し、５重量％のＲＦＯのＶＧＯにおけるブレンドに対する分析、定性、および結果は、表５および６（供給ベースとして）において表し、表７（水を含まない供給ベース）、表８（精製のフローの要約）、および表９はＲＦＯの供給量に起因するガソリンのガロンの計算である。
Figure 2018066008
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上述の明細書において、説明のみの目的のために、特定の実施形態は示され、および／または例示されている。実施形態の様々な態様の多様性は、他に述べられた構成要素、実施形態、範囲、タイプなどと組み合わせることができることは理解されるべきである。例えば、ＲＦＯの処理を論じる実施形態があり、本明細書において論じられ、および／または示されている、ありとあらゆるタイプのＲＦＯは、或る実施形態が明細書中においてＲＦＯの特定のタイプを用いて明確に示され得なくても、そのような実施形態に代替し、および／または、組み合わせることが理解されるべきである。
一方、本明細書中において、本発明の多数の実施形態が示され、記載されており、そのような実施形態は実施例のみを経て提供されることは当業者にとって明白である。以下に続く特許請求の範囲、或いは、ここまたは将来に継続する本願における追加および／または補正され得る特許請求の範囲は、ここまたは他の国および領域において、請求項の範囲内において、発明の範囲およびその方法および構造および生成物および使用を規定し、その結果、それらの均等に及ぶことが意図されている。
流動式接触分解（ＦＣＣ）ユニットを示す。 模範的な変換ユニットを示す。 再生可能燃料油（ＲＦＯ）原料を導入するために適した２つの異なる位置（二者択一の位置であってもよいし、両方が使用されていてもよい）にあり、注入口または２つ（１０２）に適合された模範的な変換ユニットを示す。 ライザー急冷技術を示す。 コークス化ユニットを示す。 燃料注入システムを示す。 二重ライザーを有するＦＣＣユニットを示す。 触媒：油の比率およびＶＧＯにおけるＲＦＯの濃度が変換（質量ベース）に与える影響を示すグラフである。 触媒：油の比率およびＶＧＯにおけるＲＦＯの濃度が全体的な変換（等価エネルギー入力ベース）に与える影響を示すグラフである。 油の比率およびＶＧＯにおけるＲＦＯの濃度がガソリンの収率（エネルギー等価供給ベース）に与える影響を示すグラフである。 触媒：油の比率およびＶＧＯにおけるＲＦＯの濃度が、燃料の炭素含量（炭素等価供給ベース）の作用としてガソリンの収率に与える影響を示すグラフである。 触媒：油の比率およびＶＧＯにおけるＲＦＯの濃度がＬＰＧの収率（等価エネルギー供給ベース）に与える影響を示すグラフである。 触媒：油の比率およびＶＧＯにおけるＲＦＯの濃度がドライガスの収率（等価エネルギー供給ベース）に与える影響を示すグラフである。 触媒：油の比率およびＶＧＯにおけるＲＦＯの濃度がＬＣＯの収率（等価エネルギー供給ベース）に与える影響を示すグラフである。 触媒：油の比率およびＶＧＯにおけるＲＦＯの濃度がＨＣＯの収率（等価エネルギー供給ベース）に与える影響を示すグラフである。 触媒：油の比率およびＶＧＯにおけるＲＦＯの濃度がコークスの収率（等価エネルギー供給ベース）に与える影響を示すグラフである。 ＲＦＯの置換および触媒：油の比率（１００００ｂｂｌｓ／日、無水ベース）として作用するガソリンの収率を示すグラフである。 ＲＦＯの置換および触媒：油の比率（基準ＶＧＯを使用した重量％分担）として作用するガソリンのガロン／ＲＦＯのトンを示すグラフである。 触媒：油の比率およびＶＧＯにおけるＲＦＯの濃度がガソリンの収率（ＦＣＣユニットへの容積供給ベース）に与える影響を示すグラフである。 触媒：油の比率およびＨＧＯにおけるＲＦＯの濃度がガソリンの収率（１００００ｂｂｌｓ／日の燃料ベース）に与える影響を示すグラフである。

Claims (19)

  1. 原料を共処理する流動式接触分解装置の生成物を含む燃料であって、
    上記原料は、
    ｉ)石油留分；および、
    ｉｉ)上記石油留分の重量に対して０．０５〜２０重量％の非濃縮再生可能燃料油を
    含み、
    上記非濃縮再生可能燃料油は：
    セルロースバイオマスの粉砕、および触媒によらない迅速熱処理により当該セルロースバイオマスの少なくとも６０重量％が上記非濃縮再生可能燃料油に変換されることによる生成物を含み、かつ
    無湿ベースにおいて少なくとも４０重量％の炭素含有量、および無湿ベースにおいて２０〜５０重量％の範囲内の酸素含有量であり、
    上記共処理は、上記酸素含有量の７４．６〜９４．１重量％を水に変換することを特徴とする燃料。
  2. 上記燃料は、輸送燃料であることを特徴とする請求項１に記載の燃料。
  3. 上記非濃縮再生可能燃料油は、水素化脱酸素化されない、脱酸素化されない、水素化処理されない、改良されない、または触媒処理されないで調製されることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料。
  4. 上記非濃縮再生可能燃料油は、０．５重量％未満の固体含有量を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料。
  5. 上記セルロースバイオマスは、木材、木材残渣、または木屑を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料。
  6. 上記非濃縮再生可能燃料油は、０．０５重量％未満の灰分を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料。
  7. 上記非濃縮再生可能燃料油は、０．１重量％未満の固体含有量を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料。
  8. 上記セルロースバイオマスは、バガス、ヤシの葉、または空の果物の房を含むことを特徴とする請求項１〜４または請求項６〜７のいずれか１項に記載の燃料。
  9. 上記セルロースバイオマスの少なくとも７０重量％が、上記非濃縮再生可能燃料油に変換されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料。
  10. 原料を、流動式接触分解触媒の存在下で共処理することを含み、
    上記原料は、
    ｉ）石油留分と、
    ｉｉ）上記石油留分の重量に対して０．０５〜２０重量％の非濃縮再生可能燃料油とを含み、
    上記非濃縮再生可能燃料油は、セルロースバイオマスの粉砕、および触媒によらない迅速熱処理により当該セルロースバイオマスの少なくとも６０重量％が上記非濃縮再生可能燃料油に変換されたことによる生成物を含み、
    上記非濃縮再生可能燃料油は、
    ａ）無湿ベースにおいて少なくとも４０重量％の炭素含有量を有し、
    ｂ）無湿ベースにおいて２０〜５０重量％の範囲内の酸素含有量を有し、
    上記共処理は、上記酸素含有量の７４．６〜９４．１重量％を水に変換することを特徴とする燃料の製造方法。
  11. 上記製造された燃料は輸送燃料であることを特徴とする請求項１０に記載の製造方法。
  12. 上記非濃縮再生可能燃料油は、水素化脱酸素化されない、脱酸素化されない、水素化処理されない、改良されない、または触媒的に処理されないで調製されることを特徴とする請求項１０または１１に記載の製造方法。
  13. 上記非濃縮再生可能燃料油は、０．５重量％未満の固体含有量を有することを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の製造方法。
  14. 上記セルロースバイオマスは、木材、バガス、ヤシの葉、または空の果物の房を含むことを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の製造方法。
  15. 上記非濃縮再生可能燃料油は、０．０５重量％未満の灰分含有量を有することを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の製造方法。
  16. ｉ）上記セルロースバイオマスは、バガス、ヤシの葉、または空の果物の房を含み、且つ、
    ｉｉ）上記非濃縮再生可能燃料油は、０．５重量％未満の固体含有量と、０．１重量％未満の灰分含有量とを有することを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の製造方法。
  17. ｉ）上記石油留分は真空ガス油を含み、
    ｉｉ）上記非濃縮再生可能燃料油は、０．５重量％未満の固体含有量と、０．１重量％未満の灰分含有量とを有し、且つ、
    ｉｉｉ）流動式接触分解装置は、３〜５秒間の触媒接触時間で操作されることを特徴とする請求項１０〜１６のいずれか１項に記載の製造方法。
  18. 上記石油留分は、重ガスオイルまたは重−中間留分原料を含むことを特徴とする請求項１０〜１７のいずれか１項に記載の製造方法。
  19. 上記再生可能燃料油は、エタノールと混合されることを特徴とする請求項１０〜１８のいずれか１項に記載の製造方法。
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