JP2024522114A - バイオ再生可能な軽質パラフィン系灯油および持続可能航空燃料のためのプロセス - Google Patents
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Abstract
本開示はバイオ燃料、より具体的にはバイオマスを原料とする灯油および航空用タービン燃料に関する。1つの局面では、以下の工程を含む、軽質パラフィン系灯油(LPK)を製造するための方法が開示される：C14～C24n-パラフィンを含む重質水素化処理装置留分を得るために、バイオ再生可能原料を水素化処理する工程；重質水素異性化装置留分と、LPKとを含む水素異性化装置生成物が得られる条件下で、水素異性化触媒を用いて重質水素化処理装置留分を水素異性化および水素化分解する工程；および水素異性化装置生成物からLPKを分離する工程。該方法によって提供されるLPKはIP540空気蒸発法に従って測定される7mg/100mL以下の実在ガム値を有し、かつ、(a)イソパラフィンとn-パラフィンの重量比が約2:1以上であること、または(b)ガスクロマトグラフィーによる測定では炭素原子を14個以上有する炭化水素が検出されないこと、または(c)イソパラフィンとn-パラフィンの重量比が約2:1以上でありかつガスクロマトグラフィーによる測定では炭素原子を14個以上有する炭化水素が検出されないことを、さらに含む。TIFF2024522114000008.tif83147
Description
関連出願の相互参照
本願は、2021年6月1日に出願の米国仮特許出願第63/195,665号の恩典および優先権を主張し、該出願の全体があらゆる目的のために参照により本明細書に組み入れられる。
本願は、2021年6月1日に出願の米国仮特許出願第63/195,665号の恩典および優先権を主張し、該出願の全体があらゆる目的のために参照により本明細書に組み入れられる。
分野
本技術は、合成燃料、より具体的には、バイオマスを原料とする灯油および航空用タービン燃料に関する。
本技術は、合成燃料、より具体的には、バイオマスを原料とする灯油および航空用タービン燃料に関する。
概要
1つの局面では、本技術は、以下の工程を含む、軽質パラフィン系灯油(LPK)を製造するための方法を提供する：C14～C24n-パラフィンを含む重質水素化処理装置留分を得るために、C14～C24脂肪酸、脂肪酸エステル、および/または脂肪酸グリセリドを含むバイオ再生可能原料を水素化処理する工程；重質水素異性化装置留分と、LPK(LPKはC8～C11炭化水素を含む)とを含む水素異性化装置生成物が得られる条件下で、水素異性化触媒を用いて重質水素化処理装置留分を水素異性化および水素化分解する工程；および水素異性化装置生成物からLPKを分離する工程。該方法のLPKはIP540空気蒸発法に従って測定される7mg/100mL以下の実在ガム値を有し、かつ、(a)イソパラフィンとn-パラフィンの重量比が約2:1以上であること、または(b)ガスクロマトグラフィーによる測定では炭素原子を14個以上有する炭化水素が検出されないこと、または(c)イソパラフィンとn-パラフィンの重量比が約2:1以上でありかつガスクロマトグラフィーによる測定では炭素原子を14個以上有する炭化水素が検出されないこと、をさらに含む。
1つの局面では、本技術は、以下の工程を含む、軽質パラフィン系灯油(LPK)を製造するための方法を提供する：C14～C24n-パラフィンを含む重質水素化処理装置留分を得るために、C14～C24脂肪酸、脂肪酸エステル、および/または脂肪酸グリセリドを含むバイオ再生可能原料を水素化処理する工程；重質水素異性化装置留分と、LPK(LPKはC8～C11炭化水素を含む)とを含む水素異性化装置生成物が得られる条件下で、水素異性化触媒を用いて重質水素化処理装置留分を水素異性化および水素化分解する工程；および水素異性化装置生成物からLPKを分離する工程。該方法のLPKはIP540空気蒸発法に従って測定される7mg/100mL以下の実在ガム値を有し、かつ、(a)イソパラフィンとn-パラフィンの重量比が約2:1以上であること、または(b)ガスクロマトグラフィーによる測定では炭素原子を14個以上有する炭化水素が検出されないこと、または(c)イソパラフィンとn-パラフィンの重量比が約2:1以上でありかつガスクロマトグラフィーによる測定では炭素原子を14個以上有する炭化水素が検出されないこと、をさらに含む。
関連する局面では、C12～C16イソパラフィンを、LPKを製造するための本技術の方法の任意の態様によって製造されるLPKと混合する工程を含む、持続可能な航空燃料(SAF)を製造する方法が提供される。さらなる関連する局面では、本技術は前述の方法によって製造されるSAFを提供する。1つの局面では、本技術は、C12～C16イソパラフィンと、LPKを製造するための本技術の方法の任意の態様によって製造されるLPKとを含むSAF組成物を提供する。
1つの局面では、本技術は、以下の工程を含む、バイオ再生可能な持続可能な航空燃料(SAF)を製造するための方法を提供する：C14～C24n-パラフィンを含む重質水素化処理装置留分を得るために、C14～C24脂肪酸、脂肪酸エステル、および/または脂肪酸グリセリドを含むバイオ再生可能原料を水素化処理する工程；重質水素異性化装置留分と、C8～C11炭化水素を含みかつイソパラフィンとn-パラフィンの比が約2:1以上である軽質パラフィン灯油(LPK)とを含む水素異性化装置生成物が得られる条件下で、水素異性化触媒を用いて重質水素化処理装置留分を水素異性化および水素化分解する工程；および水素異性化装置生成物から持続可能な航空燃料(SAF)を分離する工程。ここで、SAFは、LPKの少なくとも一部を含み；LPKはIP540空気蒸発法に従って測定される7mg/100mL以下の実在ガム値を有し、かつ、(a)イソパラフィンとn-パラフィンの重量比が約2:1以上であること、または(b)ガスクロマトグラフィーによる測定では炭素原子を14個以上有する炭化水素が検出されないこと、または(c)イソパラフィンとn-パラフィンの重量比が約2:1以上でありかつガスクロマトグラフィーによる測定では炭素原子を14個以上有する炭化水素が検出されないこと、をさらに含み；かつSAFはIP540空気蒸発法に従って測定される7mg/100mL以下の実在ガム値を有する。関連する局面では、本技術は、バイオ再生可能なSAFを製造するための本技術の方法の任意の態様に従って製造されるバイオ再生可能なSAFを提供する。
詳細な説明
様々な態様を以下に記載する。具体的な態様は、網羅的な記載として、または本明細書において検討されるより広範な局面に対する限定としては意図されていないことに留意されたい。特定の態様を通じて記載される1つの局面は必ずしもその態様に限定されず、任意の他の態様で実施することができる。
様々な態様を以下に記載する。具体的な態様は、網羅的な記載として、または本明細書において検討されるより広範な局面に対する限定としては意図されていないことに留意されたい。特定の態様を通じて記載される1つの局面は必ずしもその態様に限定されず、任意の他の態様で実施することができる。
本明細書で用いられるように、「約」は、当業者によって理解され、かつそれが用いられる文脈に応じてある程度異なるであろう。該用語の使用が当業者には明確でない場合、それが用いられる文脈を考慮して、「約」は、特定の用語のプラスまたはマイナス10％までを意味し、例えば、「約10重量％」は「9重量％～11重量％」を意味すると理解されるであろう。「約」が用語の前にある際は、該用語は「約」該用語とともに「約」によって修飾されていない該用語とを開示していると解釈され、例えば、「約10wt％」は「9wt％～11wt％」を開示しているとともに「10wt％」と理解される。
本開示において用いられる「および/または」という表現は、記載されたメンバーのいずれか1つを個別に、またはそれらのいずれか2つ以上の組み合わせを意味し、例えば、「A、B、および/またはC」は「A、B、C、AおよびB、AおよびC、BおよびC、またはA、B、およびCの組み合わせ」を意味すると理解される。
本明細書および添付の請求項で用いられているように、要素を説明する文脈における(特に、以下の請求項の文脈における)「1つの（a）」および「１つの（an）」および「その（the）」などの単数を表す冠詞ならびに同様の指示語は、本明細書において特に示されていないかまたは文脈と明らかに矛盾しない限り、単数形および複数形の両方を包含すると解釈されたい。本明細書における値の範囲の記載は、本明細書において特に示されていない限り、範囲内に入るそれぞれ別の値を個別に参照する簡便な方法として機能することのみを意図しており、それぞれ別の値はそれが本明細書において個別に記載されているかのように明細書に組み入れられる。本明細書において記載されるすべての方法は、本明細書において特に示されていないかまたは文脈と明らかに矛盾しない限り、任意の好適な順序で実施することができる。本明細書において提供されるあらゆる例、または例示的な用語(例えば、「～など」)の使用は態様をよりよく説明することのみを意図しており、特に記載のない限り請求項の範囲に対する限定をもたらすものではない。明細書における文言は、請求項に記載されていない要素が不可欠であることを示していると解釈されるべきではない。
本明細書において用いられるように、「アルキル」基は、炭素原子を1～25個有するものなどの、直鎖および分枝アルキル基を含む。直鎖アルキル基の例は、メチル、エチル、n-プロピル、n-ブチル、n-ペンチル、n-ヘキシル、n-ヘプチル、およびn-オクチル基を含む。分岐アルキル基の例は、イソプロピル、sec-ブチル、t-ブチル、ネオペンチル、およびイソペンチル基を非限定的に含む。C1～C4アルキルなどの「Cx～Cyアルキル」という表現は、x～yの範囲に入る炭素数を有するアルキル基を意味すると理解されるであろう。
シクロアルキル基は、環内に炭素原子を3～12個有する単環式、二環式、または三環式アルキル基を含む。シクロアルキル基は、1つまたは複数のアルキル基で置換されていてもよいし、置換されていなくてもよい。例示的な単環式シクロアルキル基は、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、およびシクロオクチル基を非限定的に含む。いくつかの態様では、シクロアルキル基は、環員を3～8個有するが、別の態様では環炭素原子の数は、3～5、3～6、または3～7個の範囲である。二および三環式環系は、架橋シクロアルキル基および縮合環を両方含み、非限定的にはビシクロ[2.1.1]ヘキサン、アダマンチル、デカリニルなどである。代表的な置換シクロアルキル基は、モノ置換であっても、または1回を超えて置換されていてもよく、非限定的には2,2-、2,3-、2,4-、2,5-または2,6-二置換シクロヘキシル基などである。
アルケニル基は、2個の炭素原子間に少なくとも1個の二重結合が存在することを除いて、上に定義した直鎖および分枝鎖アルキル基を含む。アルケニル基は、炭素原子を2～25個有する。本明細書における任意の態様のアルケニル基は、炭素-炭素二重結合を1、2、3、または4個有し得る。アルケニル基の例は、とりわけ、ビニル、アリル、-CH=CH(CH3)、-CH=C(CH3)2、-C(CH3)=CH2、-C(CH3)=CH(CH3)、-C(CH2CH3)=CH2を非限定的に含む。
シクロアルケニル基は、2個の炭素原子間に少なくとも1個の二重結合を有する、上で定義したシクロアルキル基を含む。シクロアルケニル基は、1つまたは複数のアルキル基で置換されていてもよいし、置換されていなくてもよい。シクロアルケニル基は、二重結合を1、2、または3個有し得るが、芳香族化合物を含まない。シクロアルケニル基は、炭素原子を4～14個、炭素原子を5～14個、炭素原子を5～10個、またはさらには炭素原子を5、6、7、もしくは8個有し得る。シクロアルケニル基の例は、シクロヘキセニル、シクロペンテニル、シクロヘキサジエニル、シクロブタジエニル、およびシクロペンタジエニルを含む。
本明細書において用いられる「芳香族物質(aromatics)」という用語は「芳香族材料(aromates)」と同義であり、ヘテロ原子を含有しない環状芳香族炭化水素とヘテロ環式芳香族化合物の両方を意味する。該用語は、単環式、二環式および多環式環系を含む(集合的には、そのような二環式および多環式環系は、本明細書においては「多環式芳香族物質」または「多環式芳香族材料」と呼ばれる)。該用語は、アルキル基およびシクロアルキル基を有する芳香族種も含む。よって、芳香族物質は、ベンゼン、アズレン、ヘプタレン、フェニルベンゼン、インダセン、フルオレン、フェナントレン、トリフェニレン、ピレン、ナフタセン、クリセン、アントラセン、インデン、インダン、ペンタレン、およびナフタレン、ならびにこれらの化合物のアルキルおよびシクロアルキル置換バリアントを非限定的に含む。いくつかの態様では、芳香族種は、基の環部分に炭素を6～14個、他の態様では炭素原子を6～12個またはさらには6～10個含有する。該表現は、縮合芳香族-脂肪族環系(例えば、インダン、テトラヒドロナフテンなど)などの縮合環を含有する基を含む。
本明細書において用いられる「含酸素物質(oxygenate)」は、酸素への共有結合を少なくとも1つ含有する炭素含有化合物を意味する。該用語に包含される官能基の例は、カルボン酸、カルボキシレート、酸無水物、アルデヒド、エステル、エーテル、ケトン、およびアルコール、ならびにリン酸エステルおよびリン酸無水物などのヘテロ原子エステルおよび無水物を非限定的に含む。含酸素物質は、本明細書において記載される芳香族物質、シクロパラフィン、およびパラフィンの酸素含有バリアントでもあり得る。
本明細書において用いられる「パラフィン」という用語は、非環状の分枝または非分枝アルカンを意味する。非分岐パラフィンは、n-パラフィンであり、分岐パラフィンは、イソ-パラフィン(「イソパラフィン」とも呼ばれる)である。「シクロパラフィン」は、環状の分岐または非分岐アルカンである。
本明細書において用いられる「パラフィン系」という用語は、上で定義したパラフィンおよびシクロパラフィンの両方、ならびに一または二不飽和(すなわち、二重結合が１または2個)の分枝または非分枝いずれかのアルカンである領域を有する大部分が炭化水素の鎖を意味する。
本明細書において用いられる水素化プロセシングは、水素の存在下で起こる様々な種類の触媒反応を非限定的に記載している。最も一般的な水素化プロセシング反応の例は、水素化、水素化脱硫(HDS)、水素化脱窒素(HDN)、水素化処理(HT)、水素化分解(HC)、芳香族飽和または水素化脱芳香族化(HDA)、水素化脱酸素(HDO)、脱炭酸(DCO)、水素異性化(HI)、水素化脱ろう(HDW)、水素化脱金属(HDM)、脱カルボニル化、メタン化、および改質を非限定的に含む。触媒の種類、反応器構成、反応器条件、および原料組成に応じて、純粋に熱的なもの(すなわち、触媒を必要としない)から触媒的なものにまで及ぶ様々な反応を行うことができる。特定の水素化プロセシング単位、例えば、HDO反応系、の主な機能を説明する場合では、HDO反応は行われている主な反応のうちの1つに過ぎず、他の反応も行われ得ると理解される。
熱分解は、熱化学反応時に二原子酸素または二原子水素がほとんどまたは全く存在しない、炭素質材料の熱化学分解を意味すると理解される。熱分解における触媒の任意の使用は、通常、熱分解という用語に包含される接触分解と呼ばれ、水素化分解と混同してはならない。
水素化処理(HT)は、有機化合物からの、周期表の第3、5、6、および/または7族の元素の除去を伴う。水素化処理は、水素化脱金属(HDM)反応も含み得る。よって、水素化処理は、水素化プロセシングを通じた酸素、窒素、硫黄、およびそれらの任意の2つ以上の組み合わせなどのヘテロ原子の除去を伴う。例えば、水素化脱酸素(HDO)は、副生成物として水を生成する接触水素化プロセシング反応による酸素の除去を意味すると理解され、同様に水素化脱硫(HDS)および水素化脱窒素(HDN)は、水素化プロセシングを通じた、示された元素それぞれの除去を記載している。
水素化は、分子をサブユニットまで分解することなく有機分子に水素を付加することを伴う。単結合を生成するための炭素-炭素または炭素-酸素二重結合への水素の付加は、水素化の2つの非限定的な例である。部分水素化および選択水素化は、不飽和原料の部分飽和をもたらす水素化反応を指すために用いられる用語である。例えば、多価不飽和脂肪酸(例えば、リノール酸)の割合が高い植物油は、部分水素化を受けて水素化プロセシング生成物をもたらし得、望ましくない飽和脂肪酸(例えば、ステアリン酸)の割合を増加させることなく多価不飽和脂肪酸がモノ不飽和脂肪酸(例えば、オレイン酸)に変換される。水素化は、水素化処理、水素異性化、および水素化分解とは明確に区別される一方で、これらの他の反応中に水素化が起こり得る。
水素化分解(HC)は、水素の存在下で分子の炭素-炭素結合を切断して少なくとも2個の分子を形成することを意味すると理解される。そのような反応は、通常は、得られた二重結合がその後に水素化を受ける。
水素異性化(HI)は、異性体を形成する、水素の存在下での炭素-炭素結合の骨格再編成として定義される。水素化分解は、ほとんどのHI触媒反応の競合反応であり、マイナーな反応としてHC反応経路がHIという用語の使用に含まれると理解される。水素化脱ろう(HDW)は、炭化水素流体の低温特性を向上させるように設計された水素化分解および水素異性化の具体的な形態である。
組成物がC7～C12n-パラフィンなどの「Cx～Cy炭化水素」を含むと記載されている場合、これは、組成物がx～yの範囲内の炭素数を有する1つまたは複数のパラフィンを含むことを意味していると理解されるであろう。「Cz+」または「Czプラス」という表現は、炭素数がzまたはそれ以上の化合物を含むと理解され、同様に、「Cw-」または「Cwマイナス」という表現は、炭素数がwまたはそれ以下の化合物を含むと理解される。
組成物に関して「～の少なくとも一部」という表現は、組成物のうちの約1重量％～約100重量％を意味する。
「ディーゼル燃料」は、概して、沸点が約150℃～約360℃の範囲(「ディーゼル沸点範囲」)の燃料を指す。
「ガソリン」は、概して、沸点が約30℃～約200℃の範囲の、火花点火エンジン用の燃料を指す。
本明細書において用いられる「バイオディーゼル」とは、参照により本明細書に組み入れられる米国特許出願公開第2016/0145536号に記載されるものなどの、C1～C4アルキルアルコールと遊離脂肪酸および/または脂肪酸グリセリドとの間のエステル化および/またはエステル交換反応によって生成される脂肪酸C1～C4アルキルエステルを指す。
本明細書において用いられる「石油ディーゼル」とは、原油精製施設などで原油から生成されるディーゼル燃料を指し、水素化処理直留ディーゼル、水素化処理流動接触分解軽質サイクル油、水素化処理コーカー軽質ガス油、水素化分解FCC重質サイクル油、およびそれらの組み合わせを含む。同様に、「石油由来」の化合物または組成物（例えば、石油ベースの原料）は、原油から直接生成されるか、または原油および非バイオ再生可能原料(バイオ再生可能原料は下に詳しく記載する)から最終的に生成された成分および/もしくは原料から生成される化合物または組成物を指す。
組成物中の成分の「体積パーセント」もしくは「vol.％」または組成物中の異なる成分の体積比は、合わせた成分の最終的な体積ではなく、それぞれ個別の成分の初期の体積に基づいて60°Fで決定されると理解されたい。
本開示全体にわたって、様々な刊行物、特許、特許出願、および公開済み特許明細書が引用を特定して参照されている。これらの刊行物、特許、特許出願、および公開済み特許明細書の開示は参照により本開示に組み入れられる。
本技術
再生可能ディーゼルおよびジェット燃料を含む炭化水素の製造のための脂肪、油、およびグリース(FOG)の水素化加工は、先行技術、例えば、米国特許第8,026,401号、7,968,757号、および7,846,323号に記載されている。FOGの水素化加工によって製造される再生可能ジェット燃料は、HEFA(水素化加工エステルおよび脂肪酸)とも呼ばれ、その仕様は、ASTM D7566-17aのAnnex A2に記載されている。HEFAに関して、水素化加工は、主にノルマルパラフィンから構成される炭化水素への脂肪酸/エステルの変換のための水素化処理と、それに続くイソパラフィンとn-パラフィンとの混合物へのn-パラフィンの水素異性化/水素化分解とを含む。
再生可能ディーゼルおよびジェット燃料を含む炭化水素の製造のための脂肪、油、およびグリース(FOG)の水素化加工は、先行技術、例えば、米国特許第8,026,401号、7,968,757号、および7,846,323号に記載されている。FOGの水素化加工によって製造される再生可能ジェット燃料は、HEFA(水素化加工エステルおよび脂肪酸)とも呼ばれ、その仕様は、ASTM D7566-17aのAnnex A2に記載されている。HEFAに関して、水素化加工は、主にノルマルパラフィンから構成される炭化水素への脂肪酸/エステルの変換のための水素化処理と、それに続くイソパラフィンとn-パラフィンとの混合物へのn-パラフィンの水素異性化/水素化分解とを含む。
ASTM D7566-17aは、持続可能な航空燃料(SAF)と広く呼ばれる他の合成/再生可能ジェット燃料の仕様も提供している。これらは、フィッシャー・トロプシュ水素化加工合成パラフィン系灯油(Annex A1)、水素化加工発酵糖からの合成イソパラフィン(Annex A3)、およびアルコール・トゥ・ジェット合成パラフィン系灯油(Annex A5)。を含む。これらの合成炭化水素はいずれも、芳香族炭化水素成分が実質的に含まれていないパラフィン(アルカン)である。結果として、SAFは、従来のジェット燃料よりも粒子状物質またはススの排出量が大幅に少ない。
民間航空代替燃料イニシアチブ(CAAFI)が主催した2018年のウェビナーでは、米国国立ジェット燃料燃焼プログラム(NJFCP)が、リーン・ブローアウト(LBO)に影響を与えるいくつかの重要な炭化水素燃料特性について報告した。LBOは、炎が消える前のタービンへの最低燃料供給量の尺度である。良好な燃料は、低供給量(または低空燃比)であっても、ジェットタービンエンジンを作動させ続ける。NJFCPチームは、LBOが推定セタン価(DCN)とよく相関していると判断してきた。最も良好なLBO性能は、DCN値が55超、好ましくは60超の燃料で観察された。DCNは、ASTM D6890試験法で記載されている装置および方法論を用いて着火遅れを測定することによって推定されるセタン価である。DCNでは、実際の試験用ディーゼルエンジンに頼る古いD613試験法よりも、セタン価を決定するために必要な試料が少ない。セタン価は、ディーゼルエンジンにとっては重要な燃料特性であるが、ジェットエンジンの性能に対して直接的に影響を及ぼすとは考えられていない。したがって、DCNは、LBOを軽減する燃料化学の間接的な指標と見なし得る。
NJFCPは、より軽質なパラフィン系ジェット燃料が、従来の、すなわちより重質な、ジェット燃料よりも優れた着火特性(例えば、非常に低い温度で着火しやすい)を示す結果も強調した。より低い沸点範囲に加えて、より軽質な燃料は、概して粘度および表面張力がより低い。これらの特性は、低温着火に役立つようである。NJFCPは、このジェットエンジン性能パラメータと燃料のT10、T20、T50(つまり、ASTM D86の10％、20％、および50％体積蒸留温度)および低温粘度値との間に強い相関関係があることを確認した。試験した燃料で最も着火しやすいのは、150～180Cの範囲で沸騰するものであった。180℃という最終沸点(FBP)値は、ASTM D7566においてSAF向けに指定されている300℃のFBPよりも大幅に低い。
ASTM D7566の仕様に準拠するためには、ジェット燃料は、それが有する実在ガム値が7mg/100mL以下でなければならない。実在ガム値は、燃料の熱酸化安定性の尺度であり、ASTM D381試験法(ジェット燃料蒸発のためのストリッピング媒体として蒸気が用いられる)またはIP540試験法(蒸気の代わりに空気が用いられ得る)に従って測定し得る。例えば、酸化反応から形成された過酸化物は、重合を開始してガム状の残渣を生じ得る。よって、実在ガムは、燃料内で形成される酸化生成物(典型的にはポリマー)の表れである。実在ガム試験は、燃料内に存在する重質の混入物質または粒子状物質も示す。当技術分野では、ASTM D381およびIP540に係る試験法は類似しており、したがって、示される反復性および再現性の範囲内で試験ごとに同じ結果が得られることが予想されると理解されている。
しかしながら、本技術の発明者らがバイオ再生可能原料から、沸点範囲が180℃以下であり、DCNが約55以上の軽質パラフィン系灯油(LPK)を製造した場合、製造されたLPKは、ASTM D7566 HEFA仕様(密度および引火点を含む)に概ね準拠していたが、要求される実在ガム仕様を常に満たすものではなかった。特に、LPKについては、ASTM D381およびIP540では異なる結果をもたらし、IP540空気蒸発法は、7mg/100mLを超える値を概してもたらした。したがって、発明者らは、IP540に従って試験される実在ガム仕様に確実に準拠すべく、バイオ再生可能原料を含むプロセスからLPKを製造する、そしてそのようなLPKを含むSAFを製造する必要性を見出した。
したがって、1つの局面では、本技術は、軽質パラフィン系灯油(LPK)を製造するための方法であって、C14～C24n-パラフィンを含む重質水素化処理装置留分を得るために、C14～C24脂肪酸、脂肪酸エステル、および/または脂肪酸グリセリドを含むバイオ再生可能原料を水素化処理する工程；重質水素異性化装置留分と、LPK(LPKはC8～C11炭化水素を含む)とを含む水素異性化装置生成物が得られる条件下で、水素異性化触媒を用いて重質水素化処理装置留分を水素異性化および水素化分解する工程；および水素異性化装置生成物からLPKを分離する工程を含む方法を提供する。該方法のLPKはIP540空気蒸発法に従って測定される7mg/100mL以下の実在ガム値を有し、かつ(a)イソパラフィンとn-パラフィンの重量比が約2:1以上であること、または(b)ガスクロマトグラフィーによる測定では炭素原子を14個以上有する炭化水素が検出されないこと、または(c)イソパラフィンとn-パラフィンの重量比が約2:1以上でありかつガスクロマトグラフィーによる測定では炭素原子を14個以上有する炭化水素が検出されないことを、さらに含む。
関連する局面では、C12～C16イソパラフィンを、LPKを製造するための本技術の方法の任意の態様によって製造されるLPKと混合する工程を含む、持続可能な航空燃料(SAF)を製造する方法が提供される。さらなる関連する局面では、本技術は、前述の方法によって製造されるSAFを提供する。1つの局面では、本技術は、C12～C16イソパラフィンと、LPKを製造するための本技術の方法の任意の態様によって製造されるLPKとを含むSAF組成物を提供する。
1つの局面では、本技術は、以下の工程を含む、バイオ再生可能な持続可能な航空燃料(SAF)を製造するための方法を提供する：C14～C24n-パラフィンを含む重質水素化処理装置留分を得るために、C14～C24脂肪酸、脂肪酸エステル、および/または脂肪酸グリセリドを含むバイオ再生可能原料を水素化処理する工程；重質水素異性化装置留分と、C8～C11炭化水素を含みかつイソパラフィンとn-パラフィンの比が約2:1以上である軽質パラフィン灯油(LPK)とを含む水素異性化装置生成物が得られる条件下で、水素異性化触媒を用いて重質水素化処理装置留分を水素異性化および水素化分解する工程；および水素異性化装置生成物から持続可能な航空燃料(SAF)を分離する工程。ここで、SAFは、LPKの少なくとも一部を含み；LPKはIP540空気蒸発法に従って測定される7mg/100mL以下の実在ガム値を有し、かつ、(a)イソパラフィンとn-パラフィンの重量比が約2:1以上であること、または(b)ガスクロマトグラフィーによる測定では炭素原子を14個以上有する炭化水素が検出されないこと、または(c)イソパラフィンとn-パラフィンの重量比が約2:1以上でありかつガスクロマトグラフィーによる測定では炭素原子を14個以上有する炭化水素が検出されないこと、をさらに含み；かつSAFはIP540空気蒸発法に従って測定される7mg/100mL以下の実在ガム値を有する。関連する局面では、本技術は、バイオ再生可能なSAFを製造するための本技術の方法の任意の態様に従って製造されるバイオ再生可能なSAFを提供する。
本明細書において開示される任意の局面および任意の態様のバイオ再生可能原料は、遊離脂肪酸、脂肪酸エステル(モノ、ジ、およびトリグリセリドを含む)、またはそれらの任意の2つ以上の組み合わせを含む。例えば、遊離脂肪酸は、トリグリセリドエステル交換原料から遊離脂肪酸をストリッピングすることによって得られる遊離脂肪酸を含み得る。バイオ再生可能原料は、動物脂肪、動物油、植物脂肪(plant fat)、植物油(plant oil)、植物脂肪(vegetable fat)、植物油(vegetable oil)、グリース、またはそれらの任意の2つ以上の混合物を含み得る。脂肪酸エステルは、脂肪酸メチルエステル、脂肪酸エチルエステル、脂肪酸プロピルエステル、脂肪酸ブチルエステル、またはそれらの任意の2つ以上の混合物を含み得る。バイオ再生可能原料は、植物油脱臭物からの脂肪酸留出物を含み得る。前処理の程度に応じて、脂肪、油、およびグリースは、約1wppm～約1,000wppmのリン、および約1wppm～約500wppmの総金属(主にナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、鉄、および銅)を含有し得る。植物(plant)および/もしくは植物(vegetable)油ならびに/または微生物油は、コーン油、蒸留コーン油、非食用コーン油、ババス油、カリナタ油、大豆油、カノーラ油、ココナッツ油、ナタネ油、トール油、トール油脂肪酸、ヤシ油、ヤシ油脂肪酸留出物、ヤシスラッジ油、ジャトロファ油、ヤシ核油、ヒマワリ油、ヒマシ油、カメリナ油、古細菌油、細菌油、真菌油、原生動物油、藻油、海藻油、好塩菌由来油、グンバイナズナ由来油(例えば、種子油)、他の顕花植物由来油(例えば、種子油)、およびそれらの任意の2つ以上の混合物を非限定的に含む。これらは、前処理の程度と、残留するリンおよび金属の含有量とに応じて、粗製、脱ガム、およびRBD(精製、脱色、および脱臭)グレードに分類され得る。しかしながら、これらのグレードのいずれも、本技術に用い得る。上で用いられる動物脂肪および/または油は、非食用獣脂、食用獣脂、工業用獣脂、浮遊獣脂、ブリーチャブルファンシータロー(bleachable fancy tallow)、ラード、工業用ラード、チョイスホワイトグリース(choice white grease)、家禽脂肪、家禽油、魚脂肪、魚油、およびそれらの任意の2つ以上の混合物を非限定的に含む。グリースは、イエローグリース、ブラウングリース、廃植物油、レストラングリース、水処理施設などの自治体からのトラップグリース、工業用包装食品事業からの使用済み油、およびそれらの任意の2つ以上の混合物を非限定的に含む。バイオ再生可能原料は、動物脂肪、家禽油、大豆油、カノーラ油、カリナタ油、ナタネ油、ヤシ油、ジャトロファ油、ヒマシ油、カメリナ油、海藻油、好塩菌油、精製脂肪(rendered fat)、レストラングリース、ブラウングリース、イエローグリース、廃工業用フライ油、魚油、トール油、トール油脂肪酸、またはそれらの任意の2つ以上の混合物を含み得る。バイオ再生可能原料は、動物脂肪、レストラングリース、ブラウングリース、イエローグリース、廃工業用フライ油、またはそれらの任意の2つ以上の混合物を含み得る。本明細書における任意の態様では、バイオ再生可能原料は、分岐C8、C12および/またはC16オレフィン(例えば、バイオイソブチレンのオリゴマー化によって形成される)、分岐C15オレフィン(例えば、糖の発酵を介して生成される)を含み得る。
先の段落で記載したように、バイオ再生可能原料は、前処理し得る。例えば、任意の局面および態様では、バイオ再生可能原料は、米国特許第9,404,064号に記載されるように、リンおよび金属混入物質を合計で10wppm未満にまで除去すべく前処理されていてもよい。そのような前処理は、脱ガム、中和、脱色、脱臭、またはそれらの任意の2つ以上の組み合わせを非限定的に含む。脱ガムの1つの種類は、酸脱ガムであり、これは、脂肪/油を濃酸性水溶液と接触させることを含む。例示的な酸は、リン酸、クエン酸、およびマレイン酸である。この前処理工程は、リンに加えてカルシウムおよびマグネシウムなどの金属を除去する。中和は、通常、酸で脱ガムした油脂に苛性物質(NaOH水溶液などの任意の塩基を指す)を加えることによって実施される。酸での脱ガムおよび/または中和に用いられる処理装置は、高せん断ミキサーおよびディスクスタック遠心分離器を含み得る。脱色は、通常、脱ガムした脂肪/油を吸着粘土と接触させること、および圧力リーフフィルターを通じて使用済み粘土をろ過することを含む。粘土の代わりに合成シリカを用いると吸着が向上することが報告されている。脱色工程は、クロロフィルならびにほとんどの残留金属およびリンを除去する。苛性物質中和工程時に(すなわち、遊離脂肪酸との反応によって)形成された可能性のある任意の石鹸も脱色工程時に除去される。前述の処理プロセスは、当技術分野では公知であり、米国特許第4,049,686、4,698,185、4,734,226、および5,239,096を非限定的に含む特許文献に記載されている。
本明細書において用いられる脱色は、グリセリド油の処理に一般的なろ過プロセスである。多くの種類のプロセシング構成ならびに珪藻土、パーライト、シリカヒドロゲル、セルロース媒体、粘土、漂白土、炭素、ボーキサイト、アルミン酸シリカ、天然繊維およびフレーク、合成繊維およびそれらの混合物などのろ過媒体が当業者には公知である。脱色は、石油や、合成および生物的供給物ならびに生成物のための一般的な工業プロセスである粘土処理などの他の名称で呼ばれることもある。
脱ガムおよび/または脱色の前および/または後および/またはそれらの代わりに、バイオ再生可能原料から懸濁固形物を除去するためにさらなる種類のろ過を実施し得る。いくつかの態様では、ロトスクリーンろ過が用いられてバイオ再生可能原料から約1mm超の固形物が除去される。ロトスクリーンろ過は、多量の固形物を連続的に除去する、約1mm以上の開口を有する機械的に振動するワイヤメッシュスクリーンである。1mm超、例えば、約1mm～約20mmの固形物の多量な分離を提供する限り、自浄型および逆洗型フィルターを含む色々な種類のフィルターに収容された約1mm以上の他のワイヤメッシュフィルターも採用し得る。クレーコーティングされた圧力リーフフィルターによる脱色が用いられない態様では、約0.1～約100ミクロン等級のカートリッジまたはバッグフィルターを用いて、可溶化および/または微細に懸濁した(例えば、コロイド相)混和物のみを確実に供給物流中に存在させ得る。ろ過は、通常、供給物流が確実に約0.1～100cPの粘度の液体になるように十分に高い温度で実施される。これは、概して、20℃～90℃(約70°F～約195°F)の温度範囲になる。
本明細書において開示される任意の態様では、混合物の遊離脂肪酸は、脂肪、油、および/またはグリースの脂肪酸エステルの加水分解から生成される脂肪酸を含み得る。本明細書において開示される任意の態様では、遊離脂肪酸は、トール油からの、および/またはトール油エステルの加水分解から生成される脂肪酸を含み得る。本明細書において開示される任意の態様では、遊離脂肪酸は、ヤシ脂肪酸留出物からの脂肪酸を含み得る。本明細書において開示される任意の態様では、遊離脂肪酸は、少なくとも約10wt％の遊離脂肪酸を含有するものなどの、脂肪、油、および/またはグリースから留出させた脂肪酸を含み得る。本明細書において開示される任意の態様では、遊離脂肪酸は、ヤシスラッジ油および/または使用済み調理油から留出させた脂肪酸を含み得る。本明細書において開示される任意の態様では、遊離脂肪酸は、オレイン酸、リノール酸、ステアリン酸、パルミチン酸、またはそれらの任意の2つ以上の組み合わせを含み得る。本明細書において開示される任意の態様では、遊離脂肪酸は、遊離脂肪酸の石鹸形態(例えば、ナトリウム石鹸および/またはカリウム石鹸)を含み得、石鹸形態を含むそのような態様では、遊離脂肪酸は、少なくとも200mg/kg、少なくとも500mg/kg、または少なくとも1000mg/kgのアルカリ度を有する。
本明細書において開示される任意の態様では、バイオ再生可能原料は、約5wt％～約90wt％の遊離脂肪酸(FFA)を含み得る。よって、本明細書において開示される任意の局面および態様では、バイオ再生可能原料は、遊離脂肪酸を約5wt％、約10wt％、約15wt％、約20wt％、約25wt％、約30wt％、約35wt％、約40wt％、約45wt％、約50wt％、約55wt％、約60wt％、約65wt％、約70wt％、約75wt％、約80wt％、約85wt％、約90wt％、またはこれらの値の任意の2つを含む任意の範囲および/もしくはこれらの値の任意の2つの間の任意の範囲の量で含み得る。
本技術の任意の局面または態様のバイオ再生可能原料を水素化処理するための好適な水素化処理触媒は、Co、Mo、Ni、Pt、Pd、Ru、W、NiMo、NiW、CoMo、またはそれらの任意の2つ以上の組み合わせを含む。水素化処理触媒は、NiMo、NiW、CoMo、およびそれらの任意の2つ以上の組み合わせを含み得る。水素化処理触媒のための担体は、アルミナ、ならびに酸化ケイ素および/または酸化リンを伴ったアルミナを含む。当業者であれば、特定の結果をもたらし、なおかつ本技術に合致する適切な水素化処理触媒を選択できることに留意されたい。
本技術の任意の局面または態様では、バイオ再生可能原料を水素化処理する工程は、固定床水素化処理反応器内で供給流(バイオ再生可能原料を含む供給流)を、水素化処理触媒と接触させて、重質水素化処理装置留分を生成することを含み得る。本明細書における任意の局面または態様では、供給流は、石油系原料をさらに含むか、または石油系原料を含まない場合がある。固定床水素化処理反応器は、温度が約750°F(400℃)未満であり得、圧力が約200psig(13.8barg)～約4,000psig(275barg)であり得る。固定床水素化処理反応器は、連続固定床水素化処理反応器であり得る。任意の局面または態様では、供給流は、希釈剤をさらに含む。希釈剤は、再循環された水素化加工生成物(例えば、重質水素化処理装置留分の少なくとも一部)、重質水素化処理装置留分のうちの蒸留された留分、石油系炭化水素流体、フィッシャー・トロプシュプロセス由来の合成炭化水素生成物流、糖の発酵によって生成される炭化水素生成物流(例えば、ファルネセン)、リモネンおよびテルペンなどの天然炭化水素、液体天然ガス、またはそれらの任意の2つ以上の混合物を含み得る。希釈剤とバイオ再生可能原料の体積比は、約0.5:1～約20:1であり得、よって希釈剤とバイオ再生可能原料の体積比は、約1:1、約2:1、約3:1、約4:1、約5:1、約6:1、約7:1、約8:1、約9:1、約10:1、約11:1、約12:1、約13:1、約14:1、約15:1、約16:1、約17:1、約18:1、約19:1、約20:1、またはこれらの値の任意の2つを含む任意の範囲および/もしくはこれらの値の任意の2つの間の任意の範囲であり得る。
バイオ再生可能原料を水素化処理する際に固定床反応器を含む本技術の任意の局面または態様では、固定床反応器は、約480°F(250℃)～約750°F(400℃)の範囲内の温度であり得る。固定床反応器は、約450°F(230℃)、約500°F(260℃)、約540°F(280℃)、約570°F(300℃)、約610°F(320℃)、約645°F(340℃)、約680°F(360℃)、約720°F(380℃)、約750°F(400℃)、またはこれらの値の任意の2つを含む任意の範囲および/もしくはこれらの値の任意の2つの間の任意の範囲の温度で動作し得る。加重平均床温度(WABT)は、反応器の入口と出口の間の非線形温度プロファイルを考慮した反応器の「平均」温度を表すために、固定床断熱反応器において一般的に用いられる。
上の式では、Ti
inおよびTi
outはそれぞれ、触媒床iの入口および出口での温度を指す。示されるように、異なる触媒床をN個有する反応器系のWABTは、各床のWABT(WABTi)および各床における触媒の重量(Wci)を用いて算出し得る。
ほとんどのバイオ再生可能原料では有機硫黄が極僅かに存在しているが、水素化処理触媒の活性金属硫化物官能性を維持するために、本技術の任意の局面または態様では、バイオ再生可能原料および/または供給流には、加熱されるかつ/または触媒と接触すると分解して硫化水素になる硫黄化合物を補充し得る。硫黄化合物は、メチルメルカプタン、エチルメルカプタン、n-ブチルメルカプタン、ジメチルスルフィド(DMS)、ジメチルジスルフィド(DMDS)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジエチルスルフィド、ジ-tert-ブチルポリスルフィド(TBPS)、ジオクチルポリスルフィド、ジ-tert-ノニルポリスルフィド(TNPS)、二硫化炭素、チオフェン、またはこれらの任意の2つ以上の混合物を含み得る。硫黄化合物の濃度(例えば、供給流中の)は、硫黄の重量で約50ppm～約2,000ppmであり得る。本技術の任意の局面または態様では、バイオ再生可能原料を水素化処理する工程は、バイオ再生可能原料を石油系原料と共に水素化処理することを含み得 - 例えば、供給流は、バイオ再生可能原料に加えて石油系原料を含み得 - ここで、石油系原料は、上記硫黄化合物と組み合わせてまたはその非存在下のいずれかで硫黄を提供する。
本技術の任意の局面または態様では、バイオ再生可能原料を水素化処理する工程は、約200psig(約13.8barg)～約4,000psig(約275barg)の圧力を含み得る(例えば、約200psig(約13.8barg)～約4,000psig(約275barg)の圧力での固定床水素化処理反応器内の水素化処理)。圧力は、約300psig(21barg)、約400psig(28barg)、約500psig(34barg)、約600psig(41barg)、約700psig(48barg)、約800psig(55barg)、約900psig(62barg)、約1,000psig(69barg)、約1,100psig(76barg)、約1,200psig(83barg)、約1,300psig(90barg)、約1,400psig(97barg)、約1,500psig(103barg)、約1,600psig(110barg)、約1,700psig(117barg)、約1,800psig(124barg)、約1,900psig(131barg)、約2,000psig(138barg)、約2,200psig(152barg)、約2,400psig(165barg)、約2,600psig(179barg)、約2,800psig(193barg)、約3,000psig(207barg)、約3,200psig(221barg)、約3,400psig(234barg)、約3,600psig(248barg)、約3,800psig(262barg)、約3,900psig(269barg)、またはこれらの値の任意の2つを含む任意の範囲および/もしくはこれらの値の任意の2つの間の任意の範囲であり得る。例えば、圧力は、約1,000psig(69barg)～約2,000psig(138barg)であり得る。
バイオ再生可能原料を水素化処理する際の固定床反応器を含む本技術の任意の局面または態様では、固定床水素化処理反応器を通るバイオ再生可能原料の液空間速度(LHSV)は、約0.2h-1～約10.0h-1であり得；よって、LHSVは、約0.3h-1、約0.4h-1、約0.5h-1、約0.6h-1、約0.7h-1、約0.8h-1、約0.9h-1、約1.0h-1、約1.2h-1、約1.4h-1、約1.6h-1、約1.8h-1、約2.0h-1、約2.2h-1、約2.4h-1、約2.6h-1、約2.8h-1、約3.0h-1、約3.2h-1、約3.4h-1、約3.6h-1、約3.8h-1、約4.0h-1、約4.2h-1、約4.4h-1、約4.6h-1、約4.8h-1、約5.0h-1、約5.2h-1、約5.4h-1、約5.6h-1、約5.8h-1、約6.0h-1、約6.2h-1、約6.4h-1、約6.6h-1、約6.8h-1、約7.0h-1、約7.2h-1、約7.4h-1、約7.6h-1、約7.8h-1、約8.0h-1、約8.2h-1、約8.4h-1、約8.6h-1、約8.8h-1、約9.0h-1、約9.2h-1、約9.4h-1、約9.6h-1、約9.8h-1、またはこれらの値の任意の2つを含む任意の範囲および/もしくはこれらの値の任意の2つの間の任意の範囲であり得る。
本技術の任意の局面または態様では、バイオ再生可能原料を水素化処理する工程は、バイオ再生可能原料(および/またはバイオ再生可能原料を含む供給流)を水素リッチな処理ガスと混合することを含み得る。水素リッチな処理ガスとバイオ再生可能原料の比は、約2,000～約10,000SCF/bbl(液体1リットル当たりのノルマルリットルのガスの単位(Nl/l)では、約355Nl/l～約1780Nl/l)の範囲であり得る。水素リッチな処理ガスとバイオ再生可能原料の比は、約2,500SCF/bbl(約445Nl/l)、約3,000SCF/bbl(約535Nl/l)、約3,500SCF/bbl(約625Nl/l)、約4,000SCF/bbl(約710Nl/l)、約4,500SCF/bbl(約800Nl/l)、約5,000SCF/bbl(約890Nl/l)、約5,500SCF/bbl(約980Nl/l)、約6,000SCF/bbl(約1070Nl/l)、約6,500SCF/bbl(約1160Nl/l)、約7,000SCF/bbl(約1250Nl/l)、約7,500SCF/bbl(約1335Nl/l)、約8,000SCF/bbl(約1425Nl/l)、約8,500SCF/bbl(約1515Nl/l)、約9,000SCF/bbl(約1600Nl/l)、約9,500SCF/bbl(約1690Nl/l)、またはこれらの値の任意の2つを含む任意の範囲および/もしくはこれらの値の任意の2つの間の任意の範囲であり得る。水素リッチな処理ガスは、水素を約70mol％～約100mol％含有し得る。質量比換算では、供給流と水素リッチな処理ガスの比は、約5:1～25:1である。供給流と水素リッチな処理ガスの比は、約6:1、約7:1、約8:1、約9:1、約10:1、約11:1、約12:1、約13:1、約14:1、約15:1、約16:1、約17:1、約18:1、約19:1、約20:1、約22:1、約23:1、約24:1、）、またはこれらの値の任意の2つを含む任意の範囲および/もしくはこれらの値の任意の2つの間の任意の範囲であり得る。
上で検討したように、方法の各局面は、水素異性化生成物が得られる条件下で、水素異性化触媒を用いて重質水素化処理装置留分を水素異性化および水素化分解する工程を含む。該条件では水素異性化装置生成物は、確実に重質水素異性化装置留分およびLPKを含み、ここで、(どの局面または態様でも)該条件ではLPKのイソパラフィンとn-パラフィンの比は確実に約2:1以上になり得る。本明細書において開示される任意の局面または態様では、水素異性化触媒は、VIB族および/またはVIII族金属からの水素化-脱水素化活性と、非晶質シリカ-アルミナ(ASA)、シリコン-アルミニウム-ホスフェート(SAPO)モレキュラーシーブ、もしくはケイ酸アルミニウムゼオライト(ZSM)などの非晶質または結晶質担体からの酸性活性とを有する、二官能性触媒であり得る。本明細書において開示される任意の局面または態様では、水素異性化触媒は、ゼオライトを有する結晶性シリカ-アルミナ担体上の白金、パラジウム、またはそれらの組み合わせを含み得る。本明細書において開示される任意の局面または態様では、水素異性化触媒は、タングステンを含み得る(硫黄種が重質水素化処理装置留分中に存在する場合、例えば「サワーサービス」、に特に有用である)。本明細書において開示される任意の局面または態様では、水素異性化触媒は、Pt/Pd-on-ASAおよび/またはPt-on-SAPO-11を含み得る。任意の局面または態様では、条件は、約200℃～約500℃の温度を含み得；よって、水素異性化および水素化分解する工程は、約220℃、約240℃、約260℃、約280℃、約300℃、約304℃、約320℃、約330℃、約335℃、約340℃、約350℃、約360℃、約370℃、約380℃、約390℃、約400℃、約420℃、約440℃、約460℃、約480℃、またはこれらの値の任意の2つを含む任意の範囲および/もしくはこれらの値の任意の2つの間の任意の範囲の温度で実施し得る。LPKのイソパラフィンとn-パラフィンの比が確実に約2:1以上となるには、約580°F(約304℃)～約750°F(約400℃)の温度が特に有用となる。任意の局面または態様では、条件は、約250psig～約3,000psigの圧力を含み得；よって、圧力は、約250psig、約300psig、約400psig、約500psig、約600psig、約700psig、約800psig、約900psig、約1,000psig、約1,100psig、約1,200psig、約1,300psig、1,400psig、約1,500psig、約1,600psig、約1,700psig、約1,800psig、約1,900psig、約2,000psig、2,100psig、約2,200psig、約2,300psig、2,400psig、約2,500psig、約2,600psig、約2,700psig、約2,800psig、約2,900psig、約3,000psig、またはこれらの値の任意の2つを含む任意の範囲および/もしくはこれらの値の任意の2つの間の任意の範囲であり得る。
本技術の任意の局面または態様では、重質水素化処理装置留分を水素異性化および水素化分解する工程は、重質水素化処理装置留分(および/または重質水素化処理装置留分を含む供給流)を水素リッチな処理ガスと混合することを含み得る。水素リッチな処理ガスと重質水素化処理装置留分の比は、約1,000～約5,000SCF/bblの範囲であり得；よって、水素リッチな処理ガスと重質水素化処理装置留分の比は、約1,000SCF/bbl、約1,500SCF/bbl、約2,000SCF/bbl、約2,500SCF/bbl、約3,000SCF/bbl、約3,500SCF/bbl、約4,000SCF/bbl、約4,500SCF/bbl、約5,000SCF/bbl、またはこれらの値の任意の2つを含む任意の範囲および/もしくはこれらの値の任意の2つの間の任意の範囲であり得る。水素リッチな処理ガスは、水素を約70mol％～約100mol％含有し得る。
任意の局面または態様では、水素異性化および水素化分解する工程は、連続固定床反応器内で実施し得る(例えば、水素異性化および水素化分解の両方が、単一の固定床反応器内で起こる)。連続固定床反応器内で実施する場合、連続固定床反応器を通る重質水素化処理装置留分の液空間速度(LHSV)は、約0.1h-1～約4.0h-1であり得；よって、LHSVは、約0.1h-1、約0.2h-1、約0.3h-1、約0.4h-1、約0.5h-1、約0.6h-1、約0.7h-1、約0.8h-1、約0.9h-1、約1.0h-1、約1.2h-1、約1.4h-1、約1.6h-1、約1.8h-1、約2.0h-1、約2.2h-1、約2.4h-1、約2.6h-1、約2.8h-1、約3.0h-1、約3.2h-1、約3.4h-1、約3.6h-1、約3.8h-1、約4.0h-1、またはこれらの値の任意の2つを含む任意の範囲および/もしくはこれらの値の任意の2つの間の任意の範囲であり得る。
任意の局面または態様では、水素異性化装置生成物からLPKを分離する工程および/または水素異性化装置生成物からSAFを分離する工程は、分留を含み得る。任意の局面または態様の分留は、カラムの底部に再沸器またはストリッピング蒸気と、頂部に凝縮器とを備えた、蒸留カラム内で実施し得る。そのような態様では、再沸器またはストリッピング蒸気が熱エネルギーを提供して炭化水素の重質留分を蒸発させる一方で、凝縮器が軽質炭化水素気体を冷却して炭化水素液をカラムの頂部に戻す。蒸留カラムは、上昇する気体と下降する液体とが向流接触する複数の機構(例えば、プレート、突起部、および/または充填材床)を備える。底部から頂部までのカラムの温度プロファイルは、炭化水素供給物の組成およびカラム圧力によって決まる。いくつかの態様では、カラム圧力は、約200psig(約13.8barg)～約-14.5psig(約-1barg)の範囲である。カラムは、1つまたは複数の供給ノズルを備えている。凝縮器液の一部(典型的には10～90vol％)は、塔頂留出生成物として抜き取られ、残りはカラムに還流される。いくつかの態様は、同じカラム内で供給物を複数のカットに分留するために複数の抜き取りノズルを利用するが、別の態様では、それぞれが供給物を塔頂留分と底部留分とに分離する直列の複数のカラムを用いてこの分離を達成する。任意の局面または態様では、分離する工程は、ガスクロマトグラフィーによる測定で炭素原子を14個以上有する検出可能な炭化水素をLPKが含まないように実施し得る。
ガスクロマトグラフィーによる測定で炭素原子を14個以上有する検出可能な炭化水素をLPKが含まない任意の局面または態様では、LPKは、イソパラフィンとn-パラフィンの重量比が約1:1～約5:1(またはそれ以上)であり得；よって、本技術の任意の局面または態様のLPK(ガスクロマトグラフィーによる測定で炭素原子を14個以上有する検出可能な炭化水素をLPKが含まない場合)は、イソパラフィンとn-パラフィンの重量比が、約1:1、約1.1:1、約1.2:1、約1.3:1、約1.4:1、約1.5:1、約1.6:1、約1.7:1、約1.8:1、約1.9:1、約2.0:1、約2.1:1、約2.2:1、約2.3:1、約2.4:1、約2.5:1、約2.6:1、約2.7:1、約2.8:1、約2.9:1、約3.0:1、約3.2:1、約3.4:1、約3.6:1、約3.8:1、約4.0:1、約4.2:1、約4.4:1、約4.6:1、約4.8:1、約5.0:1、またはこれらの値の任意の2つを含む任意の範囲および/もしくはこれらの値の任意の2つの間の任意の範囲であり得る。
ガスクロマトグラフィーによる測定で炭素原子を14個以上有する検出可能な炭化水素をLPKが含む任意の局面または態様では、LPKは、イソパラフィンとn-パラフィンの重量比が約2:1～約5:1(またはそれ以上)、例えば、約2.0:1、約2.1:1、約2.2:1、約2.3:1、約2.4:1、約2.5:1、約2.6:1、約2.7:1、約2.8:1、約2.9:1、約3.0:1、約3.2:1、約3.4:1、約3.6:1、約3.8:1、約4.0:1、約4.2:1、約4.4:1、約4.6:1、約4.8:1、約5.0:1、またはこれらの値の任意の2つを含む任意の範囲および/もしくはこれらの値の任意の2つの間の任意の範囲であり得る。上に検討したように、そのようなイソパラフィンとn-パラフィンの重量比は、重質水素化処理装置留分の水素異性化および水素化分解の条件によってもたらされる。
本技術の任意の局面または態様では、LPKは、約38℃以上、例えば、約38℃～約42℃の引火点を有し得；よって、LPKの引火点は、約38℃(約100°F)、約39℃(約102°F)、約40℃(約104°F)、約41℃(約106°F)、約42℃(約108°F)、またはこれらの値の任意の2つを含む任意の範囲および/もしくはこれらの値の任意の2つの間の任意の範囲であり得る。本技術の任意の局面または態様では、LPKは、約55以上、例えば、約55、約60、約65、約70、約75、約80、またはこれらの値の任意の2つを含む任意の範囲および/もしくはこれらの値の任意の2つの間の任意の範囲のセタン価(すなわち、推定セタン価；「DCN」)を有し得る。本技術の任意の局面または態様では、LPKは、約-40℃未満の凝固点(ASTM D5972に従って決定される)を有し得；よって、LPKは、ASTM D5972に従って決定される凝固点が約-40℃、約-42℃、約-44℃、約-46℃、約-48℃、約-50℃、約-52℃、約-54℃、約-56℃、約-58℃、約-60℃、約-62℃、約-64℃、約-66℃、約-68℃、約-70℃、またはこれらの値の任意の2つを含む任意の範囲および/もしくはこれらの値の任意の2つの間の任意の範囲もしくはこれらの値のいずれか1つの値未満であり得る。本技術の任意の局面または態様では、LPKは、ASTM D86試験法に基づいて150～180℃の範囲において少なくとも80vol％の沸騰を示し得る。
本技術の任意の局面または態様では、LPKは、炭素原子14個未満の炭化水素を約99.7wt％以上含み得る。本技術の任意の局面または態様では、LPKは、炭素原子14個未満の炭化水素を約99.8wt％以上含み得る。本技術の任意の局面または態様では、LPKは、炭素原子14個未満の炭化水素を約99.9wt％以上含み得る。LPKは、本技術の任意の局面または態様では、約0.1wt％未満の含酸素物質を有し得、約0.09wt％、約0.08wt％、約0.07wt％、約0.05wt％、約0.04wt％、約0.03wt％、約0.02wt％、約0.01wt％、またはこれらの値の任意の2つを含む任意の範囲および/もしくはこれらの値の任意の2つの間の任意の範囲もしくはこれらの値の任意の1つ未満の任意の範囲の量の含酸素物質を有し得る。そのような低い値の含酸素物質は、機器中性子放射化分析を非限定的に含む適切な分析技術を通じて検出することができる。
本技術の任意の局面または態様のLPKは、約0.1wt％未満の芳香族物質を有し得る。よって、LPKは、約0.09wt％、約0.08wt％、約0.07wt％、約0.06wt％、約0.05wt％、約0.04wt％、約0.03wt％、約0.02wt％、約0.01wt％、約0.009wt％、約0.008wt％、約0.007wt％、約0.006wt％、約0.005wt％、約0.004wt％、約0.003wt％、約0.002wt％、約0.001wt％、またはこれらの値の任意の2つを含む任意の範囲および/もしくはこれらの値の任意の2つの間の任意の範囲もしくはこれらの値の任意の1つ未満の任意の範囲の量の芳香族物質を含有し得る。本技術の任意の局面または態様では、LPKは、ガスクロマトグラフィーによって測定される検出可能な芳香族物質を含まない場合がある。LPKは、約0.01wt％未満のベンゼンを含有し得、約0.008wt％、約0.006wt％、約0.004wt％、約0.002wt％、約0.001wt％、約0.0008wt％、約0.0006wt％、約0.0004wt％、約0.0002wt％、約0.0001wt％、約0.00008wt％、約0.00006wt％、約0.00004wt％、約0.00002wt％、約0.00001wt％、またはこれらの値の任意の2つを含む任意の範囲および/もしくはこれらの値の任意の2つの間の任意の範囲もしくはこれらの値の任意の1つ未満の任意の範囲の量のベンゼンを含有し得る。そのような低い値のベンゼンは、LPKの二次元ガスクロマトグラフィーを非限定的に含む適切な分析技術を通じて決定し得る。本技術の任意の局面または態様では、LPKは、検出可能なベンゼンを含まない場合がある。
本技術の任意の局面または態様のLPKは、約5wppm未満の硫黄含有量を有し得る。よって、本技術の任意の局面または態様では、LPKは、約4wppm、約3wppm、約2wppm、約1wppm、約0.9wppm、約0.8wppm、約0.7wppm、約0.6wppm、約0.5wppm、約0.4wppm、約0.3wppm、約0.2wppm、約0.1wppm、またはこれらの値の任意の2つを含む任意の範囲および/もしくはこれらの値の任意の2つの間の任意の範囲もしくはこれらの値の任意の1つ未満の任意の範囲の硫黄含有量を有し得る。
本技術の任意の局面または態様では、SAFは、本明細書において開示される任意の局面または態様のLPKを約30wt％以上の量で含み得る。よって、本技術の任意の局面または態様では、SAFは、約30wt％、約40wt％、約50wt％、約60wt％、約70wt％、約80wt％、約90wt％、約95wt％、またはこれらの値の任意の2つを含む任意の範囲および/もしくはこれらの値の任意の2つの間の任意の範囲もしくはこれらの値の任意の1つを超える任意の範囲の量のLPKを含み得る。本技術の任意の局面または態様では、SAFは、重質水素異性化装置留分由来のC12～C16イソパラフィンおよび/または石油系C12～C16イソパラフィンなどの、C12～C16イソパラフィンをさらに含み得る。
任意の局面または態様では、水素異性化装置生成物からLPKを分離する工程および/または水素異性化装置生成物からSAFを分離する工程は、水素異性化装置生成物から、重質水素異性化装置留分の少なくとも一部を含む再生可能ディーゼルを分離することを含み得る。再生可能ディーゼルは、任意の局面または態様では約0.1wt％未満の含酸素物質を有し得、約0.09wt％、約0.08wt％、約0.07wt％、約0.05wt％、約0.04wt％、約0.03wt％、約0.02wt％、約0.01wt％、またはこれらの値の任意の2つを含む任意の範囲および/もしくはこれらの値の任意の2つの間の任意の範囲もしくはこれらの値の任意の1つ未満の任意の範囲の量の含酸素物質を有し得る。任意の局面または態様の再生可能ディーゼルは、約0.1wt％未満の芳香族物質を有し得る。よって、再生可能ディーゼルは、約0.09wt％、約0.08wt％、約0.07wt％、約0.06wt％、約0.05wt％、約0.04wt％、約0.03wt％、約0.02wt％、約0.01wt％、約0.009wt％、約0.008wt％、約0.007wt％、約0.006wt％、約0.005wt％、約0.004wt％、約0.003wt％、約0.002wt％、約0.001wt％、またはこれらの値の任意の2つを含む任意の範囲および/もしくはこれらの値の任意の2つの間の任意の範囲もしくはこれらの値の任意の1つ未満の任意の範囲の量の芳香族物質を含有し得る。任意の局面または態様では、再生可能ディーゼルは、ガスクロマトグラフィーによって測定される検出可能な芳香族物質を含まない場合がある。再生可能ディーゼルは、約0.01wt％未満のベンゼンを含有し得、約0.008wt％、約0.006wt％、約0.004wt％、約0.002wt％、約0.001wt％、約0.0008wt％、約0.0006wt％、約0.0004wt％、約0.0002wt％、約0.0001wt％、約0.00008wt％、約0.00006wt％、約0.00004wt％、約0.00002wt％、約0.00001wt％、またはこれらの値の任意の2つを含む任意の範囲および/もしくはこれらの値の任意の2つの間の任意の範囲もしくはこれらの値の任意の1つ未満の任意の範囲の量のベンゼンを含有し得る。再生可能ディーゼルは、約5wppm未満の硫黄含有量を有し得；よって、再生可能ディーゼルは、約4wppm、約3wppm、約2wppm、約1wppm、約0.9wppm、約0.8wppm、約0.7wppm、約0.6wppm、約0.5wppm、約0.4wppm、約0.3wppm、約0.2wppm、約0.1wppm、またはこれらの値の任意の2つを含む任意の範囲および/もしくはこれらの値の任意の2つの間の任意の範囲もしくはこれらの値の任意の1つ未満の任意の範囲の量の硫黄含有量を有し得る。
本技術の任意の局面または態様における再生可能ディーゼルは、約0℃未満の曇点を有し得、さらに60以上のセタン価を有し得る。よって、本明細書における任意の態様では、再生可能ディーゼルは、約0℃、約-2℃、約-4℃、約-6℃、約-8℃、約-10℃、約-12℃、約-14℃、約-16℃、約-18℃、約-20℃、約-22℃、約-24℃、約-26℃、約-28℃、約-30℃、約-32℃、約-34℃、約-36℃、約-38℃、約-40℃、約-42℃、約-44℃、約-46℃、約-48℃、約-50℃、約-52℃、約-54℃、約-56℃、約-58℃、約-60℃、またはこれらの値の任意の2つの間の任意の範囲および/もしくはこれらの値の任意の2つを含む任意の範囲もしくはもしくはこれらの値のいずれか1つの値未満の任意の範囲の曇点を含み得る。
ここで図面を参照すると、図1は、本技術の非限定的で例示的な態様を提供する。図1では、天然に存在する脂肪酸および脂肪酸エステル/グリセリドを有する再生可能供給物101が水素化処理装置102に移送され、ここで約300psig～約3,000psig(例えば、約500psig～約2,000psig)の圧力下で水素と反応する。前述したように、水素化処理装置102は、γ-アルミナ担体上のニッケル-モリブデン(NiMo)、ニッケル-タングステン(NiW)、またはコバルト-モリブデン(CoMo)などの硫化触媒の充填床を含み得る。
供給物101は、水素化処理装置102に入る前に予熱され得、ここで水素化処理装置102は、約300°F～約900°F(例えば、約550°F～約650°F)で動作し得る。発熱性水素化処理反応からの断熱温度上昇を低減しかつ水素化処理装置102を好ましい動作温度範囲に維持するために、当技術分野において公知の多くの方法を用い得る。これらの方法は、溶媒または他の希釈剤による供給物の希釈、液体生成物または溶媒の再循環、および水素が導入される固定床反応器内の急冷域の使用を非限定的に含む。
水素化処理装置102を通る供給物101の液空間速度は、約0.2h-1～約10h-1(例えば、約0.5h-1～約5.0h-1)であり得る。水素リッチな処理ガス110と再生可能供給物101の比は、約2,000～約15,000SCF/bbl(例えば、約4,000～約12,000SCF/bbl)であり得る。水素リッチな処理ガス110は、水素を約70mol％～約100mol％含有し得る。
水素化処理装置流出物103は、脱酸素された重質水素化処理装置留分と、未反応水素を含む気体留分とを含む。脱酸素された重質水素化処理装置留分は、C24より重質な化合物を最大で2％有する、主にC13～C24の範囲のn-パラフィンを含む。水素リッチな気体は、水素に加えて、C1～C3炭化水素、水、酸化炭素、アンモニア、および/または硫化水素を含む。液相中の重質水素化処理装置留分は、分離器104内で気相成分から分離し得る。
分離器104は、水素化処理装置排出圧(例えば、約50psig～約3,000psig；約500psig～約2,000psig)で動作する高圧ドラムを用い得、重質水素化処理装置留分は、水素と、水、二酸化炭素、アンモニア、硫化水素、および/またはプロパンなどの気相水素化処理装置副生成物とから、分離し得る。温度に応じて水副生成物は、気相または液相中に存在し得る。高圧ドラムは、約350°F～約500°Fの温度で動作し得、これによって、水、酸化炭素、アンモニア、硫化水素、および/またはプロパンが気相中の水素とともに液相中の重質炭化水素留分から分離される。分離器104は、水溶液流111を凝縮させるために、より低い温度(例えば、約60°F～約250°F)で動作する高圧ドラムをさらに含み得る。水溶液流111は、溶解したアンモニアおよび/または二酸化炭素を含み得るので、後に水素化処理装置102へと再循環される水素リッチな気相105から分離し得る。
分離器104からの重質水素化処理装置留分112は、次いで水素異性化装置114を通じて処理し得る。重質水素化処理装置留分112は、任意で水素異性化装置重質留分125と混合し得る。水素異性化装置114は、水素リッチなガス110aによって提供され得る約250psig～約3,000psig(例えば、約1,000psig～約2,000psig)の水素圧で動作し得る。水素異性化装置114の温度は、約400°F～約900°F(例えば、約580°F～約750°F)であり得る。
本技術に係る水素異性化および水素化分解では、水素化分解は、重質炭化水素供給物の少なくとも一部を、C3～C4炭化水素を含む液化石油ガス(「LPG」)、軽質ナフサ(C5～C8炭化水素)、およびLPK(C8～C11炭化水素を含む)などの、より軽質な炭化水素に変換する。所与の水素異性化触媒に関して、温度が高くかつLHSVが低いほど水素化分解が増加する。水素化分解が増加すると、翻って、LPKのイソパラフィンとn-パラフィンの比が増加する。過剰な分解による収量損失を最小限に抑えつつ、実在ガムによる不適合を回避する所望のLPKを生成するためには、水素化分解副反応は、約2.0～約5.0のイソ/ノルマル比を有するLPKをもたらす必要がある。イソ/ノルマル比が約3.0未満、例えば、約1.0～2.8の場合、微量濃度のより重質な炭化水素、特にC14以上の炭化水素は、分留器124(図1に関して後述)内でLPKから除去する必要がある。
流出流115は、水素異性化装置114を出て行く。流出流115は二相流体であり、これから水素リッチなガス117が分離器116内で水素異性化装置生成物から分離される。分離器116は、水素異性化装置排出圧(例えば、約500psig～約2,000psig)で動作する高圧分離ドラム(図示せず)を含み得、ここでは、液体炭化水素が水素、気体炭化水素、および/または任意の他の気相生成物から分離される。分離器116からの水素リッチなガス117は、分離器104からの水素リッチなガス105と混合され、任意で、吸収カラムおよび/または洗浄装置108を通じて処理されてアンモニア、酸化炭素、および/または硫化水素を除去した後、水素化処理装置102および/または水素異性化装置114への再循環向けに圧縮される。除去される混入物に応じて、洗浄装置108は、アミンおよび苛性溶液などの様々な溶媒を用い得る。水素化処理装置102および水素異性化装置114の触媒活性および選択性に影響を与える混入物を除去するために、洗浄装置108の代わりに、またはそれに加えて、他のガス浄化技術を用い得ることが当業者には理解されるであろう。代替的なガス浄化技術の例は、メンブレンシステムおよび吸着床を含む。
ブリードガス107をリサイクルガス106から除去して、洗浄装置108内では効果的に除去されない気相混入物の蓄積を防止し得る。洗浄装置108からの浄化された水素リッチなガス108aは、補充用水素109と混合されて、水素化処理装置102および水素異性化装置114向けの水素リッチな気流110を形成し得る。
分離器116からの液体炭化水素相123は、分留器124に誘導されて、水素異性化装置生成物が粗製ナフサ流127、LPK留分126、および重質水素異性化装置留分125に分留される。重質水素異性化装置留分125は、任意で水素異性化装置114まで再循環させ得る。分留器124は、LPK留分126がサイドドローとして回収される単一の蒸留カラムであってもよいし、または第1カラムにおける粗製ナフサの分離後、LPK留分126が第2カラムの塔頂留分として回収されるように構成された2つの異なる蒸留カラムであってもよい。水素異性化装置114を稼働させてイソ/ノルマル比が約2.0未満、例えば、イソ/ノルマル比が1.0～1.8のLPKを提供する態様では、炭素原子を14個以上有する検出可能(ガスクロマトグラフィーによる)な炭化水素がLPKに取り込まれないことが確実になるように、分別器124が構成されかつ動作するのがよい。分留器124に2つのカラムがある態様では、特にC14以上の重質炭化水素の分離を達成する条件でLPKが第2塔の塔頂留分として回収され得る。そのような条件は当業者には公知であり、下でさらに説明するように、カラム還流比および追加の理論トレイを増加させることを含む。
構成に関わらず、蒸留カラムは、蒸発熱をもたらして気体をカラム内で上昇させるための過熱蒸気供給用のリボイラーまたは導管と、気体を凝縮させてカラム内を下降する還流を生み出す冷却機能を提供する凝縮器とを含み得る。各蒸留カラムは、気体と液体の接触を促進させるための設備を含む。カラム内のトレイまたは充填物がこの目的のために用いられ、これらのものは様々なタイプが当業者にはよく知られている。必要なトレイの数または充填物の高さは、カラムの理論トレイ(または理論段)として表されることが多い。2つのカラムがある態様では、LPK126(またはLPKを含むSAF流)が塔頂留分として、水素異性化装置重質留分125が底部として分離される第2蒸留カラムは、約10～約40個の理論トレイを備えた真空塔であり得る。いずれの態様でも、真空塔を約50mmHg～約350mmHgの絶対圧力で動作させて蒸発のための温度要件を低下させ得る。いずれの態様でも、水素異性化装置重質留分125は、再生可能ディーゼル燃料として用い得る。いずれの態様でも、粗製ナフサ流127は、脱ブタン塔(図示せず)を通して処理されて、該流れをC3～C4LPGおよびC5～C8軽質ナフサに分割し得る。システムが本技術に従って機能する限り、任意の構成の蒸留カラムと分留スキームまたは配置とを用い得ることが当業者には理解されるであろう。分留器124を出て行くLPK126は、C8～C11炭化水素留分である。
上の説明から、本技術が目的を成就しかつ本明細書において記載の利点および発明に固有の利点を達成するのによく適合していることは明らかである。現時点で好ましい態様が本開示の目的のために説明されているが、当業者には容易に理解されかつ開示およびクレームされた技術の精神の範囲内で達成される多くの変更が行われ得ることが理解されるであろう。ここまで概略的に記載された本技術は、例示として提供されかつ本技術を限定することを意図していない以下の実施例を参照することによって、より容易に理解されるであろう。
実施例1．
使用済みの市販の調理油を含むFOG供給原料を、反応器システム全体にわたって540～680°Fの温度範囲にて約1700psiaの水素分圧下で動作する断熱固定床反応器内での水素化処理に供した。水素化処理装置には、硫化NiMo触媒を含む触媒系を充填した。高温分離器を通して水素化処理装置流出物(気相中に水素および水を含む二相流)を処理して、液体生成物流からガス/蒸気を分離した。後者は、高温分離器の圧力よりも低い圧力で窒素とともにストリッピングした。ストリッピング工程は、水素化処理の気相副生成物(すなわち、可溶化水、CO、CO2、H2S、およびNH3)を除去するために実施した。ストリッピングした液体をサンプリングして、硫黄および窒素が1ppm未満でありかつ酸価が0.02mg KOH/gの検出限界未満である、C14～C18 n-パラフィンを主に含む液体炭化水素であることが分かった。この液体炭化水素を続いて約900psiaのH2分圧下にて600～620°Fの範囲の触媒平均温度で動作する別の固定床反応器内での水素異性化(HI)に供した。HI反応器には、白金を含む二官能性触媒を充填した。HI反応器流出物は、3つのカットに分留した：(1)ディーゼル、(2)沸点範囲が広いナフサ、(3)LPGおよび非凝縮性成分。GCを介して沸点範囲が広いナフサを分析するとC5～C14+イソパラフィン系炭化水素組成物であることが見いだされた。GC分析の結果を表1に示す。
使用済みの市販の調理油を含むFOG供給原料を、反応器システム全体にわたって540～680°Fの温度範囲にて約1700psiaの水素分圧下で動作する断熱固定床反応器内での水素化処理に供した。水素化処理装置には、硫化NiMo触媒を含む触媒系を充填した。高温分離器を通して水素化処理装置流出物(気相中に水素および水を含む二相流)を処理して、液体生成物流からガス/蒸気を分離した。後者は、高温分離器の圧力よりも低い圧力で窒素とともにストリッピングした。ストリッピング工程は、水素化処理の気相副生成物(すなわち、可溶化水、CO、CO2、H2S、およびNH3)を除去するために実施した。ストリッピングした液体をサンプリングして、硫黄および窒素が1ppm未満でありかつ酸価が0.02mg KOH/gの検出限界未満である、C14～C18 n-パラフィンを主に含む液体炭化水素であることが分かった。この液体炭化水素を続いて約900psiaのH2分圧下にて600～620°Fの範囲の触媒平均温度で動作する別の固定床反応器内での水素異性化(HI)に供した。HI反応器には、白金を含む二官能性触媒を充填した。HI反応器流出物は、3つのカットに分留した：(1)ディーゼル、(2)沸点範囲が広いナフサ、(3)LPGおよび非凝縮性成分。GCを介して沸点範囲が広いナフサを分析するとC5～C14+イソパラフィン系炭化水素組成物であることが見いだされた。GC分析の結果を表1に示す。
（表１）沸点範囲が広いナフサの炭化水素組成
次いで沸点範囲が広いナフサから軽質炭化水素をストリッピングして、引火点が38～42℃の範囲にある軽質パラフィン系灯油(LPK)を得た。これは、軽質ナフサ炭化水素(C8以下の軽質成分)を塔頂留分として蒸留することおよびイソ/ノルマル比が約1のC8～C11炭化水素を主に(約98wt％以上)含む底部留分としてLPKを回収することによって行った。燃料特性の測定のために複数の試料を採取し、結果を表2にまとめた。
（表２）HEFA燃料仕様と比較したLPKの揮発性特性
表2に示すように、少なくとも90vol％のLPKは、優れた低温ジェットエンジン点火特性と関連する目標の150～180℃内で沸騰する。LPK留分は、揮発性仕様限界の軽いほうの末端にあるが、仕様には適合していた。事実、LPK留分は、実在ガムを除いて、すべてのASTM D7566 HEFA SAF仕様に適合することが分かった(下の実施例2で検討する)。
実施例2．実在ガム試験からの「ガム」残渣の調査
標準試験法であるIP540空気蒸発法に従って実施例1のLPKをストリッピングした後に、7本の試験管に残った残渣をGC-MS(質量分析計検出器を備えたGC)を介して分析して、「ガム」残渣の組成を同定した。技術的には、これらは、ポリマー材料(分子量 > C24)であると予想された。しかしながら、試験は、これらのガム残渣中に「重質物」つまり重合物を示さなかったが(図2)、代わりに図3のクロマトグラムから観察されるように、主にテトラデカン(C14)、ヘキサデカン(C16)、およびオクタデカン(C18)、および他のC14～C22炭化水素を含有していた。図3は、LPK実在ガム試験から回収された7つの「ガム」残渣すべてからのGCオーバーレイである。
標準試験法であるIP540空気蒸発法に従って実施例1のLPKをストリッピングした後に、7本の試験管に残った残渣をGC-MS(質量分析計検出器を備えたGC)を介して分析して、「ガム」残渣の組成を同定した。技術的には、これらは、ポリマー材料(分子量 > C24)であると予想された。しかしながら、試験は、これらのガム残渣中に「重質物」つまり重合物を示さなかったが(図2)、代わりに図3のクロマトグラムから観察されるように、主にテトラデカン(C14)、ヘキサデカン(C16)、およびオクタデカン(C18)、および他のC14～C22炭化水素を含有していた。図3は、LPK実在ガム試験から回収された7つの「ガム」残渣すべてからのGCオーバーレイである。
実施例3．セタン価
実施例1に記載の手順に従って生成したLPKの試料を、ASTM D613試験法に従ってセタン価試験に供した。LPKのセタン価は、リーンブローアウト(LBO)を軽減するための目標最小セタン価(55)を大幅に上回る、65.1であることが分かった。
実施例1に記載の手順に従って生成したLPKの試料を、ASTM D613試験法に従ってセタン価試験に供した。LPKのセタン価は、リーンブローアウト(LBO)を軽減するための目標最小セタン価(55)を大幅に上回る、65.1であることが分かった。
実施例4．実在ガム試験結果に対するLPKイソ/ノルマル比の影響
実施例1に記載の条件に従って調製したディーゼルおよびLPK留分を合わせて、沸点範囲がより広いHI生成物を得た。1回目のトライアル(トライアル1)では、水素化分解副反応を最小限に抑えるために、HI反応器を実施例1の600～620°Fの温度範囲の下限で運転した。ディーゼルおよびLPK留分を合わせて沸点範囲が広いHI生成物を得た。この1回目のHI生成物の曇点は、-11Cであることが分かった。
実施例1に記載の条件に従って調製したディーゼルおよびLPK留分を合わせて、沸点範囲がより広いHI生成物を得た。1回目のトライアル(トライアル1)では、水素化分解副反応を最小限に抑えるために、HI反応器を実施例1の600～620°Fの温度範囲の下限で運転した。ディーゼルおよびLPK留分を合わせて沸点範囲が広いHI生成物を得た。この1回目のHI生成物の曇点は、-11Cであることが分かった。
2回目のトライアル(トライアル2)では、水素化分解の副反応を増加させるために、HI反応器を600～620°Fの温度範囲の上限で運転した。対応するディーゼルおよびLPK留分を合わせた。この2回目のHI生成物の曇点は、-21Cであることがわかった。
両トライアル時のディーゼル留分について、微量のヘテロ原子がないか試験した。硫黄および窒素は検出されなかった(すなわち、<0.5ppm検出限界)。酸価も検出限界未満であった(<0.02mg KOH/g)。
トライアル1およびトライアル2からのHI生成物を蒸留して、LPKを含むSAF留出物を得た。BR Instrumentsからの12リットル実験室用スピニングバンド蒸留システム(モデル9600)を用いた。蒸留システムは、約50段の理論トレイを作成するように設計された穴あき螺旋状テフロンバンドで構成した。この器具は、約100mmHgの真空で動作させた。これらの実験には、還流比は5:1に設定した。各HI生成物から2つの留出物を得、GC模擬蒸留によって炭素数ごとにn-パラフィンおよびイソパラフィンの濃度を分析した(GC面積カウントを用いた)。各SAF留出物試料は凝固点も分析し、ASTM D381(蒸気蒸発)およびIP540(空気蒸発)法の両方による実在ガム分析に供した。結果を表3にまとめる。
（表３）HI生成物の蒸留および対応するSAF留出物の特性
表3に見られるように、SAF留出物1および2のLPK留分(C8～C11)は、イソ/ノルマル比が1.1であった。これらのSAF留出物は、2つの標準試験法によって測定した実在ガム値の間にばらつきを示し、2つの留出物のうちの一方は、IP540空気蒸発法を用いたガム試験に不合格であった。SAF留出物2の実在ガム値9mg/100mLは、規定の最大値7mg/100mLを上回っていることに留意されたい。
一方、SAF留出物3および4のLPK留分は、イソ/ノルマル比が3.6であった。これらは、両試験方法(ASTM D381蒸気蒸発およびIP540空気蒸発)に従って、最大7mg/100mLという実在ガム仕様との一貫した適合を示した。-40C未満の凝固点値を有するすべてのSAF生成物は、少なくとも30wt％のLPK含有量を有していた。
実施例5．LPK実在ガム試験結果に対する残留C14+パラフィンの影響
GCを介してLPKの試料を分析して、99.7％がC13以下の軽質炭化水素であり、イソ/ノルマル比が1.3であることが分かった。C14+(すなわち、C14以上の重質)炭化水素は、C14～C16パラフィンを0.2％およびC17～C18パラフィンを0.1％含んでいた。LPK試料の実在ガムをIP540空気法に従って測定して、13mg/100mLであることが分かった。
GCを介してLPKの試料を分析して、99.7％がC13以下の軽質炭化水素であり、イソ/ノルマル比が1.3であることが分かった。C14+(すなわち、C14以上の重質)炭化水素は、C14～C16パラフィンを0.2％およびC17～C18パラフィンを0.1％含んでいた。LPK試料の実在ガムをIP540空気法に従って測定して、13mg/100mLであることが分かった。
LPKを実施例4に記載のスピニングバンド蒸留装置を介した蒸留に供した。この一連の蒸留実験の動作圧は50mmHgであった。得られた留分、GC分析によるそれらの組成、および対応する実在ガム試験結果を表4にまとめる。
（表４）実施例5のLPKカットの実在ガム試験結果およびカットの組み合わせ
実施例6
626°F～635°F(約330℃～約335℃)の範囲のより高いHI反応器温度を利用してより多くの水素化分解をもたらしかつイソ/ノルマル比を約1から約2に上昇させたことを除いて、実施例1に記載の方法および条件に従ってLPKを生成した。分別条件が異なる3つの異なるLPK試料を収集した。結果を下の表5にまとめる。特に、「C14プラス」の存在は、ASTM D381蒸気法に係るLPK生成物の実在ガム試験結果に影響を及ぼす。
626°F～635°F(約330℃～約335℃)の範囲のより高いHI反応器温度を利用してより多くの水素化分解をもたらしかつイソ/ノルマル比を約1から約2に上昇させたことを除いて、実施例1に記載の方法および条件に従ってLPKを生成した。分別条件が異なる3つの異なるLPK試料を収集した。結果を下の表5にまとめる。特に、「C14プラス」の存在は、ASTM D381蒸気法に係るLPK生成物の実在ガム試験結果に影響を及ぼす。
(表５)
特定の態様を図示しかつ説明してきたが、以下の請求項で定義されるように、より広い局面における本技術から逸脱することなく、当技術分野における通常の技術に応じて変更および修正を行うことができると理解されるべきである。上に記載される各局面および態様は、他の局面および態様のいずれかまたはすべてに関して開示されたそのような変形または局面を含むかまたは組み込むこともできる。
本技術はまた、本技術の個々の局面および/または態様の単なる例示として意図される、本明細書において記載される特定の局面および/または態様に関連して限定されるべきではない。当業者には明らかなように、その精神および範囲から逸脱することなく多くの修正および変形を行うことができる。本明細書において列挙したものに加えて、開示の範囲内の機能的に等価な方法および組成物が前述の説明から当業者には明らかであろう。そのような修正および変形は添付の請求項の範囲内にあることが意図されている。本開示は添付の請求項の文言とともにそのような請求項が該当する均等物の範囲全体によってのみ限定されるべきである。本開示は、当然のことながら変更可能である特定の方法、試薬、化合物 組成物または生物系に限定されないと理解されたい。本明細書において用いられる用語は特定の態様を説明することのみを目的としており、限定することを意図していないことも理解されたい。
本明細書において例示的に記載された態様は、本明細書において具体的には開示されていない任意の要素または要素群、限定または限定群の非存在下で好適に実施され得る。よって、例えば、「含む(comprising)」、「含む(including)」、「含有する(containing)」などの用語は広くかつ非限定的に読まれるものとする。加えて、本明細書において採用される用語および表現は、限定ではなく説明の用語として用いられており、そのような用語および表現の使用においては、示されたおよび記載された特徴またはその一部分のあらゆる均等物を排除する意図はないが、請求項に係る技術の範囲内で様々な修正が可能であると認識される。さらに、「から本質的になる」という表現は、具体的に記載された要素、ならびに請求項に係る技術の基本的および新規な特徴に実質的に影響を与えない追加の要素を含むと理解されるであろう。「からなる」という表現は特定されていないあらゆる要素を除外する。
加えて、開示の特徴または局面がマーカッシュグループによって記載されている場合、当業者であれば、これによって開示はマーカッシュグループの任意の個別のメンバーまたはメンバーのサブグループの点でも記載されていることを認識するであろう。
当業者には理解されるように、あらゆる目的で、特に書面による説明を提供するという点で、本明細書において開示されるすべての範囲はあらゆる可能な部分範囲およびその部分範囲の組み合わせも包含する。任意の記載範囲は、同じ範囲が少なくとも半分、3分の1、4分の1、5分の1、10分の1などに分割されることが十分に記載されかつ実施可能であると容易に認識することができる。非限定例として、本明細書において検討される各範囲は下位3分の1、中間の3分の1、上位3分の1などに容易に分割することができる。また当業者には理解されるように、「まで」、「少なくとも」、「超」、「未満」などの語句はいずれも記載された数を含み、上に検討したように、続いて部分範囲に分解することができる範囲を指す。最後に、当業者には理解されるように、範囲には個々のメンバーを含む。
すべての刊行物、特許出願、発行済み特許、および本明細書において参照される他の文献は、個々の刊行物、特許出願、発行済み特許、および他の参考文献が参照により組み入れられることが具体的にかつ個別に示されたのと同程度にその全体が参照により本明細書に組み入れられる。参照により組み入れられる文書に含まれる定義は、本開示の定義と矛盾している場合には除外される。
本技術は以下の文字を付した段落に記載される特徴および特徴の組み合わせを非限定的に含み得、以下の段落は、本明細書に添付される請求項の範囲を限定するか、またはすべてのそのような特徴がそのような請求項に必ず含まれなければならないことを義務付けていると解釈されるべきではないことが理解される。
Ａ．
軽質パラフィン系灯油(LPK)を製造するための方法であって、以下：
C14～C24n-パラフィンを含む重質水素化処理装置留分を得るために、C14～C24脂肪酸、脂肪酸エステル、および/または脂肪酸グリセリドを含むバイオ再生可能原料を水素化処理する工程；
重質水素異性化装置留分と、C8～C11炭化水素を含むLPKとを含む水素異性化装置生成物が得られる条件下で、水素異性化触媒を用いて重質水素化処理装置留分を水素異性化および水素化分解する工程；および
水素異性化装置生成物からLPKを分離する工程
を含み、
LPKが、IP540空気蒸発法に従って測定される7mg/100mL以下の実在ガム値を有し、かつ、
イソパラフィンとn-パラフィンの重量比が約2:1以上であること、または
ガスクロマトグラフィーによる測定では炭素原子を14個以上有する炭化水素が検出されないこと、または
イソパラフィンとn-パラフィンの重量比が約2:1以上でありかつガスクロマトグラフィーによる測定では炭素原子を14個以上有する炭化水素が検出されないこと
を含む、
方法。
Ｂ．
約580°F～約750°Fの温度、任意で約626°F～約635°Fの温度で、重質水素化処理装置留分を水素異性化および水素化分解する工程を含む、パラグラフA記載の方法。
Ｃ．
LPKのイソパラフィンとn-パラフィンの比が、約2:1～約5:1である、パラグラフAまたはパラグラフB記載の方法。
Ｄ．
LPKのイソパラフィンとn-パラフィンの比が、約3:1～約4:1である、パラグラフA～Cのいずれか1つに記載の方法。
Ｅ．
水素異性化装置生成物から、重質水素異性化装置留分を含む再生可能ディーゼルを分離する工程をさらに含む、パラグラフA～Dのいずれか1つに記載の方法。
Ｆ．
バイオ再生可能原料が、使用済みの調理油、精製脂肪(rendered fat)、またはそれらの組み合わせを含む、パラグラフA～Eのいずれか1つに記載の方法。
Ｇ．
バイオ再生可能原料が、カリナタ油、グンバイナズナ油、顕花植物油、またはそれらの任意の2つ以上の組み合わせを含む、パラグラフA～Fのいずれか1つに記載の方法。
Ｈ．
LPKが、約38℃～約42℃の引火点を有する、パラグラフA～Gのいずれか1つに記載の方法。
Ｉ．
LPKが、約55～約80のセタン価を有する、パラグラフA～Hのいずれか1つに記載の方法。
Ｊ．
LPKが、炭素原子14個未満の炭化水素を約99.9wt％以上含む、パラグラフA～Iのいずれか1つに記載の方法。
Ｋ．
バイオ再生可能な持続可能な航空燃料(SAF)を製造するための方法であって、以下：
C14～C24n-パラフィンを含む重質水素化処理装置留分を得るために、C14～C24脂肪酸、脂肪酸エステル、および/または脂肪酸グリセリドを含むバイオ再生可能原料を水素化処理する工程；
重質水素異性化装置留分と、C8～C11炭化水素を含む軽質パラフィン系灯油(LPK)とを含む水素異性化装置生成物が得られる条件下で、水素異性化触媒を用いて重質水素化処理装置留分を水素異性化および水素化分解する工程；
水素異性化装置生成物から持続可能な航空燃料(SAF)を分離する工程
を含み、
SAFが、LPKの少なくとも一部を含み、
LPKが、IP540空気蒸発法に従って測定される7mg/100mL以下の実在ガム値を有し、かつ、
イソパラフィンとn-パラフィンの重量比が約2:1以上であること、または
ガスクロマトグラフィーによる測定では炭素原子を14個以上有する炭化水素が検出されないこと、または
イソパラフィンとn-パラフィンの重量比が約2:1以上でありかつガスクロマトグラフィーによる測定では炭素原子を14個以上有する炭化水素が検出されないこと
を含み、かつ、
SAFが、IP540空気蒸発法に従って測定される7mg/100mL以下の実在ガム値を有する、
方法。
Ｌ．
分離する工程が、LPKを約30wt％以上含むSAFをもたらすように実施される、パラグラフK記載の方法。
Ｍ．
SAFが、LPKを約30wt％～約90wt％含む、パラグラフKまたはパラグラフL記載の方法。
Ｎ．
SAFが、C12～C16イソパラフィンをさらに含む、パラグラフK～Mのいずれか1つに記載の方法。
Ｏ．
約580°F～約750°Fの温度で重質水素化処理装置留分を水素異性化および水素化分解する工程を含む、パラグラフK～Nのいずれか1つに記載の方法。
Ｐ．
LPKのイソパラフィンとn-パラフィンの比が、約2:1～約5:1である、パラグラフK～Oのいずれか1つに記載の方法。
Ｑ．
LPKのイソパラフィンとn-パラフィンの比が、約3:1～約4:1である、パラグラフK～Pのいずれか1つに記載の方法。
Ｒ．
水素異性化装置生成物から、重質水素異性化装置留分を含む再生可能ディーゼルを分離する工程をさらに含む、パラグラフK～Qのいずれか1つに記載の方法。
Ｓ．
バイオ再生可能原料が、使用済みの調理油、精製脂肪、またはそれらの組み合わせを含む、パラグラフK～Rのいずれか1つに記載の方法。
Ｔ．
バイオ再生可能原料が、カリナタ油、グンバイナズナ油、顕花植物油、またはそれらの任意の2つ以上の組み合わせを含む、パラグラフK～Sのいずれか1つに記載の方法。
Ｕ．
LPKが、約38℃～約42℃の引火点を有する、パラグラフK～Tのいずれか1つに記載の方法。
Ｖ．
LPKが、約55～約80のセタン価を有する、パラグラフK～Uのいずれか1つに記載の方法。
Ｗ．
LPKが、炭素原子14個未満の炭化水素を約99.9wt％以上含む、パラグラフK～Vのいずれか1つに記載の方法。
Ｘ．
C12～C16イソパラフィンと、パラグラフA～Jのいずれか1つに記載の方法によって製造されるLPKとを混合する工程を含む、持続可能な航空燃料(SAF)を製造する方法。
Ｙ．
パラグラフX記載の方法に従って製造される、持続可能な航空燃料(SAF)。
Ｚ．
C12～C16イソパラフィン；および
パラグラフA～Jのいずれか1つに記載の方法に従って製造される軽質パラフィン系灯油(LPK)
を含む、持続可能な航空燃料(SAF)。
ＡＡ．
パラグラフK～Wのいずれか1つに記載の方法に従って製造される、バイオ再生可能な持続可能な航空燃料(SAF)。
Ａ．
軽質パラフィン系灯油(LPK)を製造するための方法であって、以下：
C14～C24n-パラフィンを含む重質水素化処理装置留分を得るために、C14～C24脂肪酸、脂肪酸エステル、および/または脂肪酸グリセリドを含むバイオ再生可能原料を水素化処理する工程；
重質水素異性化装置留分と、C8～C11炭化水素を含むLPKとを含む水素異性化装置生成物が得られる条件下で、水素異性化触媒を用いて重質水素化処理装置留分を水素異性化および水素化分解する工程；および
水素異性化装置生成物からLPKを分離する工程
を含み、
LPKが、IP540空気蒸発法に従って測定される7mg/100mL以下の実在ガム値を有し、かつ、
イソパラフィンとn-パラフィンの重量比が約2:1以上であること、または
ガスクロマトグラフィーによる測定では炭素原子を14個以上有する炭化水素が検出されないこと、または
イソパラフィンとn-パラフィンの重量比が約2:1以上でありかつガスクロマトグラフィーによる測定では炭素原子を14個以上有する炭化水素が検出されないこと
を含む、
方法。
Ｂ．
約580°F～約750°Fの温度、任意で約626°F～約635°Fの温度で、重質水素化処理装置留分を水素異性化および水素化分解する工程を含む、パラグラフA記載の方法。
Ｃ．
LPKのイソパラフィンとn-パラフィンの比が、約2:1～約5:1である、パラグラフAまたはパラグラフB記載の方法。
Ｄ．
LPKのイソパラフィンとn-パラフィンの比が、約3:1～約4:1である、パラグラフA～Cのいずれか1つに記載の方法。
Ｅ．
水素異性化装置生成物から、重質水素異性化装置留分を含む再生可能ディーゼルを分離する工程をさらに含む、パラグラフA～Dのいずれか1つに記載の方法。
Ｆ．
バイオ再生可能原料が、使用済みの調理油、精製脂肪(rendered fat)、またはそれらの組み合わせを含む、パラグラフA～Eのいずれか1つに記載の方法。
Ｇ．
バイオ再生可能原料が、カリナタ油、グンバイナズナ油、顕花植物油、またはそれらの任意の2つ以上の組み合わせを含む、パラグラフA～Fのいずれか1つに記載の方法。
Ｈ．
LPKが、約38℃～約42℃の引火点を有する、パラグラフA～Gのいずれか1つに記載の方法。
Ｉ．
LPKが、約55～約80のセタン価を有する、パラグラフA～Hのいずれか1つに記載の方法。
Ｊ．
LPKが、炭素原子14個未満の炭化水素を約99.9wt％以上含む、パラグラフA～Iのいずれか1つに記載の方法。
Ｋ．
バイオ再生可能な持続可能な航空燃料(SAF)を製造するための方法であって、以下：
C14～C24n-パラフィンを含む重質水素化処理装置留分を得るために、C14～C24脂肪酸、脂肪酸エステル、および/または脂肪酸グリセリドを含むバイオ再生可能原料を水素化処理する工程；
重質水素異性化装置留分と、C8～C11炭化水素を含む軽質パラフィン系灯油(LPK)とを含む水素異性化装置生成物が得られる条件下で、水素異性化触媒を用いて重質水素化処理装置留分を水素異性化および水素化分解する工程；
水素異性化装置生成物から持続可能な航空燃料(SAF)を分離する工程
を含み、
SAFが、LPKの少なくとも一部を含み、
LPKが、IP540空気蒸発法に従って測定される7mg/100mL以下の実在ガム値を有し、かつ、
イソパラフィンとn-パラフィンの重量比が約2:1以上であること、または
ガスクロマトグラフィーによる測定では炭素原子を14個以上有する炭化水素が検出されないこと、または
イソパラフィンとn-パラフィンの重量比が約2:1以上でありかつガスクロマトグラフィーによる測定では炭素原子を14個以上有する炭化水素が検出されないこと
を含み、かつ、
SAFが、IP540空気蒸発法に従って測定される7mg/100mL以下の実在ガム値を有する、
方法。
Ｌ．
分離する工程が、LPKを約30wt％以上含むSAFをもたらすように実施される、パラグラフK記載の方法。
Ｍ．
SAFが、LPKを約30wt％～約90wt％含む、パラグラフKまたはパラグラフL記載の方法。
Ｎ．
SAFが、C12～C16イソパラフィンをさらに含む、パラグラフK～Mのいずれか1つに記載の方法。
Ｏ．
約580°F～約750°Fの温度で重質水素化処理装置留分を水素異性化および水素化分解する工程を含む、パラグラフK～Nのいずれか1つに記載の方法。
Ｐ．
LPKのイソパラフィンとn-パラフィンの比が、約2:1～約5:1である、パラグラフK～Oのいずれか1つに記載の方法。
Ｑ．
LPKのイソパラフィンとn-パラフィンの比が、約3:1～約4:1である、パラグラフK～Pのいずれか1つに記載の方法。
Ｒ．
水素異性化装置生成物から、重質水素異性化装置留分を含む再生可能ディーゼルを分離する工程をさらに含む、パラグラフK～Qのいずれか1つに記載の方法。
Ｓ．
バイオ再生可能原料が、使用済みの調理油、精製脂肪、またはそれらの組み合わせを含む、パラグラフK～Rのいずれか1つに記載の方法。
Ｔ．
バイオ再生可能原料が、カリナタ油、グンバイナズナ油、顕花植物油、またはそれらの任意の2つ以上の組み合わせを含む、パラグラフK～Sのいずれか1つに記載の方法。
Ｕ．
LPKが、約38℃～約42℃の引火点を有する、パラグラフK～Tのいずれか1つに記載の方法。
Ｖ．
LPKが、約55～約80のセタン価を有する、パラグラフK～Uのいずれか1つに記載の方法。
Ｗ．
LPKが、炭素原子14個未満の炭化水素を約99.9wt％以上含む、パラグラフK～Vのいずれか1つに記載の方法。
Ｘ．
C12～C16イソパラフィンと、パラグラフA～Jのいずれか1つに記載の方法によって製造されるLPKとを混合する工程を含む、持続可能な航空燃料(SAF)を製造する方法。
Ｙ．
パラグラフX記載の方法に従って製造される、持続可能な航空燃料(SAF)。
Ｚ．
C12～C16イソパラフィン；および
パラグラフA～Jのいずれか1つに記載の方法に従って製造される軽質パラフィン系灯油(LPK)
を含む、持続可能な航空燃料(SAF)。
ＡＡ．
パラグラフK～Wのいずれか1つに記載の方法に従って製造される、バイオ再生可能な持続可能な航空燃料(SAF)。
他の態様が以下の特許請求の範囲に記載される。
Claims (27)
- 軽質パラフィン系灯油(LPK)を製造するための方法であって、以下：
C14～C24n-パラフィンを含む重質水素化処理装置留分を得るために、C14～C24脂肪酸、脂肪酸エステル、および/または脂肪酸グリセリドを含むバイオ再生可能原料を水素化処理する工程；
重質水素異性化装置留分と、C8～C11炭化水素を含むLPKとを含む水素異性化装置生成物が得られる条件下で、水素異性化触媒を用いて重質水素化処理装置留分を水素異性化および水素化分解する工程；および
水素異性化装置生成物からLPKを分離する工程
を含み、
LPKが、IP540空気蒸発法に従って測定される7mg/100mL以下の実在ガム値を有し、かつ、
イソパラフィンとn-パラフィンの重量比が約2:1以上であること、または
ガスクロマトグラフィーによる測定では炭素原子を14個以上有する炭化水素が検出されないこと、または
イソパラフィンとn-パラフィンの重量比が約2:1以上でありかつガスクロマトグラフィーによる測定では炭素原子を14個以上有する炭化水素が検出されないこと
を含む、
方法。 - 約580°F～約750°Fの温度で、重質水素化処理装置留分を水素異性化および水素化分解する工程を含む、請求項1記載の方法。
- LPKのイソパラフィンとn-パラフィンの比が、約2:1～約5:1である、請求項1または請求項2記載の方法。
- LPKのイソパラフィンとn-パラフィンの比が、約3:1～約4:1である、請求項1～3のいずれか一項記載の方法。
- 水素異性化装置生成物から、重質水素異性化装置留分を含む再生可能ディーゼルを分離する工程をさらに含む、請求項1～4のいずれか一項記載の方法。
- バイオ再生可能原料が、使用済みの調理油、精製脂肪(rendered fat)、またはそれらの組み合わせを含む、請求項1～5のいずれか一項記載の方法。
- バイオ再生可能原料が、カリナタ油、グンバイナズナ油、顕花植物油、またはそれらの任意の2つ以上の組み合わせを含む、請求項1～6のいずれか一項記載の方法。
- LPKが、約38℃～約42℃の引火点を有する、請求項1～7のいずれか一項記載の方法。
- LPKが、約55～約80のセタン価を有する、請求項1～8のいずれか一項記載の方法。
- LPKが、炭素原子14個未満の炭化水素を約99.9wt％含む、請求項1～9のいずれか一項記載の方法。
- バイオ再生可能な持続可能な航空燃料(SAF)を製造するための方法であって、以下：
C14～C24n-パラフィンを含む重質水素化処理装置留分を得るために、C14～C24脂肪酸、脂肪酸エステル、および/または脂肪酸グリセリドを含むバイオ再生可能原料を水素化処理する工程；
重質水素異性化装置留分と、C8～C11炭化水素を含む軽質パラフィン系灯油(LPK)とを含む水素異性化装置生成物が得られる条件下で、水素異性化触媒を用いて重質水素化処理装置留分を水素異性化および水素化分解する工程；
水素異性化装置生成物から持続可能な航空燃料(SAF)を分離する工程
を含み、
SAFが、LPKの少なくとも一部を含み、
LPKが、IP540空気蒸発法に従って測定される7mg/100mL以下の実在ガム値を有し、かつ、
イソパラフィンとn-パラフィンの重量比が約2:1以上であること、または
ガスクロマトグラフィーによる測定では炭素原子を14個以上有する炭化水素が検出されないこと、または
イソパラフィンとn-パラフィンの重量比が約2:1以上でありかつガスクロマトグラフィーによる測定では炭素原子を14個以上有する炭化水素が検出されないこと
を含み、かつ、
SAFが、IP540空気蒸発法に従って測定される7mg/100mL以下の実在ガム値を有する、
方法。 - 分離する工程が、LPKを約30wt％以上含むSAFをもたらすように実施される、請求項11記載の方法。
- SAFが、LPKを約30wt％～約90wt％含む、請求項11または請求項12記載の方法。
- SAFが、C12～C16イソパラフィンをさらに含む、請求項11～13のいずれか一項記載の方法。
- 約580°F～約750°Fの温度で、重質水素化処理装置留分を水素異性化および水素化分解する工程を含む、請求項11～14のいずれか一項記載の方法。
- LPKのイソパラフィンとn-パラフィンの比が、約2:1～約5:1である、請求項11～15のいずれか一項記載の方法。
- LPKのイソパラフィンとn-パラフィンの比が、約3:1～約4:1である、請求項11～16のいずれか一項記載の方法。
- 水素異性化装置生成物から、重質水素異性化装置留分を含む再生可能ディーゼルを分離する工程をさらに含む、請求項11～17のいずれか一項記載の方法。
- バイオ再生可能原料が、使用済みの調理油、精製脂肪、またはそれらの組み合わせを含む、請求項11～18のいずれか一項記載の方法。
- バイオ再生可能原料が、カリナタ油、グンバイナズナ油、顕花植物油、またはそれらの任意の2つ以上の組み合わせを含む、請求項11～19のいずれか一項記載の方法。
- LPKが、約38℃～約42℃の引火点を有する、請求項11～20のいずれか一項記載の方法。
- LPKが、約55～約80のセタン価を有する、請求項11～21のいずれか一項記載の方法。
- LPKが、炭素原子14個未満の炭化水素を約99.9wt％以上含む、請求項11～22のいずれか一項記載の方法。
- C12～C16イソパラフィンと、請求項1～10のいずれか一項記載の方法によって製造されるLPKとを混合する工程を含む、持続可能な航空燃料(SAF)を製造する方法。
- 請求項24記載の方法に従って製造される、持続可能な航空燃料(SAF)。
- C12～C16イソパラフィン；および
請求項1～10のいずれか一項記載の方法に従って製造される軽質パラフィン系灯油(LPK)
を含む、持続可能な航空燃料(SAF)。 - 請求項11～23のいずれか一項記載の方法に従って製造される、バイオ再生可能な持続可能な航空燃料(SAF)。
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