JP5690734B2 - Co-processing diesel with vegetable oil to produce a low cloud point hybrid diesel biofuel - Google Patents

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Description

本発明は、大抵は、ディーゼル燃料に、特に石油ディーゼルと植物又は穀物油とのブレンド物を共処理することによる低硫黄ハイブリッドディーゼルバイオ燃料を効率的に作製する方法及びシステムに、関する。   The present invention relates generally to methods and systems for efficiently producing low sulfur hybrid diesel biofuels by co-processing diesel fuels, particularly blends of petroleum diesel and vegetable or cereal oil.

バイオ燃料は、(1)それらは再生可能な資源であること、(2)それらの製造は地理的事情に依存することが少ないこと、(3)それらは既存輸送手段における石油系燃料の直接代替の可能性を提供すること、及び(4)バイオ燃料前駆体−特にセルロース系原料によるCO取り込みのために正味の温室効果ガス放出を実質的に減少させ得ること、を含む多くの理由のために、関心が増大している。「燃料という黄金(Fuels Gold)」New Scientist、23 September、pp.36−41、2006を参照されたい。 Biofuels are (1) they are renewable resources, (2) their production is less dependent on geographical circumstances, (3) they are a direct replacement for petroleum-based fuels in existing means of transportation providing the possibility of, and (4) biofuel precursors - particularly for a number of reasons, including the fact, that can substantially reduce the greenhouse gas emissions of the net for the CO 2 uptake by cellulosic material In addition, interest is increasing. “Fuels Gold,” New Scientist, 23 September, pp. 19 36-41, 2006.

容易に得られるバイオ燃料は、主としてトリグリセリド及び幾分かの遊離脂肪酸を含む植物油である。しかしながら、植物油の性質は、植物油の粘度が一般的に高すぎるので汚染物質を出さないほど十分には燃焼せず、それにより有害な炭素堆積物をエンジンに残すので、それを輸送手段のエンジンにおける石油ディーゼルに対する直接代替物としての使用には一般に不適当にする。それに加えて、植物油は、低温側でゲル化する傾向があり、そのため、寒い気候におけるそれらの使用が妨げられる。これらの問題は、植物油が石油燃料とブレンドされると緩和されるが、それでもなおディーゼルエンジンにおける長期使用に対する障害として残る。Pearce、2006;Huberら、「(バイオマスからの輸送燃料の合成:化学、触媒、及び工学)Synthesis of Transportation Fuels from Biomass:Chemistry、Catalysts、and Engineering」Chem.Rev.、vol.106、pp.4044−4098、2006を参照されたい。   Easily obtained biofuels are vegetable oils mainly containing triglycerides and some free fatty acids. However, the nature of vegetable oils is that the viscosity of vegetable oils is generally too high so that they do not burn enough to produce pollutants, thereby leaving harmful carbon deposits in the engine, which is then It is generally unsuitable for use as a direct alternative to petroleum diesel. In addition, vegetable oils tend to gel on the cold side, thus preventing their use in cold climates. These problems are alleviated when vegetable oils are blended with petroleum fuels, but still remain an obstacle to long-term use in diesel engines. Pearce, 2006; Huber et al., “(Transport Fuel Synthesis from Biomass: Chemistry, Catalysts and Engineering) Synthesis of Transportation Fuels Biomass: Chemistry, Catalysts, and Engineering” Chem. Rev. , Vol. 106, pp. See 4044-4098, 2006.

エステル交換は、植物油を汎用ディーゼルエンジンにおいて燃焼され得るディーゼル適合性燃料(即ち、汎用バイオディーゼル)に変換するために目下使用される方法である。しかしながら、汎用バイオディーゼル燃料と同様な低温流動問題が依然として残る。この問題は、汎用バイオディーゼルは、より低温で、例えば凝固温度(約0℃)付近で粘性になって容易に流動しないことが多いという事実に少なくとも部分的に起因する。それ故、この方法で生成されるバイオディーゼルの限界は、一般に、それがより高い曇り点(及び流動点)を有することであり、それにより、幾つかの、特定の寒い気候で、使用不可能となる。   Transesterification is a method currently used to convert vegetable oils to diesel compatible fuels (ie, general purpose biodiesel) that can be combusted in general purpose diesel engines. However, low temperature flow problems similar to general purpose biodiesel fuels remain. This problem is due, at least in part, to the fact that general purpose biodiesel often becomes viscous and does not flow easily at lower temperatures, for example near the solidification temperature (about 0 ° C.). Therefore, the limit of biodiesel produced by this method is generally that it has a higher cloud point (and pour point), which makes it unusable in some specific cold climates It becomes.

上記のエステル交換の代案が、本明細書に記すように、植物油(例えばキャノーラ油)を汎用ディーゼルと混合して混合物を形成し、その後に、混合物を水素化処理してハイブリッドディーゼルバイオ燃料を得ることである。一般に、植物油は汎用ディーゼルよりも少ない量で混合物中に存在する。実施形態に依存し、植物油は典型的には混合物の約10重量パーセントを構成する。   An alternative to the above transesterification, as described herein, is to mix a vegetable oil (eg, canola oil) with a universal diesel to form a mixture, and then hydrotreat the mixture to obtain a hybrid diesel biofuel. That is. In general, vegetable oils are present in the mixture in lower amounts than general purpose diesel. Depending on the embodiment, the vegetable oil typically comprises about 10 weight percent of the mixture.

水素処理器に向かうディーゼルに植物油が加えられる時、曇り点は典型的には増加し、ディーゼルを「規格外」に追いやる。これがディーゼルのカットポイントを再調整を要し、それにより、収量が減少する。先行技術は曇り点を下げる異性化脱蝋触媒を教示し、その触媒は、脱蝋反応器より前に水素化処理器流出物からHS及びNHを除去することを要し、さもなくば脱蝋触媒の寿命が短くなる高温で操作しなければならない。従って、比較的低曇り点を維持しながらも、水素化処理済みディーゼル燃料の生成でバイオマスを経済的に利用出来る方法が、まだかなりとても必要とされており、非常に有益であろう。 When vegetable oil is added to diesel going to the hydrotreater, the cloud point typically increases, driving the diesel “out of specification”. This requires readjustment of the diesel cut point, thereby reducing yield. The prior art teaches an isomerization dewaxing catalyst that lowers the cloud point, which requires removal of H 2 S and NH 3 from the hydrotreater effluent prior to the dewaxing reactor, otherwise For example, the dewaxing catalyst must be operated at a high temperature which shortens the service life. Therefore, there is still a great need for a method that can economically utilize biomass in the production of hydrotreated diesel fuel while maintaining a relatively low cloud point, which would be very beneficial.

幾つかの実施形態において、本発明は、植物油及び石油ディーゼルを共処理してバイオマス由来成分を含有するハイブリッドディーゼル生成物を得る方法(すなわちプロセス)及びシステムに指向する。典型的には、そのような方法及びシステムは、汎用のエステル系バイオディーゼルの貧弱な低温特性なしで、(部分的)バイオマス由来成分から恩恵を受けるハイブリッドディーゼル生成物を提供するために作動する。   In some embodiments, the present invention is directed to methods (ie, processes) and systems that co-process vegetable oil and petroleum diesel to obtain a hybrid diesel product containing biomass-derived components. Typically, such methods and systems operate to provide a hybrid diesel product that benefits from (partially) biomass-derived components without the poor low temperature properties of commodity ester biodiesels.

少なくとも上記限界の幾つかに、及び/又はバイオ燃料の認識済み必要性に、及び/又はその処理に、言及するために、幾つかの実施形態において、本発明は、以下の方法−植物油と石油ディーゼルの混合物を最初に水素化処理して硫黄減少ハイブリッド中間体を得て、その後にハイブリッド中間体を異性化ユニットで処理して部分的にバイオマス由来である低曇り点ハイブリッド(バイオ)ディーゼル生成物を得るための方法−に指向する。理想的には、低曇り点ハイブリッドディーゼル生成物は標準的なディーゼルの範囲内(又は少なくともそれに近い)曇り点を有する。典型的には、そのような実施形態は、大抵は異性化前にハイブリッド中間体流からHS及びNHを除去しないような、硫黄及び/又は窒素耐性異性化触媒を利用する。その、中間段階でのHS及びNHの除去により、そのような硫黄及び/又は窒素耐性異性化触媒は、そのような方法/システムの好ましい経済性を可能にする。そのような異性化触媒はMillerの米国特許出願番号第12/181652号に記載されており、本明細書で参照により援用される。 To refer to at least some of the above limitations and / or recognized needs for biofuels and / or their processing, in some embodiments, the present invention provides the following method—vegetable oil and petroleum. A low cloud point hybrid (bio) diesel product that is partly biomass derived by first hydrotreating a mixture of diesel to obtain a sulfur-reduced hybrid intermediate and then treating the hybrid intermediate with an isomerization unit Oriented to a method for obtaining Ideally, the low cloud point hybrid diesel product has a cloud point within (or at least close to) that of standard diesel. Typically, such embodiments utilize sulfur and / or nitrogen tolerant isomerization catalysts that do not typically remove H 2 S and NH 3 from the hybrid intermediate stream prior to isomerization. Due to its intermediate removal of H 2 S and NH 3 , such sulfur and / or nitrogen tolerant isomerization catalysts allow favorable economics of such methods / systems. Such isomerization catalysts are described in Miller US patent application Ser. No. 12 / 181,652, incorporated herein by reference.

幾つかの実施形態において、本発明は、ハイブリッドディーゼル(バイオ)燃料生成物を生成するための1種又は複数の方法に指向し、そのような方法は、a)植物油をディーゼルと組み合わせて第一混合物を形成するステップであって、植物油が第一混合物の10重量パーセント以下を構成する、ステップ、b)第一混合物を水素化処理して第二混合物を得るステップであって、第一混合物のトリグリセリド成分が脱酸素化され、かつ、第一混合物に存在する硫黄の少なくとも95原子パーセントが第二混合物のHSに変換される、ステップ、c)異性化触媒の存在下で第二混合物を異性化して第三混合物を得るステップであって、第三混合物が第二混合物より低い曇り点を有するハイブリッドディーゼル燃料を含有し、第二混合物のHSが異性化の前に除去されていない、ステップ、並びに、d)第三混合物のハイブリッドディーゼル燃料を単離してハイブリッドディーゼル燃料生成物を得る、ステップ、を備える。 In some embodiments, the present invention is directed to one or more methods for producing a hybrid diesel (bio) fuel product, such methods, a) a combination with diesel vegetable oil Forming a mixture, wherein the vegetable oil comprises 10 weight percent or less of the first mixture, b) hydrotreating the first mixture to obtain a second mixture, the first mixture The triglyceride component of is deoxygenated and at least 95 atomic percent of the sulfur present in the first mixture is converted to H 2 S of the second mixture, step c) the second mixture in the presence of an isomerization catalyst To obtain a third mixture, the third mixture containing a hybrid diesel fuel having a lower cloud point than the second mixture, 2 S is not removed prior to isomerization, comprising the step, and, d) obtaining a hybrid diesel fuel product away hybrid diesel fuel of the third mixture single, step.

そのような上記のハイブリッドディーゼル燃料の生成を容易にするために及び/又は上記の方法のいずれか又は全てを実行するために、幾つかの又は他の実施形態において、本発明はハイブリッドディーゼル燃料生成物を生み出すための1種又は複数のシステムに指向し、大抵はそのようなシステムは、a)植物油をディーゼルと組み合わせて第一混合物を形成するための混合ユニットであって、植物油が第一混合物の10重量パーセント以下を構成する、ユニット、b)第一混合物を水素化処理して第二混合物を得るための水素化処理ユニットであって、第一混合物のトリグリセリド成分が脱酸素化されるように操作可能なユニットであり、かつ、第一混合物に存在する硫黄の少なくとも95原子パーセントが第二混合物のHSに変換される、ユニット、並びに、c)異性化触媒の存在下で第二混合物を異性化して第三混合物を得るための異性化ユニットであって、第三混合物が第二混合物より低い曇り点を有するハイブリッドディーゼル燃料を含有し、第二混合物のHSが異性化の前に除去されていない、ユニット、を備える。 In order to facilitate the production of such hybrid diesel fuel and / or to perform any or all of the methods described above, in some or other embodiments, the present invention provides hybrid diesel fuel production. directed to one or more systems for producing objects, mostly such a system, a) a mixing unit for forming a first mixture in combination with the vegetable oil diesel, vegetable oil first A unit comprising 10 weight percent or less of the mixture, b) a hydroprocessing unit for hydrotreating the first mixture to obtain a second mixture, wherein the triglyceride component of the first mixture is deoxygenated as an operable unit, and at least 95 atomic percent of the sulfur present in the first mixture is converted to H 2 S in the second mixture And c) an isomerization unit for isomerizing the second mixture in the presence of an isomerization catalyst to obtain a third mixture, wherein the third mixture has a lower cloud point than the second mixture A unit containing diesel fuel, in which the H 2 S of the second mixture has not been removed prior to isomerization.

上で述べたことは、以下の本発明の詳細な説明がよりよく理解されるための、本発明の特徴のやや広い概説である。本発明の特許請求の範囲の主題を形成する、本発明のさらなる特徴及び利点を、以下で説明することにする。   What has been described above is a rather broad overview of the features of the present invention in order that the detailed description of the invention that follows may be better understood. Additional features and advantages of the invention will be described hereinafter that form the subject of the claims of the invention.

本発明及びその利点のより完全な理解のために、ここで添付図面と合わせて以下の説明を行う。   For a more complete understanding of the present invention and its advantages, the following description is now made in conjunction with the accompanying drawings.

本発明の幾つかの実施形態に従って、フローダイアグラム形式で、ハイブリッドディーゼルバイオ燃料組成物を生成するための方法を例示する図である。FIG. 2 illustrates a method for producing a hybrid diesel biofuel composition in flow diagram format, in accordance with some embodiments of the present invention.

本発明の幾つかの実施形態に従って、図1に例示されたような方法を実行するためのシステムを、概略的に、叙述する図である。FIG. 2 schematically illustrates a system for performing the method as illustrated in FIG. 1 according to some embodiments of the invention.

1.序
本発明の実施形態は、植物油及び石油ディーゼルを共処理してハイブリッドディーゼル(バイオ)燃料組成物を得るための方法(プロセス)及びシステムに指向する。幾つかのそのような実施形態において、本発明は植物油及び石油ディーゼルの混合物を以下の二段階で共処理する方法(及びそのような方法を実行するためのシステム)に指向し、その二段階とは、混合物を最初に水素化処理して硫黄減少ハイブリッド中間体を得て、その後にハイブリッド中間体を異性化ユニットで処理して部分的にバイオマス由来である低曇り点ハイブリッドディーゼル生成物を得る、というものである。低曇り点ハイブリッドディーゼル生成物は大抵は標準的なディーゼルの範囲内(又は少なくともそれに近い)曇り点を有する。
1. Introduction Embodiments of the present invention are directed to methods (processes) and systems for co-processing vegetable oil and petroleum diesel to obtain a hybrid diesel (bio) fuel composition. In some such embodiments, the present invention is directed to a method (and system for carrying out such a method) of co-processing a mixture of vegetable oil and petroleum diesel in the following two stages, the two stages and Hydrotreating the mixture first to obtain a sulfur-reduced hybrid intermediate, followed by treating the hybrid intermediate with an isomerization unit to obtain a low cloud point hybrid diesel product that is partly biomass derived, That's it. Low cloud point hybrid diesel products usually have a cloud point within (or at least close to) that of standard diesel.

少なくとも幾つかの本発明のそのような上記の実施形態の独特の一面は、水素化処理と異性化とのステップ間/段階間で、HS及びNHの中間段階除去がないことである。幾つかのそのような実施形態において、この、HS/NHの中間段階除去の撤廃が可能となったのは窒素耐性/抵抗触媒によるものであり、その触媒は、Millerの米国特許出願第12/181652号に記載されているようなものであり、本明細書で参照により援用される。そのようなHS/NH中間段階除去の撤廃により、そのような大スケールの共処理の効率性はきわめて増加し、それにより全体生成コストを減少させる。 A unique aspect of at least some of the above embodiments of the present invention is that there is no intermediate stage removal of H 2 S and NH 3 between the hydroprocessing and isomerization steps. . In some such embodiments, this elimination of the intermediate stage removal of H 2 S / NH 3 was made possible by a nitrogen tolerant / resistive catalyst, which is a Miller US patent application. No. 12 / 181,652, incorporated herein by reference. With the elimination of such H 2 S / NH 3 intermediate stage removal, the efficiency of such large scale co-processing is greatly increased, thereby reducing overall production costs.

2.定義
ある用語及び語句は、この記載を通してそれらが最初に使用されたように定義されるが、一方この記載中で使用されるある他の用語は下で定義される。
2. Definitions Certain terms and phrases are defined as they were originally used throughout this description, while certain other terms used in this description are defined below.

本明細書において使用される接頭辞「バイオ」は、生物学的起源の再生可能な資源との結びつきを指し、そのような資源は化石燃料を一般に除外する。   As used herein, the prefix “bio” refers to association with renewable resources of biological origin, such resources generally excluding fossil fuels.

本明細書において定義される「生物由来の油」は、穀物、植物、微小藻類(microalgae)などの、但し限定されない生物学的供給源から少なくとも部分的には得られる任意のトリグリセリドを含有する油を指す。そのような油は遊離脂肪酸をさらに含んでもよい。生物学的供給源は、これ以後「バイオマス」と称する。トリグリセリドの供給源として微小藻類を使用することの利点に関するさらに多くのことについては、R.Baum、「微小藻類はバイオディーゼル燃料の可能性ある供給源である(Microalgae are Possible Source of Biodiesel Fuel)」Chem.& Eng.News、vol.72(14)、pp.28−29、1994を参照されたい。本明細書で、用語「植物油」、「穀物油」及び「生物由来の油」は、一般に互換可能に使用されるであろう。   As defined herein, a “biological oil” is an oil containing any triglyceride obtained at least in part from a biological source such as but not limited to cereals, plants, microalgae, and the like. Point to. Such oil may further comprise free fatty acids. The biological source is hereinafter referred to as “biomass”. For more on the advantages of using microalgae as a source of triglycerides, see R.C. Baum, “Microalgae are Possible Sources of Biodiesel Fuel,” Chem. & Eng. News, vol. 72 (14), pp. 28-29, 1994. As used herein, the terms “vegetable oil”, “cereal oil” and “biological oil” will generally be used interchangeably.

本明細書において定義される「トリグリセリド」は、下記分子構造を有する分子のクラスを指す:

Figure 0005690734

(式中、x、y、及びzは、同一であっても異なっていてもよく、x、y、及びzにより定義される1つ又は複数の分岐は不飽和領域を有することができる)。 As defined herein, “triglyceride” refers to a class of molecules having the following molecular structure:
Figure 0005690734

(Wherein x, y, and z may be the same or different, and one or more branches defined by x, y, and z may have unsaturated regions).

本明細書において定義される「カルボン酸」又は「脂肪酸」は、一般式:

Figure 0005690734

(式中、「R」は、大抵は、飽和(アルキル)炭化水素鎖又はモノ若しくはポリ不飽和(アルケニル)炭化水素鎖である。)
を有するクラスの有機酸である。 As defined herein, a “carboxylic acid” or “fatty acid” has the general formula:
Figure 0005690734

(Wherein “R” is usually a saturated (alkyl) hydrocarbon chain or a mono- or polyunsaturated (alkenyl) hydrocarbon chain.)
A class of organic acids having

本明細書において定義される「脂質」(“lipids”)は、脂肪酸、及びトリ、ジ、及びモノグリセリドを含むクラスの分子を広く指す。   As defined herein, “lipids” refers broadly to a class of molecules including fatty acids and tri, di, and monoglycerides.

トリグリセリドの「加水分解」は、遊離脂肪酸とグリセリンとを生じ、そのような脂肪酸種も共通してカルボン酸と称される(上記を参照されたい)。   “Hydrolysis” of triglycerides yields free fatty acids and glycerin, and such fatty acid species are also commonly referred to as carboxylic acids (see above).

「エステル交換」又は単に「エステル化」は、エステル種を生じる、脂肪酸とアルコールとの間の反応を指す。   “Transesterification” or simply “esterification” refers to the reaction between a fatty acid and an alcohol to yield an ester species.

「水素化処理」(“hydroprocessing” or “hydrotreating”)は、炭化水素系材料と水素とを、典型的には圧力下で、触媒を用いて反応させるプロセス又は処理を指す(水素化処理は非触媒的であり得る)。そのような工程は、水素化脱酸素(酸素化された種の)、水素処理、水素化分解、水素化異性化、及び水素化脱蝋を含むが、これらに限定されない。そのような工程の例については、Cashらの米国特許第6,630,066号;及びElomariの米国特許第6,841,063号を参照されたい。本発明の実施形態は、そのような水素化処理を利用してトリグリセリドをパラフィンに変換する。用語「水素化処理」(“hydroprocessing” and “hydrotreating”)は、本明細書において互換的に使用される。   “Hydroprocessing” or “hydrotreating” refers to a process or process in which a hydrocarbon-based material and hydrogen are reacted with a catalyst, typically under pressure (hydrogenation is non-hydroprocessing). Can be catalytic). Such processes include, but are not limited to, hydrodeoxygenation (of oxygenated species), hydrotreating, hydrocracking, hydroisomerization, and hydrodewaxing. For examples of such steps, see Cash et al. US Pat. No. 6,630,066; and Elomari US Pat. No. 6,841,063. Embodiments of the present invention utilize such a hydrogenation process to convert triglycerides to paraffin. The terms “hydroprocessing” and “hydrotreating” are used interchangeably herein.

本明細書において定義される「異性化すること」は、典型的にはn−アルカンを分岐した異性体に変換する触媒的工程を指す。ISODEWAXING(CHEVRON U.S.A.INC.の商標)触媒は、そのような工程において使用される代表的触媒である。例えば、Zonesらの米国特許第5,300,210号;Millerの米国特許第5,158,665号;及びMillerの米国特許第4,859,312号を参照されたい。   “Isomerizing” as defined herein typically refers to a catalytic process that converts an n-alkane to a branched isomer. ISODEWAXING (trademark of CHEVRON USA Inc.) catalyst is a typical catalyst used in such a process. See, for example, Zones et al. US Pat. No. 5,300,210; Miller US Pat. No. 5,158,665; and Miller US Pat. No. 4,859,312.

本明細書において定義される「輸送燃料」は、輸送手段による消費に適した炭化水素系燃料を指す。そのような燃料は、ディーゼル、ガソリン、ジェット燃料等を含むが、これらに限定されない。   “Transport fuel” as defined herein refers to a hydrocarbon-based fuel suitable for consumption by means of transport. Such fuels include but are not limited to diesel, gasoline, jet fuel and the like.

本明細書において定義される「ディーゼル燃料」は、ディーゼルエンジンにおける使用に適し、以下の規格の少なくとも1つの最新版に適合する材料である:ASTM D975−「ディーゼル燃料油の標準規格」;ヨーロッパ規格CEN90;日本燃料標準JIS K2204;The United States National Conference on Weights and Measures(NCWM) 1997の高品質ディーゼル燃料に関するガイドライン;及びThe United States Engine Manufacturers Associationの高品質ディーゼル燃料に関して推奨するガイドライン(FQP−1A)。   “Diesel fuel” as defined herein is a material that is suitable for use in diesel engines and complies with at least one of the latest editions of the following standards: ASTM D975 “Standard for Diesel Fuel Oil”; European Standard CEN90; Japan Fuel Standard JIS K2204; The United States National Conference on Weights and Measurements (NCWM) 1997 Guidelines for High Quality Diesel Fuel; and The United States Engine Quality Standards .

本明細書において使用される用語「バイオディーゼル」は、少なくとも有意に生物原料由来であり、及びASTM国際標準試験方法D−6751に大抵は適合する、ディーゼル燃料を指す。しばしば、バイオディーゼルは汎用石油ディーゼルとブレンドされる。B20は20パーセントのバイオディーゼルと80パーセントの汎用ディーゼルとのブレンド物である。B100は純粋なバイオディーゼルを意味する。   The term “biodiesel” as used herein refers to a diesel fuel that is at least significantly derived from biological feedstock and that is mostly compatible with ASTM International Standard Test Method D-6751. Often biodiesel is blended with general purpose petroleum diesel. B20 is a blend of 20 percent biodiesel and 80 percent general purpose diesel. B100 means pure biodiesel.

本明細書において定義される「汎用バイオディーゼル」は、トリグリセリド含有植物油のエステル交換を経て生成される、エステル系バイオディーゼルを指す。   As defined herein, “universal biodiesel” refers to ester-based biodiesel produced via transesterification of a triglyceride-containing vegetable oil.

本明細書において使用される用語「ハイブリッドディーゼルバイオ燃料」は、本発明の方法及びシステムに従って、植物油及び汎用(石油)ディーゼルを共処理すること(水素化処理すること+異性化すること)を経て生成されるディーゼルを、具体的に指す。   As used herein, the term “hybrid diesel biofuel” refers to co-processing (hydrotreating + isomerizing) vegetable oil and general purpose (petroleum) diesel according to the methods and systems of the invention. Specifically refers to the diesel produced.

本明細書において定義される「流動点」は、流体が流動する又は流れる最低温度を表す。例えば、ASTM国際標準試験方法D5950−96、D6892−03、及びD97を参照されたい。   As defined herein, “pour point” refers to the lowest temperature at which a fluid flows or flows. See, for example, ASTM International Standard Test Methods D5950-96, D6872-03, and D97.

本明細書において定義される「曇り点」(“cloud point”)は、流体が結晶形成により相分離し始める温度を表す。例えば、ASTM標準試験方法D5773−95、D2500、D5551、及びD5771を参照されたい。   As defined herein, “cloud point” refers to the temperature at which a fluid begins to phase separate due to crystal formation. See, for example, ASTM standard test methods D5773-95, D2500, D5551, and D5771.

本明細書において定義される、「n」が整数である「C」は、炭化水素又は炭化水素含有分子若しくは断片(例えば、アルキル又はアルケニル基)を記載し、「n」は、線状か分岐かに関わらず、断片又は分子中の炭素原子数を意味する。 As defined herein, "n" is an integer "C n" describes a hydrocarbon or hydrocarbon-containing molecule or fragment (e.g., alkyl or alkenyl group), "n" is either linear It means the number of carbon atoms in a fragment or molecule, whether branched or not.

3.方法
前に図1を参照して言及したように、幾つかの実施形態において本発明は、植物油を汎用ディーゼルと共処理してハイブリッド(バイオ)ディーゼル燃料生成物を得るための1種又は複数の方法に指向し、そのような方法は、大抵は、(ステップ101)植物油をディーゼルと組み合わせて第一混合物を形成するステップであって、植物油が第一混合物の10重量パーセント以下を構成する、ステップ、(ステップ102)第一混合物を水素化処理して第二混合物を得るステップであって、第一混合物のトリグリセリド成分が脱酸素化され、かつ、第一混合物に存在する硫黄の少なくとも95原子パーセントが第二混合物のHSに変換される、ステップ、(ステップ103)異性化触媒の存在下で第二混合物を異性化して第三混合物を得るステップであって、第三混合物が第二混合物より低い曇り点を有するハイブリッドディーゼル燃料を含有し、第二混合物のHSが異性化の前に除去されていない、ステップ、並びに、(ステップ104)第三混合物のハイブリッドディーゼル燃料を単離してハイブリッドディーゼル燃料生成物を得る、ステップ、を備える。
3. Methods As previously mentioned with reference to FIG. 1, in some embodiments, the present invention provides one or more of the methods for co-processing vegetable oil with general-purpose diesel to obtain a hybrid (bio) diesel fuel product. directed to methods, such methods are mostly, (step 101) forming a first mixture in combination with diesel vegetable oil, vegetable oil constitutes up to 10% by weight of the first mixture, (Step 102) hydrotreating the first mixture to obtain a second mixture, wherein the triglyceride component of the first mixture is deoxygenated and at least 95 atoms of sulfur present in the first mixture. % is converted to H 2 S in the second mixture, the step (step 103) third mixture was isomerized a second mixture in the presence of an isomerisation catalyst Obtaining a step, a third mixture containing a hybrid diesel fuel having a second lower mixture cloud point, H 2 S of the second mixture has not been removed prior to isomerization, step, and, (step 104) isolating a third mixture of hybrid diesel fuel to obtain a hybrid diesel fuel product.

そのような上記の方法の幾つかの実施形態において、異性化触媒は硫黄に十分に耐性があり、異性化前にHSを(第二混合物から)除去することが不要となる。幾つかのそのような実施形態において、第一混合物は50ppm超の窒素成分を含有する。幾つかの又は他のそのような実施形態において、第一混合物は50ppm超の窒素成分を含有する。 In some embodiments of such a method as described above, the isomerization catalyst is sufficiently resistant to sulfur, making it unnecessary to remove H 2 S (from the second mixture) prior to isomerization. In some such embodiments, the first mixture contains greater than 50 ppm nitrogen component. In some or other such embodiments, the first mixture contains greater than 50 ppm nitrogen component.

そのような上記の幾つかの実施形態において、異性化のステップは、非異性化パラフィン(すなわち、n−パラフィン又はn−アルカン)生成物の燃料特性と比べ有利な燃料特性を生じる、n−パラフィン生成物自身は燃料又は他の商品としての用途を獲得し得たにもかかわらず。異性化により改善され得るそのような燃料特性の一つは曇り点であり、すなわち、異性化は混合物の曇り点を下げ得る。   In some such embodiments as described above, the isomerization step produces n-paraffins that produce advantageous fuel properties relative to the fuel properties of non-isomerized paraffin (ie, n-paraffin or n-alkane) products. Even though the product itself could gain use as a fuel or other commodity. One such fuel property that can be improved by isomerization is cloud point, that is, isomerization can lower the cloud point of the mixture.

典型的には、異性化は異性化触媒を使用して実施される。そのような異性化触媒は、SAPO−11、SM−3、SSZ−32、ZSM−23、ZSM−22などの支持体及び同様なそのような支持体上の、及び/又は、ベータ又はゼオライトYモレキュラーシーブ、SiO、Al、SiO−Al、及びそれらの組合せ上の、Pt又はPdを、伝統的に含んでいる。伝統的には、異性化は、約500°F〜約750°Fの温度で実施される。操業圧力は、典型的には200〜2000ポンド力毎平方インチゲージ(psig)、より典型的には200psig〜1000psigである。水素の流速は、典型的には50〜5000標準立方フィート/バレル(SCF/バレル)である。他の適当な異性化触媒については、例えば、Zonesらの米国特許第5,300,210号;Millerの米国特許第5,158,665号;及びMillerの米国特許第4,859,312号を参照されたい。 Typically, isomerization is performed using an isomerization catalyst. Such isomerization catalysts are supported on SAPO-11, SM-3, SSZ-32, ZSM-23, ZSM-22, and similar such supports and / or beta or zeolite Y. molecular sieves, SiO 2, Al 2 O 3 , SiO 2 -Al 2 O 3, and on combinations thereof, Pt or Pd, include traditionally. Traditionally, isomerization is carried out at a temperature of about 500 ° F to about 750 ° F. The operating pressure is typically 200 to 2000 pounds force per square inch gauge (psig), more typically 200 psig to 1000 psig. The hydrogen flow rate is typically 50-5000 standard cubic feet / barrel (SCF / barrel). For other suitable isomerization catalysts, see, eg, Zones et al. US Pat. No. 5,300,210; Miller US Pat. No. 5,158,665; and Miller US Pat. No. 4,859,312. Please refer.

本発明の重要な利点は、水素化処理と異性化の間でのHS/NHの中間段階除去を撤廃できることであり、そのことは、異性化触媒が硫黄及び窒素に耐性があることにより提供される。従って、そのような上記の幾つかの実施形態において、異性化触媒は支持体上の活性金属触媒(例えばPt)を含有し、その支持体は、2008年7月29日出願したMillerの米国特許出願第12/181652号に記載されている触媒のいずれかのようなものであり、本明細書で参照により援用される。大抵は、Millerで記載されているシリコアルミノフォスフェート支持体はSM−7として示されており、この支持体は汎用のSAPO−11と同類構造である。従って、そのような上記の幾つかの又は他の実施形態において、異性化触媒はSAPO−11支持体上のPt(及び/又はPdのような、他の活性金属)を含有する。そのような異性化のための反応条件は、典型的には、伝統的な異性化法のパラメータ内である(上記を参照されたい)。 An important advantage of the present invention is that the intermediate removal of H 2 S / NH 3 between hydroprocessing and isomerization can be eliminated, which means that the isomerization catalyst is resistant to sulfur and nitrogen. Provided by. Accordingly, in some such embodiments described above, the isomerization catalyst contains an active metal catalyst (eg, Pt) on a support, which is a Miller US patent filed July 29, 2008. Such as any of the catalysts described in application Ser. No. 12 / 181,652, incorporated herein by reference. For the most part, the silicoaluminophosphate support described by Miller is designated as SM-7, which is a similar structure to the generic SAPO-11. Accordingly, in some of the above or other embodiments as described above, the isomerization catalyst contains Pt (and / or other active metals such as Pd) on the SAPO-11 support. The reaction conditions for such isomerization are typically within the parameters of traditional isomerization methods (see above).

触媒的に推進される上記の異性化ステップに関して、幾つかの実施形態において、本明細書に記載された方法は、n−パラフィン系生成物を触媒の固定静止床、固定流動床、又は移動床と接触させることにより実行することができる。現在考慮している一実施形態においては、細流床操業(trickle−bed operation)が使用され、その場合、上記の原料供給は、通常は水素の存在下に、静止固定床を通してしたたらせる。そのような触媒の作用の例については、Millerらの米国特許第6,204,426号及び第6,723,889号を参照されたい。   With respect to the catalytically propelled isomerization step described above, in some embodiments, the methods described herein may be used to convert an n-paraffinic product to a fixed stationary bed, fixed fluidized bed, or moving bed of catalyst. Can be carried out by contacting with. In one embodiment currently contemplated, trickle-bed operation is used, in which case the feedstock is drowned through a stationary fixed bed, usually in the presence of hydrogen. See Miller et al. US Pat. Nos. 6,204,426 and 6,723,889 for examples of the action of such catalysts.

そのような上記の方法の幾つかの実施形態において、植物油は、穀物、植物、微小藻類、及びそれらの組合せ、からなる群から選択されるバイオマス供給源から生じる。従って、用語「植物油」は、実際にとても広く、一般に生物由来の油を包含するように拡張され得る(上記定義を参照されたい)。当業者は、脂質の任意の生物学的供給源が、トリグリセリドを含有する生物由来の油(例えば植物油)を得ることができるバイオマスとして一般的に役立ち得ることを認識するであろう。幾つかのそのような供給源は地域の栽培にとってより経済的で且つより受け入れられやすいことが、及び、食物が得られない供給源が(食物と競合すると見られず)一層魅力的であり得ることも、さらに認識されるであろう。例示的な植物油/油原料は、キャノーラ、ダイズ、ナタネ、ヤシ、ピーナツ、ジャトロファ、黄色油脂、藻類、などを含むがこれらに限定されない。   In some embodiments of such above methods, the vegetable oil originates from a biomass source selected from the group consisting of cereals, plants, microalgae, and combinations thereof. Thus, the term “vegetable oil” is indeed very broad and can be extended to encompass generally oils of biological origin (see definition above). One skilled in the art will recognize that any biological source of lipids can generally serve as biomass from which biologically derived oils (eg, vegetable oils) containing triglycerides can be obtained. Some such sources can be more economical and more acceptable for local cultivation, and sources that do not have food can be more attractive (not seen to compete with food) It will be further recognized. Exemplary vegetable oil / oil feedstocks include but are not limited to canola, soybean, rapeseed, palm, peanut, jatropha, yellow fat, algae, and the like.

そのような上記の方法の幾つかの実施形態において、水素化処理のステップは水素化処理(hydroprocessing/hydrotreating)触媒及び水素含有環境を包含する。水素化処理(hydroprocessing/hydrotreating)の一般的総説については、例えば、Ranaらの「重油及び残油のアップグレードのための工程技術に関する最近の進歩の総説(A Review of Recent Advances on Process Technologies for Upgrading of Heavy Oils and Residua)」、Fuel、vol.86、pp.1216−1231、2007を参照されたい。トリグリセリドが如何にして水素化処理されてパラフィン系生成物を生じ得るかの例については、Craigらの米国特許第4,992,605号を参照されたい。   In some embodiments of such a method as described above, the hydrotreating step includes a hydroprocessing / hydrotreating catalyst and a hydrogen-containing environment. For a general review of hydroprocessing / hydrotreating, see, for example, Rana et al., “A Review of Revenue Advanced Technologies on Process Technologies,” a review of recent advances in process technology for heavy oil and residual oil upgrades. Heavy Oils and Residua), Fuel, vol. 86, pp. 1216-1231, 2007. See Craig et al. US Pat. No. 4,992,605 for an example of how triglycerides can be hydrotreated to produce paraffinic products.

そのような上記の方法の幾つかの実施形態において、水素化処理のステップは 耐火性支持材料と運用上統合されている活性金属又は金属合金水素化処理触媒を含有する水素化処理触媒を包含する、さもなくば利用する。幾つかのそのような実施形態において、活性金属触媒成分はコバルト−モリブデン(Co−Mo)触媒、ニッケル−モリブデン(Ni−Mo)触媒、貴金属触媒、及びこれらの組合せ、からなる群から選択される。これらの又は他の実施形態において、耐火性支持材料は、典型的には耐火性酸化物支持体−それはAl、SiO−Al、これらの組合せ等であるがこれらに限定されない−を含む。幾つかの特定の実施形態において、水素化処理ステップは、アルミナ支持されたニッケル−モリブデン触媒の使用を構成する。 In some embodiments of such a method as described above, the hydrotreating step includes a hydrotreating catalyst containing an active metal or metal alloy hydrotreating catalyst that is operatively integrated with the refractory support material. , Otherwise use. In some such embodiments, the active metal catalyst component is selected from the group consisting of a cobalt-molybdenum (Co-Mo) catalyst, a nickel-molybdenum (Ni-Mo) catalyst, a noble metal catalyst, and combinations thereof. . In these or other embodiments, the refractory support material is typically a refractory oxide support—which includes, but is not limited to, Al 2 O 3 , SiO 2 —Al 2 O 3 , combinations thereof, and the like. -Not included. In some specific embodiments, the hydrotreating step comprises the use of an alumina supported nickel-molybdenum catalyst.

そのような上記の方法の幾つかの実施形態において、水素化処理は550°F〜800°Fの温度で実施される。幾つかのそのような実施形態において、水素化処理は400psig〜2000psigのH分圧下で実施される。幾つかの又は他のそのような実施形態において、水素化処理は500psig〜1500psigのH分圧下で実施される。 In some embodiments of such a method as described above, the hydrotreatment is performed at a temperature of 550 ° F to 800 ° F. In some such embodiments, the hydrotreatment is performed under a H 2 partial pressure of 400 psig to 2000 psig. In some or other such embodiments, the hydrotreatment is performed under a H 2 partial pressure of 500 psig to 1500 psig.

(HSの形態の)硫黄を効率的に除去する水素化処理として、幾つかの実施形態において、第二混合物が、HS以外で、減少した硫黄成分を典型的には20ppm以下、好ましくは10ppm以下、有する。水素化処理が(HOの形態の)酸素の除去も容認することに、留意されたい。 As a hydrotreatment that efficiently removes sulfur (in the form of H 2 S), in some embodiments, the second mixture is other than H 2 S and typically has a reduced sulfur component of 20 ppm or less, Preferably it has 10 ppm or less. Note that the hydrotreatment also allows for the removal of oxygen (in the form of H 2 O).

水素化処理は曇り点にも影響し得て、典型的には、第二混合物の曇り点を第一混合物よりも下げる。幾つかのそのような実施形態において、第二混合物は−6℃以下の曇り点を有し、さらに、幾つかの又は他の実施形態においては、第二混合物は−8℃以下の曇り点を有する。   Hydroprocessing can also affect the cloud point, typically lowering the cloud point of the second mixture than the first mixture. In some such embodiments, the second mixture has a cloud point of −6 ° C. or lower, and in some or other embodiments, the second mixture has a cloud point of −8 ° C. or lower. Have.

第三混合物からハイブリッドディーゼル(バイオ)燃料の単離は、存在するHSを単に除去することで達成され、この段階でのHS除去は典型的には水素化処理と異性化のステップ間でのその除去よりも容易である。幾つかの実施形態において、ハイブリッドディーゼル燃料の単離は、第三混合物のHSをストリッピングすることで少なくとも部分的に達成される。 Isolation of the hybrid diesel (bio) fuel from the third mixture is accomplished by simply removing the H 2 S present, and this stage of H 2 S removal is typically a hydroprocessing and isomerization step. Easier than its removal in between. In some embodiments, the isolation of the hybrid diesel fuel is at least partially achieved by stripping the third mixture H 2 S.

典型的には、本発明の方法の実施形態は、硫黄成分の少ないハイブリッドディーゼル(バイオ)燃料を生成する。幾つかの実施形態において、ハイブリッドディーゼル燃料はHS以外で硫黄成分を20ppm以下、幾つかのそのような実施形態においては、10ppm以下、有する。 Typically, the method embodiments of the present invention produce a hybrid diesel (bio) fuel with low sulfur content. In some embodiments, the hybrid diesel fuel has a sulfur component other than H 2 S of 20 ppm or less, and in some such embodiments, 10 ppm or less.

第二混合物の異性化は、上記の方法の実施形態で記載したように、その流動点を減少させて第二混合物よりも低い流動点のハイブリッドディーゼルバイオ燃料を得ることが出来る。幾つかのそのような実施形態において、ハイブリッドディーゼル燃料は−10℃以下の曇り点を有する。   Isomerization of the second mixture can reduce its pour point to obtain a hybrid diesel biofuel with a lower pour point than the second mixture, as described in the method embodiments above. In some such embodiments, the hybrid diesel fuel has a cloud point of −10 ° C. or less.

4.システム
既に前のセクションで及び図2の参照で言及したように、幾つかの実施形態において、本発明は、植物油を石油ディーゼルと共処理して上記ハイブリッドディーゼル燃料生成物を提供するための、及び/又は上記方法のいずれか又は全てを実行するための、1種又は複数のシステム200に指向する。従って、まだ図2を参照して、幾つかの又は他のそのような実施形態において、本発明は大抵はハイブリッドディーゼル生成物を生み出すための1種又は複数のシステムに指向し、そのようなシステムは大抵は、以下のユニット−植物油をディーゼルと組み合わせて第一混合物を形成するための混合ユニット201であって、植物油が第一混合物の10重量パーセント以下を構成する、ユニット、第一混合物を水素化処理して第二混合物を得るための水素化処理ユニット202であって、第一混合物のトリグリセリド成分が脱酸素化されるように操作可能なユニットであり、かつ、第一混合物に存在する硫黄の少なくとも95原子パーセントが第二混合物のHSに変換される、ユニット、並びに、異性化触媒の存在下で第二混合物を異性化して第三混合物を得るための異性化ユニット203であって、第三混合物が第二混合物より低い曇り点を有するハイブリッドディーゼル燃料を含有し、第二混合物のHSが異性化の前に除去されていない、ユニット−を備える。
4). System As already mentioned in the previous section and with reference to FIG. 2, in some embodiments, the present invention provides for co-processing vegetable oil with petroleum diesel to provide the hybrid diesel fuel product, and And / or directed to one or more systems 200 for performing any or all of the above methods. Thus, still referring to FIG. 2, in some or other such embodiments, the present invention is generally directed to one or more systems for producing hybrid diesel products, such systems usually the following units - a mixing unit 201 for forming the first mixture in combination with diesel vegetable oil, vegetable oil constitutes up to 10% by weight of the first mixture, units, the first mixture A hydroprocessing unit 202 for hydrotreating to obtain a second mixture, the unit being operable to deoxygenate the triglyceride component of the first mixture and present in the first mixture at least 95 atomic percent of the sulfur is converted to H 2 S in the second mixture, isomers unit, as well as a second mixture in the presence of an isomerisation catalyst A isomerization unit 203 to obtain a third mixture, and a third mixture containing a hybrid diesel fuel having a second lower mixture cloud point, H 2 S in the second mixture prior to isomerization A unit that has not been removed is provided.

そのような上記のシステムの幾つかの実施形態において、システム200はさらに、第三混合物のハイブリッドディーゼル燃料を単離してハイブリッドディーゼル燃料生成物を得るための単離ユニット204をさらに備える。幾つかの又は他のそのような実施形態において、単離ユニットはHSストリッピングユニットを備える。 In some embodiments of such systems as described above, the system 200 further comprises an isolation unit 204 for isolating the third mixture hybrid diesel fuel to obtain a hybrid diesel fuel product. In some or other such embodiments, the isolation unit comprises an H 2 S stripping unit.

好ましい異性化ユニットは、ISODEWAXING(商標)触媒を利用するものであり、好ましくはSM−7又はSSZ−32を含有する。幾つかの又は他のそのような実施形態において、異性化触媒はSM−7支持体上のPtを含有する。   Preferred isomerization units utilize an ISODEWAXING ™ catalyst and preferably contain SM-7 or SSZ-32. In some or other such embodiments, the isomerization catalyst contains Pt on the SM-7 support.

大抵は、全ての上記のシステムユニットは、第3セクションに記載した方法に従って、植物油を処理するために構成される。さらに、システム200を含む種々のユニット間に、典型的には隣接した関係があるが、このことは常にその通りである必要はない。そのような関係は、既存の基礎構造及び/又は他の経済的考慮により影響されてもよい。   Mostly, all the above system units are configured to process vegetable oils according to the method described in the third section. Further, although there are typically adjacent relationships between the various units including the system 200, this need not always be the case. Such relationships may be affected by existing infrastructure and / or other economic considerations.

5.変法
幾つかの多様に検討される別の実施形態において、中間の(第二)混合物は、多様な成分への分離前に異性化中間混合物へ触媒的に異性化される。従って、方法/システムのパラメータはディーゼルではないハイブリッド(バイオ)燃料を生成するために設定され得る。そのような変法は、別のステップ及び構成配列を有する追加の方法及び対応するシステムの実施形態を生じるが、さもなくば大抵は上記の実施形態のために記載したとおりである。
5. Variations In some variously contemplated alternative embodiments, the intermediate (second) mixture is catalytically isomerized to an isomerized intermediate mixture prior to separation into the various components. Thus, the method / system parameters can be set to produce a hybrid (bio) fuel that is not diesel. Such variations result in additional method and corresponding system embodiments having different steps and arrangements, otherwise mostly as described for the above embodiments.

明言したように及び/又は暗に示したように、植物油と類似の態様で本発明の方法/システムで、少なくとも部分的に、他の植物又は穀物油及び/又は藻由来の油も使用され得ることを、及び、動物性油脂(例えば牛脂)さえも使用され得ることを、当業者は認識するであろう。加えて、出発混合物の組成物の決定には、経済学、再生可能物、及び燃料特性(例えば曇り点)が繊細に相互作用し得て、その結果、最終生成物となる。   As stated and / or implied, other plant or cereal oils and / or algae-derived oils may also be used, at least in part, in the methods / systems of the invention in a manner similar to vegetable oils. Those skilled in the art will recognize that, and even animal fats (eg, beef tallow) may be used. In addition, in determining the composition of the starting mixture, economics, renewables, and fuel properties (eg cloud point) can interact delicately, resulting in a final product.

6.例
本発明の具体的な実施形態を示すために、以下の実施例を示す。以下の実施例で開示される方法/システムは、例示的な本発明の実施形態を単に提示するだけであることは、当業者により認識されるべきである。しかしながら、記載された特定の実施形態に多くの変化がなされてなお、本発明の本質及び範囲から逸脱することなく類似の又は同様な結果を得ることができることを、当業者は本開示に鑑みて認識すべきである。
6). Examples The following examples are provided to demonstrate specific embodiments of the invention. It should be appreciated by those skilled in the art that the methods / systems disclosed in the following examples merely present exemplary embodiments of the present invention. However, in view of the present disclosure, those skilled in the art will appreciate that many changes may be made to the particular embodiments described and still obtain similar or similar results without departing from the spirit and scope of the invention. Should be recognized.


この例は、本発明の幾つかの実施形態に従って、本発明の方法の実施形態を実行して、ハイブリッドディーゼルバイオ燃料を生成するための、例示的なシステムを例示するのに役立つ。
Example This example serves to illustrate an exemplary system for performing a method embodiment of the present invention to produce a hybrid diesel biofuel in accordance with some embodiments of the present invention.

SM−7上のPtの触媒の異性化触媒を使用して、およそ500ppmの硫黄(S)を有する、95/5 ディーゼル/キャノーラ油混合物を、水素化処理ユニットで水素化処理してハイブリッドディーゼル中間体を得た。水素化処理で、キャノーラ油なしで処理されたディーゼルは硫黄成分がかなり減少(6ppm未満)するが、比較的高い曇り点(すなわち、−7℃、以下の表1参照)を有することに、留意されたい。添加されたキャノーラ油との、このハイブリッドディーゼル中間体混合物を、ISODEWAXING(商標)(IDW)触媒(SM−7上のPt)を用いる異性化ユニットで処理して、比較的低い曇り点(−13℃)を有するハイブリッドディーゼル生成物を得た。この、より低い曇り点は、ディーゼルをより寒い気候で使用することを可能にする。第一(水素化処理)段階から第二(異性化)段階へ向かう全流出物で、HS及びNHの中間段階除去は不要であった。 Using a isomerization catalyst of Pt catalyst on SM-7, a 95/5 diesel / canola oil mixture having approximately 500 ppm of sulfur (S) was hydrotreated in a hydrotreating unit and hybrid diesel intermediate Got the body. Note that diesel treated with hydroprocessing and without canola oil has a significantly reduced sulfur content (less than 6 ppm), but has a relatively high cloud point (ie, -7 ° C, see Table 1 below). I want to be. This hybrid diesel intermediate mixture with added canola oil was treated with an isomerization unit using ISODEWAXING ™ (IDW) catalyst (Pt on SM-7) to produce a relatively low cloud point (−13 A hybrid diesel product having a C) was obtained. This lower cloud point allows diesel to be used in colder climates. In the entire effluent from the first (hydrotreating) stage to the second (isomerization) stage, intermediate stage removal of H 2 S and NH 3 was not necessary.

下記の表1は、ディーゼル及び本発明の幾つかの実施形態に従って処理されたディーゼル/キャノーラ油供給原料から生じた生成物の収量/特性を比較している。処理条件は以下の通り−0.7LHSVでのHDS、全圧が700psig、H圧が525psig、及びHが1200SCFB−であった。

Figure 0005690734
Table 1 below compares the yield / characteristics of the products resulting from diesel and diesel / canola oil feeds processed according to some embodiments of the present invention. HDS treatment conditions are as follows -0.7LHSV, total pressure 700 psig, H 2 pressure is 525 psig, and H 2 were 1200SCFB-.
Figure 0005690734

異性化触媒が高活性であるために、水素化処理触媒の650°Fよりあまり高くない684°Fで操作出来る。これは、システムの操業寿命を延ばすであろう。そしてまた、(別の反応器が好ましいが)同一の反応器で水素化処理触媒の下流での異性化触媒の使用を可能とする。   Due to the high activity of the isomerization catalyst, it is possible to operate at 684 ° F. which is not much higher than the 650 ° F. of the hydrotreating catalyst. This will extend the operational life of the system. It also allows the use of an isomerization catalyst downstream of the hydrotreating catalyst in the same reactor (although another reactor is preferred).

7.結論
上で述べたことは、植物油及び石油ディーゼルを共処理してハイブリッドディーゼルバイオ燃料組成物を得る方法及びシステムの説明である。前に述べたように、幾つかの実施形態において、本発明は、植物油と石油ディーゼルの混合物を以下の二段階で共処理する方法/システムに指向し、その二段階とは、混合物を最初に水素化処理して硫黄減少ハイブリッド中間体を得て、その後にハイブリッド中間体を異性化ユニットで処理して部分的にバイオマス由来である低曇り点ハイブリッドディーゼル生成物を得る、というものである。少なくともそのような方法/システムの注目に値する利益は、水素化処理と異性化との段階間でHS及びNHの中間段階除去を必要としないことである。
7). Conclusion What has been described above is an explanation of a method and system for co-processing vegetable oil and petroleum diesel to obtain a hybrid diesel biofuel composition. As previously mentioned, in some embodiments, the present invention is directed to a method / system for co-processing a mixture of vegetable oil and petroleum diesel in the following two stages, the first being Hydrotreating to obtain a sulfur-reduced hybrid intermediate, followed by treating the hybrid intermediate with an isomerization unit to obtain a low cloud point hybrid diesel product that is partially derived from biomass. At least the notable benefit of such a method / system is that no intermediate stage removal of H 2 S and NH 3 is required between the hydroprocessing and isomerization stages.

本明細書において引用した全ての特許及び刊行物は、本明細書と矛盾しない限度まで引用により本明細書に組み込む。上記実施形態の構成、機能及び操作のあるものは、本発明を実施するために必要ではなくて、単に例示的な一つ又は複数の実施形態の完全性のための記述に含まれていることは理解されるであろう。それに加えて、上記の引用した特許及び刊行物中で説明された具体的な構成、機能、及び操作は本発明と併せて実施することができるが、それらが本発明の実施に必要不可欠ではないことは理解されるであろう。それ故、本発明は、具体的に記載した以外の別の方法でも、添付した特許請求の範囲により規定した本発明の本質及び範囲から実際に逸脱することなく実施することができることは理解されるべきである。   All patents and publications cited herein are hereby incorporated by reference to the extent not inconsistent with this specification. Certain configurations, functions, and operations of the above embodiments are not necessary to practice the invention, but are merely included in the description for completeness of the exemplary embodiment or embodiments. Will be understood. In addition, the specific configurations, functions, and operations described in the above cited patents and publications may be practiced in conjunction with the present invention, but they are not essential to the practice of the invention. It will be understood. It is therefore to be understood that the invention may be practiced otherwise than as specifically described without actually departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Should.

Claims (23)

a)植物油をディーゼルと組み合わせて第一混合物を形成するステップであって、植物油が第一混合物の10重量パーセント以下を構成する、ステップ、
b)第一段階で第一混合物を水素化処理して第二混合物を得るステップであって、第一混合物のトリグリセリド成分が脱酸素化され、かつ、第一混合物に存在する硫黄の少なくとも95原子パーセントが第二混合物のHSに変換される、ステップ、
c)第二段階で異性化触媒の存在下で第二混合物を異性化して第三混合物を得るステップであって、第三混合物が第二混合物より低く及び−10℃以下の曇り点を有するハイブリッドディーゼル燃料を含有し、第二混合物のHS及びNHが第二段階での第二混合物の異性化の前に除去されていない、ステップ、並びに、
d)第三混合物のハイブリッドディーゼル燃料を単離してハイブリッドディーゼル燃料生成物を得る、ステップ、
を備える方法であって、
異性化触媒がSM−7支持体上の又はSAPO−11支持体上のPtを含有する、
方法
a) combining vegetable oil with diesel to form a first mixture, wherein the vegetable oil comprises 10 weight percent or less of the first mixture;
b) hydrotreating the first mixture in a first stage to obtain a second mixture, wherein the triglyceride component of the first mixture is deoxygenated and at least 95 atoms of sulfur present in the first mixture; The percentage is converted to H 2 S of the second mixture, step;
c) a second mixture in the presence of an isomerisation catalyst in a second stage comprising the steps of: obtaining a third mixture was isomerized, the third mixture has a low Ku and -10 ° C. or less cloud point than the second mixture Containing a hybrid diesel fuel, wherein H 2 S and NH 3 of the second mixture have not been removed prior to isomerization of the second mixture in the second stage, and
d) isolating a third mixture of hybrid diesel fuel to obtain a hybrid diesel fuel product,
A method comprising:
The isomerization catalyst contains Pt on a SM-7 support or a SAPO-11 support;
Way .
第一混合物が50ppm超の窒素成分を含有する、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the first mixture contains greater than 50 ppm nitrogen component. 第一混合物が500ppmまでの窒素成分を含有する、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1 wherein the first mixture contains up to 500 ppm of nitrogen component. 異性化触媒がSM−7支持体上のPtを含有する、請求項1に記載の方法。   The process of claim 1, wherein the isomerization catalyst contains Pt on a SM-7 support. 異性化触媒がSAPO−11支持体上のPtを含有する、請求項1に記載の方法。   The process of claim 1 wherein the isomerization catalyst contains Pt on a SAPO-11 support. 植物油が、キャノーラ、ダイズ、ナタネ、ヤシ、ピーナツ、ジャトロファ、黄色油脂、藻類、及びこれらの組合せ、からなる群から選択される1種又は複数の生物由来の油を含有する、請求項1に記載の方法。   The vegetable oil contains one or more bio-derived oils selected from the group consisting of canola, soybean, rapeseed, palm, peanut, jatropha, yellow fat, algae, and combinations thereof. the method of. 水素化処理のステップがコバルト−モリブデン(Co−Mo)触媒、ニッケル−モリブデン(Ni−Mo)触媒、貴金属触媒、及びこれらの組合せ、からなる群から選択される金属又は金属合金活性水素化処理触媒成分を含有する水素化処理触媒を備える、請求項1に記載の方法。   Metal or metal alloy active hydrotreating catalyst wherein the hydrotreating step is selected from the group consisting of a cobalt-molybdenum (Co-Mo) catalyst, a nickel-molybdenum (Ni-Mo) catalyst, a noble metal catalyst, and combinations thereof The method of claim 1, comprising a hydroprocessing catalyst containing components. 水素化処理触媒が耐火性酸化物支持体を含有する、請求項7に記載の方法。   The method of claim 7, wherein the hydrotreating catalyst comprises a refractory oxide support. 水素化処理触媒がAl及びSiO−Alからなる群から選択される支持体成分を含有する、請求項7に記載の方法。 Containing support component hydrotreating catalyst is selected from the group consisting of Al 2 O 3 and SiO 2 -Al 2 O 3, The method of claim 7. 水素化処理がアルミナ支持されたニッケル−モリブデン触媒を利用する、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the hydrotreating utilizes an alumina supported nickel-molybdenum catalyst. 水素化処理が550°F〜800°F(288℃〜427℃)の温度で実施される、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the hydrotreatment is performed at a temperature of 550 ° F. to 800 ° F. (288 ° C. to 427 ° C.) . 水素化処理が400psig〜2000psig(2.76MPa(ゲージ圧)〜13.8MPa(ゲージ圧))のH分圧下で実施される、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the hydrotreatment is performed under a H 2 partial pressure of 400 psig to 2000 psig (2.76 MPa (gauge pressure) to 13.8 MPa (gauge pressure)) . 水素化処理が500psig〜1500psig(3.45MPa(ゲージ圧)〜10.3MPa(ゲージ圧))のH分圧下で実施される、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the hydrotreatment is carried out under a H 2 partial pressure of 500 psig to 1500 psig (3.45 MPa (gauge pressure) to 10.3 MPa (gauge pressure)) . 第二混合物がHS以外で硫黄成分を20ppm以下有する、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the second mixture has a sulfur component of 20 ppm or less other than H 2 S. 第二混合物が8℃以下の曇り点を有する、請求項1に記載の方法。 Second mixture - with a 8 ° C. below the cloud point, the method according to claim 1. ハイブリッドディーゼル燃料がHS以外で硫黄成分を10ppm以下有する、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the hybrid diesel fuel has a sulfur component of 10 ppm or less other than H 2 S. 第三混合物のHSをストリッピングすることによりハイブリッドディーゼル燃料の単離が少なくとも部分的に達成される、請求項1に記載の方法。 The process of claim 1, wherein the isolation of the hybrid diesel fuel is at least partially achieved by stripping H 2 S of the third mixture. ハイブリッドディーゼル燃料生成物を生み出すためのシステムであって、
a)植物油をディーゼルと組み合わせて第一混合物を形成するための混合ユニットであって、植物油が第一混合物の10重量パーセント以下を構成する、ユニット、
b)第一混合物を水素化処理して第二混合物を得るための水素化処理ユニットであって、第一混合物のトリグリセリド成分が脱酸素化されるように操作可能なユニットであり、かつ、第一混合物に存在する硫黄の少なくとも95原子パーセントが第二混合物のHSに変換される、ユニット、並びに、
c)異性化触媒の存在下で第二混合物を異性化して第三混合物を得るための異性化ユニットであって、第三混合物が第二混合物より低く及び−10℃以下の曇り点を有するハイブリッドディーゼル燃料を含有し、第二混合物のHS及びNHが異性化の前に除去されていない、ユニット、
を備えるシステムであって、
異性化触媒がSM−7支持体上の又はSAPO−11支持体上のPtを含有する、
システム
A system for producing a hybrid diesel fuel product,
a) a mixing unit for combining vegetable oil with diesel to form a first mixture, wherein the vegetable oil comprises 10 weight percent or less of the first mixture;
b) a hydroprocessing unit for hydrotreating the first mixture to obtain a second mixture, the unit operable to deoxygenate the triglyceride component of the first mixture, and A unit wherein at least 95 atomic percent of the sulfur present in one mixture is converted to H 2 S in the second mixture; and
The second mixture in the presence of c) isomerization catalyst be a isomerization unit to obtain a third mixture was isomerized, the third mixture has a low Ku and -10 ° C. or less cloud point than the second mixture A unit containing hybrid diesel fuel, wherein H 2 S and NH 3 of the second mixture have not been removed prior to isomerization,
A system comprising:
The isomerization catalyst contains Pt on a SM-7 support or a SAPO-11 support;
System .
d)第三混合物のハイブリッドディーゼル燃料を単離してハイブリッドディーゼル燃料生成物を得るための単離ユニットをさらに備える、請求項18に記載のシステム。 19. The system of claim 18 , further comprising an isolation unit for d) isolating the third mixture of hybrid diesel fuel to obtain a hybrid diesel fuel product. 単離触媒がSM−7支持体上のPtを含有する、請求項19に記載のシステム。 20. The system of claim 19 , wherein the isolated catalyst contains Pt on a SM-7 support. 単離ユニットがHSストリッピングユニットを備える、請求項19に記載のシステム。 The system of claim 19 , wherein the isolation unit comprises an H 2 S stripping unit. 第一段階からの全流出物が第二段階へ向かう、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein all effluent from the first stage goes to the second stage. 第一段階からの全流出物が第二段階へ向かうように水素化処理ユニット及び異性化ユニットが構成される、請求項19に記載のシステム。 All effluent from the first stage hydrotreating unit and isomerization unit to face the second stage is consists system of claim 19.
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