JP7464614B2 - 合成ジェット燃料を製造する方法 - Google Patents
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Description
本出願は、参照により内容全体が本明細書に組み込まれている、2019年1月30日に出願した米国仮特許出願第62/798,636号の優先権を主張するものである。
1. CH4 + CO2 ←→ 2CO +2H2
2. CH4 +2H2O ←→ CO + 3H2
3. CO2 + H2 ←→ CO + H2O
4. CO + H2O ←→ CO2 + H2
・ すべてのタイプの有機性廃棄物、糞尿、下水スラッジ、農業残渣、森林残渣、及びすべてのバイオマスタイプ等、すべてのタイプの原料;
・ 20%乾物に適合するように原料比を調整する、水の調整も可能;
・ 原料(20%乾物)を、高圧供給ポンプにより熱回収ユニットにポンプ輸送し、次いで、加熱器ユニットにポンプ輸送する;
・ 次いで、フィッシャー-トロプシュユニットからの有機/水性相を含み得る供給物を、HPポンプにより加熱器ユニットからHTL反応器にポンプ輸送し、その後、加熱器ユニットに戻す;
・ HTL反応器に続く加熱ユニットからの供給物を冷却器、次いで、生成物分離器に移動させる;
・ 生成物分離器は、非凝縮性ガス及びバイオクルード油を排出する(次に、これは図9Bの超臨界水ガス化ユニットにポンプ輸送される);
・ 生成物分離器はHTL集水部にも排出し、これは塩をパージし、塩分離後にリサイクルされた水が高圧供給ポンプに送られる。
・ 図9AのHTLユニットからバイオクルード油を受け入れ、それを熱回収ユニット、次いで、加熱器に移動させる;
・ 加熱器からの供給物をSCWG反応器(エネルギーシンク「E」への排出あり)に移動させる;
・ 反応器から排出された供給物を熱回収ユニットに戻し、次に、減圧タービン(エネルギーシンク「E」への排出もあり)に移動させる;
・ タービンからの供給物を別の熱回収ユニット、次いで、冷却器に移動させる;
・ 冷却器からの供給物を高圧気体/液体分離器(HPフラッシュ)に移動させ、これは水性相及びバイオガスを排出する(その後、図9Cの改質ユニットに移動);
・ 水性相は、水リサイクルの一部になり、補給水を受け入れ、次いで、第2の熱回収ユニット(加熱器に熱を供給)に戻る。
・ 図9BのSCWGユニットからバイオガスを受け入れ、それを熱回収ユニット、次いで、HRSGに移動させる;
○ 熱回収蒸気発生器(HRSG)の流入物には、補給水(HRSG給水ポンプを介してHRSGにポンプ輸送される)も含まれる;
○ HRSGの排出物には、エネルギーシンク「E」への余剰流が含まれる;
○ 熱回収ユニットとHRSGは両方とも、蒸気メタン/乾式メタン改質ユニット(SMR / DMR)にも供給し、その排出物は熱回収ユニットに戻す;
・ HRSGからの供給物を冷却器、次いで、HPフラッシュに移動させる;
・ 別のHPフラッシュ流入物には、補給水からのリサイクル水が含まれる;
・ HPフラッシュからの供給物をCO2クリーンアップユニットに移動させ、CO2クリーンアップユニットは、フィッシャー-トロプシュユニットに送られる可能性のある合成ガス、及びCO2(熱回収ユニットに戻されるリサイクルCO2、及び余剰CO2を含む)を排出する。
アルケン:n CO + 2n H2 → (CH2)n + n H2O (1)
アルカン:n CO + (2n+1) H2 → H(CH2)nH + n H2O (2)
アルコール:n CO + 2n H2 → H(CH2)nOH + (n-1) H2O (3)
カルボニル:n CO + (2n-1) H2 → (CH2)nO + (n-1) H2O (4)
カルボン酸:n CO + (2n-2) H2 → (CH2)nO2 + (n-2) H2O (5)
水性ガスシフト:CO + H2O ←→ CO2 + H2 (6)
オリゴマー化/分解(cracking):CxH2x + CyH2y ←→ C(x+y)H(2x+2y) (7)
芳香族化:アルケン→芳香族化合物+アルカン (8)
芳香族アルキル化/脱アルキル:(C6H5)CxH(2x+1) + CyH2y ←→ (C6H5)C(x+y)H(2x+2y+1) (9)
固定床連続流反応器を使用して、例えば、図1のオリゴマー化ユニット5.1に従って、オレフィン系ケロシン範囲生成物を生成した。市販の非硫化H-ZSM-5触媒を使用して、炭素数範囲C1~C8の軽質パラフィン、オレフィン、及び酸素化物の混合物を、240~280℃及び2MPaで触媒により変換して、ケロシン範囲材料を含有する生成物を生成した。供給物の炭素数範囲は、現況技術で説明されているものより広かった。圧力は、オリゴマー化に通常使用される圧力よりも低く、フィッシャー-トロプシュ合成後の出口圧力の典型的なものであった(例えば、図1の工程3及び4)。供給材料は、例えば、図1の流れ4b及び図3のユニット510に向かう流れ411を表す。供給物中のオレフィン濃度は、24質量%であった。
この方法は、石油由来の材料を含まない完全合成ジェット燃料の配合を可能にする材料を生成する可能性を有する。完全合成ジェット燃料の要件の1つは、8~25体積%の芳香族化合物を含有しなければならないということである。この例では、固定床連続流反応器を使用して、例えば、図1のオリゴマー化ユニット5.1に従って、オレフィン系及び芳香族ケロシン範囲の生成物を生成した。反応器、触媒、及び供給材料は、実施例1のものと同じであった。供給物は、炭素数範囲C1~C8の軽質パラフィン、オレフィン、及び酸素化物の混合物であり、25質量%のオレフィンを含有していた。この供給物を350~380℃及び2MPaで触媒により変換して、ケロシン範囲材料を含有する生成物を生成した。
1.1 熱水液化ユニット
1.2 熱水液化ユニット
1.3 熱水液化ユニット
1.n 熱水液化ユニット
2 工程2
2a 工程1からの液化生成物
2b 油原料、糖原料、及び/又はアルコール原料
2.1 ガス化前供給物タンク
2.2 未処理合成ガス生成ユニット
2.3 未処理合成ガス洗浄ユニット
3 工程3
3.1 フィッシャー-トロプシュユニット
4 工程4
4.1 分離ユニット
4a 水性生成物の流れ
4a 溶解有機化合物を含む水の流れ
4a フィッシャー-トロプシュ水性生成物の流れ
4b ナフサ及びガス生成物の流れ
4b ガス状及びナフサ分画生成物の流れ
4b 直留ガス及びナフサ生成物の流れ
4c ケロシン生成物の流れ
4d ガス油及びより重質な生成物の流れ
4d ガス油及びより重質な有機化合物の流れ
5 工程5
5.1 オリゴマー化ユニット
5.2 水素化分解ユニット
5.3 水素処理ユニット
5.3 水素処理器
5a 追加ケロシン生成物の流れ
5b ケロシンの範囲外の液体生成物の流れ
299 合成ガスの流れ
300 フィッシャー-トロプシュ反応器
301 液体炭化水素を含む混合物の気相流れ
302 液体炭化水素を含む混合物の液相流れ
303 水の流れ
304 蒸気の流れ
400 供給物-生成物熱交換器
401 流れ
410 相分離器
411 気相流れ
411 ガス状生成物流れ
412 有機液相流れ
413 水性液相流れ
413 水性生成物流れ
414 有機液相流れ
415 有機液相流れ
510 オリゴマー化ユニット
511 第1の追加ケロシン生成物を含む混合物の流れ
520 分離ユニット
521 ガス状生成物の流れ
522 有機液体生成物の流れ
523 水が豊富な液体生成物の流れ
530 分離ユニット
531 より軽質な分画の流れ
532 より重質な分画な流れ
533 より軽質な分画の流れ
533 ナフサ
534 より軽質な分画の流れ
540 水素化分解器ユニット
541 水素化分解及び水素異性化からの生成物の流れ
550 分離器ユニット
551 軽質な炭化水素の流れ
552 ケロシン範囲の炭化水素の流れ
553 ガス油の流れ
554 常圧残渣油の流れ
554 最も重質な生成物の流れ
555 常圧残渣油の流れ
556 常圧残渣油の流れ
560 水素処理器ユニット
561 水素処理からの生成物の流れ
561 アルカン、シクロアルカン、及び芳香族化合物の流れ
570 分離ユニット
571 ナフサの流れ
571 ナフサ範囲の生成物の流れ
572 ケロシンの流れ
573 ガス油の流れ
610 CO2除去ユニット
611 CO2が豊富な流れ
612 CO2が減少した流れ
613 CO2が減少した流れ
614 CO2が減少した流れ
620 H2分離ユニット
621 水素の流れ
622 流れ614から水素が一部除去された流れ
Claims (117)
- 合成ジェット燃料を製造する方法であって、
原料を合成ガスに変換する工程と、
前記合成ガスを、液体炭化水素を含む混合物に変換する工程と、
前記液体炭化水素を含む混合物を精製してケロシン生成物を単離し、前記ケロシン生成物を水素処理して、合成ジェット燃料を形成する工程とを含み、
ここで、
前記原料を合成ガスに変換する工程が、
原料を熱分解して、バイオクルードを含む混合物を形成する工程と、
バイオクルードを含む混合物をガス化して、合成ガスを形成する工程であって、バイオクルードを含む混合物のガス化が、バイオクルードを含む混合物をガス化して、CH4、CO、CO2、及びH2を含む混合物を形成することを含む工程と、
CH4、CO、CO2、及びH2を含む混合物を改質する工程であって、改質が、CH 4 を一酸化炭素及び水素に変換して、合成ガスを形成する工程とを含み、
前記合成ガスを、液体炭化水素を含む混合物に変換する工程が、
フィッシャー-トロプシュ合成を実施して、合成ガスを液体炭化水素を含む混合物に変換する工程を含む、方法。 - 前記原料が、バイオマス、有機材料、廃棄物流、又はこれらの組合せを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記原料を合成ガスに変換する工程が、前記原料を水性条件下で熱分解して、バイオクルードを含む混合物を形成する工程を含む、請求項2に記載の方法。
- 改質する工程が、乾式改質及び水蒸気改質を含む、請求項1に記載の方法。
- 原料を合成ガスに変換するとき、
ガス化前に、油原料、糖原料、及び/又はアルコール原料を、前記バイオクルードを含む混合物に添加する工程を更に含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。 - 前記合成ガスが、2対1未満の、H2のCOに対する比を有する、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記合成ガスが、2対1未満の、(H2-CO2)/(CO+CO2)化学量論比を有する、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記合成ガスが、1対1未満の、(H2)/(2CO+3CO2)リブレット比を有する、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記フィッシャー-トロプシュ合成が、鉄系触媒を用いて実施される、請求項1に記載の方法。
- 前記フィッシャー-トロプシュ合成を実施して、前記合成ガスを、液体炭化水素を含む混合物に変換するとき、
H2の濃度を増加させる水性ガスシフト反応を更に含む、請求項9に記載の方法。 - 前記フィッシャー-トロプシュ合成が、約2MPa、又は約2.5MPa、又は約2.8MPaの圧力で実施される、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記フィッシャー-トロプシュ合成が、約1.5MPa~5MPaの範囲、又は約2MPa~約4MPaの範囲、又は約2MPa~約3MPaの範囲、又は約1.5~約2.5MPaの範囲、又は約2MPa~約2.5MPaの範囲の圧力で実施される、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記フィッシャー-トロプシュ合成が、2MPa超の圧力で実施される、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記液体炭化水素を含む混合物が、1対1超の、アルケンのアルカンに対する比を有する、請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記液体炭化水素を含む混合物を精製して、ケロシン生成物を単離する工程が、
前記液体炭化水素を含む混合物に気液平衡分離を実施する工程と、
前記混合物を、前記ケロシン生成物と、水性生成物、ナフサ及びガス生成物のうちの少なくとも1種、又はガス油及びより重質な生成物とに分離する工程とを含む、請求項1から14のいずれか一項に記載の方法。 - 前記気液平衡分離が、単段分離及び/又は多段分離として実施される、請求項15に記載の方法。
- 水性生成物が分離された場合、前記液体炭化水素を含む混合物を精製して、ケロシン生成物を単離する工程が、
原料を合成ガスに変換するときに前記バイオクルードを含む混合物をガス化する前の前記バイオクルードを含む混合物に、前記分離された水性生成物を添加する工程を更に含む、請求項15又は16に記載の方法。 - ナフサ及びガス生成物が分離された場合、前記液体炭化水素を含む混合物を精製して、ケロシン生成物を単離する工程が、
前記ナフサ及びガス生成物をオリゴマー化して、第1の追加ケロシン生成物を含む混合物を形成する工程を更に含む、請求項15から17のいずれか一項に記載の方法。 - 前記ナフサ及びガス生成物をオリゴマー化する工程が、約2.5MPa又は約2MPaの圧力で実施される、請求項18に記載の方法。
- 前記ナフサ及びガス生成物をオリゴマー化する工程が、約1.5MPa~3MPaの範囲、又は約1.5MPa~約2.5MPaの範囲、又は約2MPa~約2.5MPaの範囲の圧力で実施される、請求項18に記載の方法。
- 前記ナフサ及びガス生成物をオリゴマー化する工程が、非硫化触媒を用いて実施される、請求項18から20のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ナフサ及びガス生成物をオリゴマー化する工程が、酸性ZSM-5ゼオライト触媒を用いて実施される、請求項21に記載の方法。
- 前記第1の追加ケロシン生成物が、アルケン及び芳香族化合物を含む、請求項18から22のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の追加ケロシン生成物が、約0%~約60%の芳香族化合物、約1%~約60%の芳香族化合物、又は約1%~約50%の芳香族化合物、又は約1%~約40%の芳香族化合物、又は約1%~約30%の芳香族化合物、又は約0%~約1%の芳香族化合物、又は約1%~約7%の芳香族化合物、又は約8%~約25%の芳香族化合物、又は約8%の芳香族化合物を含む、請求項23に記載の方法。
- ガス油及びより重質な生成物が分離された場合、前記液体炭化水素を含む混合物を精製して、ケロシン生成物を単離する工程が、
前記ガス油及びより重質な生成物を水素化分解して、第2の追加ケロシン生成物を含む混合物を形成する工程を更に含む、請求項15から24のいずれか一項に記載の方法。 - 前記ガス油及びより重質な生成物を水素化分解する工程が、約2.5MPa又は約2MPaの圧力で実施される、請求項25に記載の方法。
- 前記ガス油及びより重質な生成物を水素化分解する工程が、約1.5MPa~3MPa、又は約1.5MPa~約2.5MPa、又は約2MPa~約2.5MPaの圧力で実施される、請求項25に記載の方法。
- 前記ガス油及びより重質な生成物を水素化分解する工程が、非硫化触媒を用いて実施される、請求項25から27のいずれか一項に記載の方法。
- 前記水素化分解工程が、非晶質シリカ-アルミナに担持された貴金属触媒を用いて実施される、請求項25から28のいずれか一項に記載の方法。
- 前記触媒が、Pt/SiO2-Al2O3である、請求項29に記載の方法。
- ケロシン生成物を水素処理して、合成ジェット燃料を形成する工程が、
前記ケロシン生成物を水素処理して、
且つナフサ及びガス生成物が分離された場合には第1の追加ケロシン生成物を水素処理して、
パラフィン系炭化水素を含む混合物を形成する工程と、
前記パラフィン系炭化水素を含む混合物を分画して、
且つガス油及びより重質な生成物が分離された場合には前記第2の追加ケロシン生成物を含む混合物を分画して、
前記合成ジェット燃料を単離する工程とを含む、請求項1から30のいずれか一項に記載の方法。 - 前記パラフィン系炭化水素を含む混合物を分画する工程及び前記第2の追加ケロシン生成物を含む混合物を分画する工程を行う場合、
分画前に、前記第2の追加ケロシン生成物を含む混合物を、前記パラフィン系炭化水素を含む混合物に添加する工程を更に含む、請求項31に記載の方法。 - 前記ケロシン生成物、前記第1の追加ケロシン生成物、及び前記第2の追加ケロシン生成物の各々が、約140℃~約300℃の標準沸点温度範囲を有する、請求項31又は32に記載の方法。
- 前記水素処理する工程が、約2.5MPa又は約2MPaの圧力で実施される、請求項31から33のいずれか一項に記載の方法。
- 前記水素処理する工程が、約1.5MPa~3MPa、又は約1.5MPa~約2.5MPa、又は約2MPa~約2.5MPaの圧力で実施される、請求項31から33のいずれか一項に記載の方法。
- 前記水素処理する工程が、非硫化触媒を用いて実施される、請求項31から35のいずれか一項に記載の方法。
- 前記水素処理する工程が、アルミナ又はシリカに担持された還元型卑金属触媒を用いて実施される、請求項31から36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記触媒が、還元型Ni/Al2O3である、請求項37に記載の方法。
- 前記合成ジェット燃料が、ジェット燃料ブレンド成分、半合成ジェット燃料、完全合成ジェット燃料、又はこれらの組合せである、請求項1から38のいずれか一項に記載の方法。
- 前記合成ジェット燃料が、約140℃~約260℃の沸点及び-47℃以下の凝固点を有する、請求項39に記載の方法。
- 前記合成ジェット燃料が、-60℃未満の凝固点を有する、請求項40に記載の方法。
- 原料を合成ガスに変換する工程であって、前記原料を熱分解して、バイオクルードを含む混合物を形成する工程、及び前記バイオクルードを含む混合物をガス化して、前記合成ガスを形成する工程を含み、前記原料が、バイオマス、有機材料、廃棄物流、又はこれらの組合せを含む、工程と;
前記合成ガスを、液体炭化水素を含む混合物に変換する工程と;
前記液体炭化水素を含む混合物を精製する工程であって、前記精製が、前記混合物を、ケロシン生成物と、水性生成物、ナフサ、及びガス生成物のうち少なくとも1種、またはガス油及びより重質な生成物とに分離する工程と、前記ケロシン生成物を水素処理して、パラフィン系炭化水素を含む混合物を形成する工程とを含む工程;
パラフィン系炭化水素を含む混合物を分画して、合成ジェット燃料を単離する工程と
を含み、
ここで、
バイオクルードを含む混合物のガス化が、バイオクルードを含む混合物をガス化して、CH4、CO、CO2、及びH2を含む混合物を形成する工程と、CH4、CO、CO2、及びH2を含む混合物を改質する工程であって、改質が、CH 4 を一酸化炭素及び水素に変換して、合成ガスを形成する工程とを含み、
前記合成ガスを、液体炭化水素を含む混合物に変換する工程が、
フィッシャー-トロプシュ合成を実施して、合成ガスを液体炭化水素を含む混合物に変換する工程を含む、合成ジェット燃料を製造する方法。 - 原料を合成ガスに変換する工程が、
高含水量物を含む前記原料を水性条件下で熱分解する工程を含む、請求項42に記載の方法。 - 原料を合成ガスに変換する工程が、
低含水量物を含む前記原料を熱分解する工程を含む、請求項42に記載の方法。 - 改質する工程が、乾式改質及び水蒸気改質を含む、請求項42に記載の方法。
- 原料を合成ガスに変換するとき、
ガス化前に、油原料、糖原料、及び/又はアルコール原料を、前記バイオクルードを含む混合物に添加する工程を更に含む、請求項42から45のいずれか一項に記載の方法。 - 前記合成ガスが、2対1未満の、H2のCOに対する比を有する、請求項42から46のいずれか一項に記載の方法。
- 前記合成ガスが、2対1未満の、(H2-CO2)/(CO+CO2)化学量論比を有する、請求項42から47のいずれか一項に記載の方法。
- 前記合成ガスが、1対1未満の、(H2)/(2CO+3CO2)リブレット比を有する、請求項42から48のいずれか一項に記載の方法。
- 前記フィッシャー-トロプシュ合成が、鉄系触媒を用いて実施される、請求項42に記載の方法。
- 前記フィッシャー-トロプシュ合成を実施して、前記合成ガスを、液体炭化水素を含む混合物に変換するとき、
H2の濃度を増加させる水性ガスシフト反応を更に含む、請求項50に記載の方法。 - 前記フィッシャー-トロプシュ合成が、約2MPa、又は約2.5MPa、又は約2.8MPaの圧力で実施される、請求項42から51のいずれか一項に記載の方法。
- 前記フィッシャー-トロプシュ合成が、約1.5MPa~5MPaの範囲、又は約2MPa~約4MPaの範囲、又は約2MPa~約3MPaの範囲、又は約1.5~約2.5MPaの範囲、又は約2MPa~約2.5MPaの範囲の圧力で実施される、請求項42から51のいずれか一項に記載の方法。
- 前記フィッシャー-トロプシュ合成が、2MPa超の圧力で実施される、請求項42から51のいずれか一項に記載の方法。
- 前記液体炭化水素を含む混合物が、1対1超の、アルケンのアルカンに対する比を有する、請求項42から54のいずれか一項に記載の方法。
- 前記混合物を分離する工程が、
前記液体炭化水素を含む混合物に気液平衡分離を実施する工程と、
前記混合物を、前記ケロシン生成物と、水性生成物、ナフサ及びガス生成物のうちの少なくとも1種、又はガス油及びより重質な生成物とに分離する工程とを含む、請求項42から55のいずれか一項に記載の方法。 - 前記気液平衡分離が、単段分離及び/又は多段分離として実施される、請求項56に記載の方法。
- 水性生成物が分離された場合、前記液体炭化水素を含む混合物を精製する工程が、
原料を合成ガスに変換するときに前記バイオクルードを含む混合物をガス化する前の前記バイオクルードを含む混合物に、前記分離された水性生成物を添加する工程を更に含む、請求項56又は57に記載の方法。 - ナフサ及びガス生成物が分離された場合、前記液体炭化水素を含む混合物を精製する工程が、
前記ナフサ及びガス生成物をオリゴマー化して、第1の追加ケロシン生成物を含む混合物を形成する工程を更に含む、請求項56から58のいずれか一項に記載の方法。 - 前記ナフサ及びガス生成物をオリゴマー化する工程が、約2.5MPa又は約2MPaの圧力で実施される、請求項59に記載の方法。
- 前記ナフサ及びガス生成物をオリゴマー化する工程が、約1.5MPa~3MPaの範囲、又は約1.5MPa~約2.5MPaの範囲、又は約2MPa~約2.5MPaの範囲の圧力で実施される、請求項59に記載の方法。
- 前記ナフサ及びガス生成物をオリゴマー化する工程が、非硫化触媒を用いて実施される、請求項59から61のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ナフサ及びガス生成物をオリゴマー化する工程が、酸性ZSM-5ゼオライト触媒を用いて実施される、請求項62に記載の方法。
- 前記第1の追加ケロシン生成物が、アルケン及び芳香族化合物を含む、請求項59から63のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の追加ケロシン生成物が、約0%~約60%の芳香族化合物、約1%~約60%の芳香族化合物、又は約1%~約50%の芳香族化合物、又は約1%~約40%の芳香族化合物、又は約1%~約30%の芳香族化合物、又は約0%~約1%の芳香族化合物、又は約1%~約7%の芳香族化合物、又は約8%~約25%の芳香族化合物、又は約8%の芳香族化合物を含む、請求項64に記載の方法。
- ガス油及びより重質な生成物が分離された場合、前記液体炭化水素を含む混合物を精製する工程が、
前記ガス油及びより重質な生成物を水素化分解して、第2の追加ケロシン生成物を含む混合物を形成する工程を更に含む、請求項56から65のいずれか一項に記載の方法。 - 前記ガス油及びより重質な生成物を水素化分解する工程が、約2.5MPa又は約2MPaの圧力で実施される、請求項66に記載の方法。
- 前記ガス油及びより重質な生成物を水素化分解する工程が、約1.5MPa~3MPa、又は約1.5MPa~約2.5MPa、又は約2MPa~約2.5MPaの圧力で実施される、請求項66に記載の方法。
- 前記ガス油及びより重質な生成物を水素化分解する工程が、非硫化触媒を用いて実施される、請求項66から68のいずれか一項に記載の方法。
- 前記水素化分解工程が、非晶質シリカ-アルミナに担持された貴金属触媒を用いて実施される、請求項66から69のいずれか一項に記載の方法。
- 前記触媒が、Pt/SiO2-Al2O3である、請求項70に記載の方法。
- 前記ケロシン生成物を水素処理して、パラフィン系炭化水素を含む混合物を形成し、前記パラフィン系炭化水素を含む混合物を分画して、合成ジェット燃料を単離する工程が、
前記ケロシン生成物を水素処理して、
且つナフサ及びガス生成物が分離された場合には第1の追加ケロシン生成物を水素処理して、
パラフィン系炭化水素を含む混合物を形成する工程と、
前記パラフィン系炭化水素を含む混合物を分画して、
且つガス油及びより重質な生成物が分離された場合には前記第2の追加ケロシン生成物を含む混合物を分画して、
前記合成ジェット燃料を単離する工程とを含む、請求項42から71のいずれか一項に記載の方法。 - 前記パラフィン系炭化水素を含む混合物を分画する工程及び前記第2の追加ケロシン生成物を含む混合物を分画する工程を行う場合、
分画前に、前記第2の追加ケロシン生成物を含む混合物を、前記パラフィン系炭化水素を含む混合物に添加する工程を更に含む、請求項72に記載の方法。 - 前記ケロシン生成物、前記第1の追加ケロシン生成物、及び前記第2の追加ケロシン生成物の各々が、約140℃~約300℃の標準沸点温度範囲を有する、請求項72又は73に記載の方法。
- 前記水素処理する工程が、約2.5MPa又は約2MPaの圧力で実施される、請求項72から74のいずれか一項に記載の方法。
- 前記水素処理する工程が、約1.5MPa~3MPa、又は約1.5MPa~約2.5MPa、又は約2MPa~約2.5MPaの圧力で実施される、請求項72から74のいずれか一項に記載の方法。
- 前記水素処理する工程が、非硫化触媒を用いて実施される、請求項72から76のいずれか一項に記載の方法。
- 前記水素処理する工程が、アルミナ又はシリカに担持された還元型卑金属触媒を用いて実施される、請求項72から77のいずれか一項に記載の方法。
- 前記触媒が、還元型Ni/Al2O3である、請求項78に記載の方法。
- 前記合成ジェット燃料が、ジェット燃料ブレンド成分、半合成ジェット燃料、完全合成ジェット燃料、又はこれらの組合せである、請求項42から79のいずれか一項に記載の方法。
- 前記合成ジェット燃料が、約140℃~約260℃の沸点及び-47℃以下の凝固点を有する、請求項80に記載の方法。
- 前記合成ジェット燃料が、-60℃未満の凝固点を有する、請求項81に記載の方法。
- 原料を熱分解して、バイオクルードを含む混合物を形成する工程であって、前記原料が、バイオマス、有機材料、廃棄物流、又はこれらの組合せを含む、工程と;
前記バイオクルードを含む混合物をガス化する工程であって、前記ガス化する工程が、前記バイオクルードを含む混合物をガス化して、CH4、CO、CO2、及びH2を含む混合物を形成する工程、並びに前記CH4、CO、CO2、及びH2を含む混合物を改質する工程であって、改質が、CH 4 を一酸化炭素及び水素に変換して、合成ガスを形成する工程を含む、工程と;
前記合成ガスを、液体炭化水素を含む混合物に変換する工程であって、フィッシャー-トロプシュ合成を実施して、前記合成ガスを、液体炭化水素を含む混合物に変換する工程を含む、工程と;
前記液体炭化水素を含む混合物を精製して、ケロシン生成物を単離する工程であって、前記精製する工程が、前記液体炭化水素を含む混合物に気液平衡分離を実施する工程、並びに前記混合物を、前記ケロシン生成物と、水性生成物、ナフサ及びガス生成物のうちの少なくとも1種、又はガス油及びより重質な生成物とに分離する工程を含み、
水性生成物が分離された場合、前記精製する工程が、前記バイオクルードを含む混合物をガス化する前の前記バイオクルードを含む混合物に、前記分離された水性生成物を添加する工程を更に含み、
ナフサ及びガス生成物が分離された場合、前記精製する工程が、前記ナフサ及びガス生成物をオリゴマー化して、第1の追加ケロシン生成物を含む混合物を形成する工程を更に含み、
ガス油及びより重質な生成物が分離された場合、前記精製する工程が、前記ガス油及びより重質な生成物を水素化分解して、第2の追加ケロシン生成物を含む混合物を形成する工程を更に含み、
前記精製が、前記ケロシン生成物を水素処理して、パラフィン系炭化水素を含む混合物を形成する工程と、パラフィン系炭化水素を含む混合物を分画して、約140℃~約260℃の沸点及び-47℃以下の凝固点を有する合成ジェット燃料を形成する工程をさらに含み、
ナフサ及びガス生成物が分離された場合、前記水素処理する工程が、前記第1の追加ケロシン生成物を水素処理して、パラフィン系炭化水素を含む混合物を形成する工程、及び前記パラフィン系炭化水素を含む混合物を分画する工程を更に含み、
ガス油及びより重質な生成物が分離された場合、前記水素処理する工程が、前記第2の追加ケロシン生成物を含む混合物を分画する工程を更に含み、
前記合成ジェット燃料を単離する工程と
を含む、合成ジェット燃料を製造する方法。 - 原料を熱分解する工程が、
高含水量物を含む前記原料を水性条件下で熱分解する工程を含む、請求項83に記載の方法。 - 原料を熱分解する工程が、
低含水量物を含む前記原料を熱分解する工程を含む、請求項83に記載の方法。 - 改質する工程が、乾式改質及び水蒸気改質を含む、請求項83に記載の方法。
- 原料を熱分解するとき、
ガス化前に、油原料、糖原料、及び/又はアルコール原料を、前記バイオクルードを含む混合物に添加する工程を更に含む、請求項83から86のいずれか一項に記載の方法。 - 前記合成ガスが、2対1未満の、H2のCOに対する比を有する、請求項83から87のいずれか一項に記載の方法。
- 前記合成ガスが、2対1未満の、(H2-CO2)/(CO+CO2)化学量論比を有する、請求項83から88のいずれか一項に記載の方法。
- 前記合成ガスが、1対1未満の、(H2)/(2CO+3CO2)リブレット比を有する、請求項83から89のいずれか一項に記載の方法。
- 前記フィッシャー-トロプシュ合成が、鉄系触媒を用いて実施される、請求項83から90のいずれか一項に記載の方法。
- 前記フィッシャー-トロプシュ合成を実施して、前記合成ガスを、液体炭化水素を含む混合物に変換するとき、
H2の濃度を増加させる水性ガスシフト反応を更に含む、請求項91に記載の方法。 - 前記フィッシャー-トロプシュ合成が、約2MPa、又は約2.5MPa、又は約2.8MPaの圧力で実施される、請求項83から92のいずれか一項に記載の方法。
- 前記フィッシャー-トロプシュ合成が、約1.5MPa~5MPaの範囲、又は約2MPa~約4MPaの範囲、又は約2MPa~約3MPaの範囲、又は約1.5~約2.5MPaの範囲、又は約2MPa~約2.5MPaの範囲の圧力で実施される、請求項83から92のいずれか一項に記載の方法。
- 前記フィッシャー-トロプシュ合成が、2MPa超の圧力で実施される、請求項83から92のいずれか一項に記載の方法。
- 前記液体炭化水素を含む混合物が、1対1超の、アルケンのアルカンに対する比を有する、請求項83から95のいずれか一項に記載の方法。
- 前記気液平衡分離が、単段分離及び/又は多段分離として実施される、請求項83から96のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ナフサ及びガス生成物をオリゴマー化する工程が、約2.5MPa又は約2MPaの圧力で実施される、請求項83から97のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ナフサ及びガス生成物をオリゴマー化する工程が、約1.5MPa~3MPaの範囲、又は約1.5MPa~約2.5MPaの範囲、又は約2MPa~約2.5MPaの範囲の圧力で実施される、請求項83から97のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ナフサ及びガス生成物をオリゴマー化する工程が、非硫化触媒を用いて実施される、請求項83から99のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ナフサ及びガス生成物をオリゴマー化する工程が、酸性ZSM-5ゼオライト触媒を用いて実施される、請求項100に記載の方法。
- 前記第1の追加ケロシン生成物が、アルケン及び芳香族化合物を含む、請求項83から101のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の追加ケロシン生成物が、約0%~約60%の芳香族化合物、約1%~約60%の芳香族化合物、又は約1%~約50%の芳香族化合物、又は約1%~約40%の芳香族化合物、又は約1%~約30%の芳香族化合物、又は約0%~約1%の芳香族化合物、又は約1%~約7%の芳香族化合物、又は約8%~約25%の芳香族化合物、又は約8%の芳香族化合物を含む、請求項102に記載の方法。
- 前記ガス油及びより重質な生成物を水素化分解する工程が、約2.5MPa又は約2MPaの圧力で実施される、請求項83から103のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ガス油及びより重質な生成物を水素化分解する工程が、約1.5MPa~3MPa、又は約1.5MPa~約2.5MPa、又は約2MPa~約2.5MPaの圧力で実施される、請求項83から103のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ガス油及びより重質な生成物を水素化分解する工程が、非硫化触媒を用いて実施される、請求項83から105のいずれか一項に記載の方法。
- 前記水素化分解工程が、非晶質シリカ-アルミナに担持された貴金属触媒を用いて実施される、請求項83から106のいずれか一項に記載の方法。
- 前記触媒が、Pt/SiO2-Al2O3である、請求項107に記載の方法。
- 前記パラフィン系炭化水素を含む混合物を分画する工程及び前記第2の追加ケロシン生成物を含む混合物を分画する工程を行う場合、
分画前に、前記第2の追加ケロシン生成物を含む混合物を、前記パラフィン系炭化水素を含む混合物に添加する工程を更に含む、請求項83から108のいずれか一項に記載の方法。 - 前記ケロシン生成物、前記第1の追加ケロシン生成物、及び前記第2の追加ケロシン生成物の各々が、約140℃~約300℃の標準沸点温度範囲を有する、請求項83から109のいずれか一項に記載の方法。
- 前記水素処理する工程が、約2.5MPa又は約2MPaの圧力で実施される、請求項83から110のいずれか一項に記載の方法。
- 前記水素処理する工程が、約1.5MPa~3MPa、又は約1.5MPa~約2.5MPa、又は約2MPa~約2.5MPaの圧力で実施される、請求項83から110のいずれか一項に記載の方法。
- 前記水素処理する工程が、非硫化触媒を用いて実施される、請求項83から112のいずれか一項に記載の方法。
- 前記水素処理する工程が、アルミナ又はシリカに担持された還元型卑金属触媒を用いて実施される、請求項83から113のいずれか一項に記載の方法。
- 前記触媒が、還元型Ni/Al2O3である、請求項114に記載の方法。
- 前記合成ジェット燃料が、ジェット燃料ブレンド成分、半合成ジェット燃料、完全合成ジェット燃料、又はこれらの組合せである、請求項83から115のいずれか一項に記載の方法。
- 前記合成ジェット燃料が、-60℃未満の凝固点を有する、請求項83から116のいずれか一項に記載の方法。
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