MX2013013611A - Metodos y catalizadores para desoxigenar aceite de pirolisis de biomasa. - Google Patents

Abstract

En la presente solicitud de patente, se proporcionan distintas modalidades de realización de los métodos y de los catalizadores para la desoxigenación de un aceite de pirólisis derivado de biomasa. El método comprende la etapa de poner en contacto el aceite de pirólisis derivado de biomasa con un primer catalizador de desoxigenación en presencia de hidrógeno en unas primeras condiciones de hidroprocesamiento predeterminadas, para formar un primer efluente de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo oxígeno. El primer catalizador de desoxigenación comprende un soporte neutral de catalizador, níquel, cobalto y molibdeno. Además, el primer catalizador de desoxigenación comprende el níquel en una cantidad calculada como óxido de desde 0.1% a 1.5% en peso.

Description

MÉTODOS Y CATALIZADORES PARA DESOXIGENAR ACEITE DE PIRÓLISIS DERIVADO DE BIOMASA CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere en general a métodos y a catalizadores para la producción de biocombustibles, y más particularmente, a métodos y a catalizadores para la producción de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxigeno a partir de la desoxigenación catalítica del aceite de pirólisis derivado de biomasa.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION La parálisis rápida es un proceso durante el cual la materia prima de biomasa orgánica carbonácea, es decir, la "biomasa", tal como los residuos de madera, residuos agrícolas, algas, entre otros; son rápidamente calentados hasta alcanzar una temperatura de entre 300°C a 900°C en ausencia de aire utilizando un reactor de pirólisis. Bajo estas condiciones, son producidos los productos sólidos, los productos líquidos y los productos gaseosos de pirólisis. Una parte condensable (los vapores) de los productos de pirólisis gaseosos, es condensada en aceite de pirólisis derivado de biomasa. El aceite de pirólisis derivado de biomasa puede ser quemado directamente como combustible para ciertas aplicaciones de calderas y de hornos, y también puede servir como un material de alimentación potencial en procesos catalíticos para la producción de combustibles en refinerías de petróleo. El aceite de pirólisis derivado de biomasa tiene el potencial de reemplazar hasta un 60% de los combustibles para el transporte, reduciendo de este modo, la dependencia del petróleo convencional y reduciendo su impacto ambiental.

Sin embargo, el aceite de pirólisis derivado de biomasa es un líquido orgánico altamente oxigenado y complejo, que tiene propiedades que actualmente limitan su utilización como biocombustible . Por ejemplo, el aceite de pirólisis derivado de biomasa tiene una alta acidez y una baja densidad de energía atribuible en gran parte a los hidrocarburos oxigenados en el aceite, los cuales experimentan además reacciones secundarias durante el almacenamiento. El término "Hidrocarburos oxigenados" como se utiliza en la presente invención, se refiere a compuestos orgánicos que contienen hidrógeno, carbono y oxígeno. Tales hidrocarburos oxigenados en el aceite de pirólisis derivado de biomasa incluyen a los ácidos carboxílieos , fenoles, cresoles, alcoholes, aldehidos, entre otros. El aceite de pirólisis derivado de biomasa convencional comprende un 30% en peso de oxígeno el cual proviene de estos hidrocarburos oxigenados. La conversión del aceite de pirólisis derivado de biomasa en biocombustibles y productos químicos, requiere una desoxigenación completa o parcial del aceite de pirólisis derivado de biomasa. Tal desoxigenación puede proceder por dos vías principales, a saber, la eliminación ya sea de agua, o bien, de C02. Desafortunadamente, la desoxigenación del aceite de pirólisis derivado de biomasa conduce¦ a una rápida obstrucción o ensuciamiento del catalizador de procesamiento en un reactor de hidroprocesamiento la cual es causada por la formación de sólidos provenientes del aceite de pirólisis derivado de biomasa. Ciertos componentes del aceite de pirólisis se forman en los catalizadores de procesamiento causando el ensuciamiento del lecho catalítico, la reducción de la actividad del catalizador y causando además su acumulación en el reactor de hidroprocesamiento. Se cree que esta obstrucción es debido a una polimerización catalizada por ácidos de los diversos componentes del aceite de pirólisis derivado de biomasa la cual es capaz de crear ya sea, un polímero vitreo marrón o un carbón en polvo marrón, los cuales limitan la duración de la ejecución y de la procesabilidad del aceite de pirólisis derivado de biomasa.

Por consiguiente, es deseable proporcionar métodos y catalizadores para la producción de aceites de pirólisis derivados de biomasa bajos en oxígeno. Además, también es deseable producir aceites de pirólisis derivados de biomasa bajos en oxígeno sin la obstrucción del catalizador contenido en un reactor, aumentando de este modo, la duración de la ejecución y mejorando la procesabilidad del aceite de pirólisis derivado de biomasa.

Otras características deseables y otras características de la presente invención, se harán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de la invención y de las reivindicaciones anexas, tomadas en conjunto con los dibujos que se acompañan y con los antecedentes de la invención.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN En la presente invención se proporcionan métodos y catalizadores para la desoxigenación de un aceite de pirólisis derivado de biomasa. De acuerdo con una modalidad de realización de la presente invención, un método para la desoxigenación de un aceite de pirólisis derivado de biomasa comprende la etapa de poner en contacto el aceite de pirólisis derivado de biomasa con un primer catalizador de desoxigenación en presencia de hidrógeno en unas primeras condiciones de hidroprocesamiento predeterminadas para formar un primer efluente de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxígeno. El primer catalizador de desoxigenación comprende un soporte neutral del catalizador, níquel, cobalto y molibdeno. El primer catalizador de desoxigenación comprende níquel en una cantidad calculada como óxido de 0.1% a 1.5 % en peso .

De acuerdo con otra modalidad de realización de la presente invención, se provee un método para la desoxigenación de un aceite de pirólisis derivado de biomasa. El método comprende la etapa de introducir hidrógeno y una corriente de alimentación que comprende el aceite de pirólisis derivado de biomasa a un primer reactor de hidroprocesamiento que contiene un primer catalizador de desoxigenación. El primer reactor de hidroprocesamiento es operado en unas primeras condiciones de hidroprocesamiento predeterminadas para formar un primer efluente de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo oxigeno. El primer catalizador de desoxigenación comprende un soporte neutral del catalizador, níquel, cobalto y molibdeno. El primer catalizador de desoxigenación comprende níquel en una cantidad calculada como óxido de 0.1% a 1.5% en peso, cobalto en una cantidad calculada como óxido de 2% a 4% en peso, molibdeno en una cantidad calculada como óxido de 10% a 20% en peso. El soporte neutral del catalizador se selecciona del grupo que consiste de un soporte de óxido de titanio (TÍO2) , un soporte de óxido de circonio (Zr02), un soporte de óxido de niobio (Nb205) , un soporte de teta-alúmina, y combinaciones de los mismos.

De acuerdo con otra modalidad de realización de la presente invención, se proporciona un catalizador para la desoxigenación de un aceite de pirólisis derivado de biomasa. El catalizador comprende un soporte neutral del catalizador, níquel, cobalto y molibdeno. El níquel está en una cantidad calculada como óxido de 0.1% a 1.5% en peso, el cobalto está en una cantidad calculada como óxido de 2% a 4% en peso, el molibdeno está en una cantidad calculada como óxido de 10% a 20% en peso. El soporte neutral del catalizador se selecciona del grupo que consiste de un soporte de óxido de titanio (Ti02) , un soporte de óxido de circonio (Zr02), un soporte de óxido de niobio (Nb205) , un soporte de teta-alúmina, y combinaciones de los mismos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las modalidades de realización de la presente invención, se describirán más adelante junto con las siguientes figuras, en las que números de referencia indican los mismos elementos constituyentes, y en donde: La figura 1 ilustra esquemáticamente un aparato para la desoxigenación de un aceite de pirólisis derivado de biomasa, de acuerdo con una modalidad de realización representativa de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La siguiente descripción detallada, es meramente de naturaleza ilustrativa y no se pretende con ella limitar el alcance de la presente invención, o la aplicación, y los usos de la misma. Además, no hay ninguna intención de vincular ninguna teoría presentada en los Antecedentes de la Invención o en la siguiente Descripción Detallada.

Varias modalidades de realización que son contempladas en la presente solicitud de patente, se refieren a métodos y a catalizadores para la desoxigenación de un aceite de pirólisis derivado de biomasa. A diferencia del estado de técnica, las modalidades de realización ejemplificadas en la presente producen un aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxigeno, mediante la etapa de contactar un aceite de pirólisis derivado de biomasa con un catalizador de desoxigenación en presencia de hidrógeno en condiciones de hidroprocesamiento predeterminadas. El catalizador de desoxigenación comprende un soporte neutral del catalizador, cobalto, molibdeno y una pequeña cantidad de níquel que están dispuestos en dicho soporte neutral del catalizador. En la presente invención, los inventores han encontrado que el soporte neutral del catalizador es estable y resistente a la disolución a lo largo del tiempo en el aceite de pirólisis derivado de biomasa, el cual normalmente tiene un alto contenido de agua, y por lo tanto, proporciona un soporte robusto y duradero para los metales catalíticamente activos de cobalto, molibdeno, y níquel. Por otra parte, el soporte neutral del catalizador no promueve la polimerización catalizada por ácidos de los diversos componentes del aceite de pirólisis derivado de biomasa, que de otro modo, causan la obstrucción del catalizador. Además, los inventores han encontrado que la actividad del catalizador de cobalto-molibdeno, la cual es relativamente baja, pero resistente a la obstrucción del catalizador, puede ser aumentada selectivamente con la adición de una pequeña cantidad de níquel para desoxigenar eficazmente el aceite de pirólisis derivado de biomasa, pero sin aumentar la actividad del catalizador a tal grado como para que dicho catalizador se obstruya .

Se debe apreciar, que mientras que el aceite desoxigenado producido de acuerdo con las modalidades de realización ejemplificadas en la presente invención se describe y refiere generalmente en la presente solicitud como un "aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxígeno", este término generalmente también incluye a cualquier aceite producido que tenga una menor concentración de oxígeno que el aceite de pirólisis derivado de biomasa convencional. El término "aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxígeno" incluye al aceite que no tiene nada de oxígeno, es decir, un aceite de pirólisis derivado de biomasa en el cual todos los hidrocarburos oxigenados han sido convertidos en hidrocarburos (es decir, un "producto de hidrocarburos"). Preferiblemente, el aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxígeno comprende oxígeno sólo en una cantidad de 0% a 5% en peso. El término "hidrocarburos" como se usa en la presente invención, se refiere a compuestos orgánicos que contienen principalmente sólo hidrógeno y carbono, es decir, que no contienen oxigeno. El término "hidrocarburos oxigenados" como se usa en la presente invención, se refiere a compuestos orgánicos que contienen hidrógeno, carbono y oxigeno. Algunos ejemplos de hidrocarburos oxigenados contenidos en el aceite de pirólisis derivado de biomasa incluyen a los alcoholes tales como los fenoles y cresoles, los ácidos carboxilicos, a otros alcoholes y los aldehidos, entre otros.

Haciendo referencia ahora a la figura 1, en ésta se proporciona una representación esquemática de un aparato 10 para la desoxigenación de un aceite de pirólisis derivado de biomasa de acuerdo con una modalidad de realización de la presente invención. Una corriente de alimentación 12 que contiene un aceite de pirólisis derivado de biomasa y un gas que contiene hidrógeno 13 son introducidos a un primer reactor de hidroprocesamiento 14. El aceite de pirólisis derivado de biomasa puede ser producido, tal como, por ejemplo, de la pirólisis de biomasa en un reactor de pirólisis. Prácticamente cualquier forma de biomasa puede ser utilizada para la pirólisis a fin de producir un aceite de pirólisis derivado de biomasa. El aceite de pirólisis derivado de biomasa puede ser derivado de material de biomasa, tal como, madera, residuos agrícolas, frutos secos y semillas, algas, residuos forestales, y otros materiales similares. El aceite de pirólisis derivado de biomasa puede ser obtenido mediante diferentes metodologías de pirólisis, tales como, por ejemplo, pirólisis rápida, pirólisis al vacío, pirólisis catalítica, y pirólisis lenta o carbonización, y otros procesos similares. La composición del aceite de pirólisis derivado de biomasa puede variar considerablemente y depende de las variables de la materia prima y del procesamiento. Algunos ejemplos de aceites de pirólisis derivados de biomasa "tal cual como son producidos" pueden contener desde 1,000 hasta 2,000 ppm de metales totales, de 20% a 33% en peso de agua que puede tener una alta acidez (por ejemplo, índice de acidez total (TAN)> 150), y un contenido de sólidos de 0.1% en peso a 5% en peso. El aceite de pirólisis derivado de biomasa puede ser sin tratamiento alguno (por ejemplo, "tal cual como es producido") . Sin embargo, si es necesario el aceite de pirólisis derivado de biomasa puede ser tratado selectivamente para reducir cualquiera o todas las variables anteriormente señaladas, a un nivel deseado.

El primer reactor de hidroprocesamiento 14 contiene un primer' catalizador de desoxigenación. En un ejemplo de una modalidad de realización, el primer catalizador de desoxigenación comprende un soporte neutral del catalizador. Como se usa en la presente invención, el término "soporte neutral de catalizador" se define como un soporte que muestra menos del 15% de conversión total de 1-hepteno en un reactor catalítico de ensayo de la siguiente manera: 0.25 g de material de soporte sólido (tierras tamizadas a una malla de 40/60) es cargado en un reactor tubular y es calentado bajo un flujo de hidrógeno (1 atmósfera, a flujo ascendente) a 550°C durante 60 minutos. El reactor es enfriado a 425°C, la velocidad del flujo de hidrógeno es fijada a 1 slm (litros estándar por minuto) , y el ?-hepteno es introducido en el lecho de catalizador (por inyección en, o por saturación de la corriente de hidrógeno) a una proporción de ~0.085 g/min. La conversión de 1-hepteno se define por 100* (1-X (hepteno) ) , en donde X es la fracción molar de 1-hepteno en el producto de hidrocarburo tal como se determina mediante un análisis cromatográfico de gases de la corriente del efluente del reactor. Pueden utilizarse varias opciones para realizar1 el análisis cromatográfico de gases como es bien conocido en el estado de la técnica, así como otros métodos analíticos conocidos en el estado de la técnica pueden sustituir al análisis cromatográfico de gases, siempre y cuando una fracción molar de n-hepteno en el producto, pueda ser calculada. Preferiblemente, el soporte neutral del catalizador comprende un soporte de óxido de titanio (Ti02), un soporte de óxido de circonio ( Zr02) , un soporte de óxido de niobio (Nb205) , un soporte de teta-alúmina, y combinaciones de los mismos, y más preferiblemente, comprende un soporte de óxido de titanio (Ti02) o un soporte de óxido de zirconio (Zr02) . Los soportes de óxido de metal no-alúmina pueden ser mezclados con uno o más componentes adicionales para mejorar la estabilidad física y/o la estabilidad de la fase del óxido del metal. Algunos componentes que mejoran la estabilidad física incluyen, pero no se limitan a, carbono, otros óxidos metálicos y arcillas, como es bien conocido en el estado de la técnica. Algunos componentes que mejoran la estabilidad de la fase incluyen, pero no se limitan a, metales básicos, metales de transición, no metales, metales lantánidos, y combinaciones de los mismos. El término "teta-alúmina", como se usa en la presente invención, se refiere a la alúmina que tiene una cristalinidad medida por difracción de rayos X correspondiente a la caracterizada en el Comité de Estándares de Difracción de Polvos (Joint Committee on Powder Diffraction Standards) número 23-1009.

El primer catalizador de desoxigenación también comprende metales dispuestos en el soporte neutral del catalizador. Los metales son el níquel, el cobalto y el molibdeno. En un ejemplo de una modalidad de realización, el níquel está presente en una cantidad calculada como óxido de 0.1% a 1.5% en peso, y preferiblemente, de 0.5% a 1.0% en peso del primer catalizador de desoxigenación. El cobalto está presente en una cantidad calculada como óxido de 2% al 4% en peso, y preferiblemente, 3% en peso del primer catalizador de desoxigenación. El molibdeno está presente en una cantidad calculada como óxido de 10% a 20% en peso, y preferiblemente 15% en peso del primer catalizador de desoxigenación. El término "calculado como óxido" significa que el metal se calcula como un óxido de metal . Cuando los metales se incorporan inicialmente sobre el soporte neutral del catalizador, éstos pueden estar presentes como un óxido de metal, en lugar de estar en un estado metálico. Por lo tanto, tal como se utiliza en la presente solicitud de patente, si el metal se "calcula como óxido", significa que el catalizador tiene X% de óxido de metal. La cantidad real del metal será algo menor dependiendo de la estequiometria de un óxido especifico. El óxido es eliminado durante la desoxigenación dejando la forma metálica del metal sobre el soporte neutral del catalizador.

El primer reactor de hidroprocesamiento 14 puede ser, por ejemplo, un reactor discontinuo o un reactor de flujo continuo, como por ejemplo, un reactor1 tubular de flujo ascendente o descendente, con o sin catalizador de lecho fijo, un reactor de agitación continua, y otros reactores similares. Otros reactores conocidos por los expertos en la técnica para el hidroprocesamiento catalítico de una materia prima a base de aceite también pueden ser utilizados. En un ejemplo de una modalidad de realización, el primer reactor de hidroprocesamiento 14 está operando en unas primeras condiciones de hidroprocesamiento predeterminadas las cuales incluyen una temperatura de reacción de 100°C a 400°C, una presión de 3, 200 kPa a 12, 400 kPa (450 psig a 1, 800 psig) , una velocidad espacial por hora de liquido de 0.25 de volumen de alimentación liquida/volumen de catalizador/hora (Hr_1) a 1.0 Hr-1, y una proporción de tratamiento de gas que contiene hidrógeno de 1,000 SCF/B a 12,000 SCF/B.

El aceite de pirólisis derivado de biomasa contenido en la corriente de alimentación 12, se pone en contacto con el primer catalizador de desoxigenación, en las primeras condiciones de hidroprocesamiento predeterminadas, en presencia de hidrógeno, para formar un primer efluente dé aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxigeno 16, mediante la conversión de al menos una porción de los hidrocarburos oxigenados contenidos en el aceite de pirólisis derivado de biomasa, en hidrocarburos. En particular, el hidrógeno proveniente del gas que contiene hidrógeno 13, elimina el oxigeno del aceite de pirólisis derivado de biomasa como agua, produciendo de este modo, el efluente de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxigeno 16. El aceite contenido en el efluente de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxigeno 16, puede ser parcialmente desoxigenado debido a la presencia de algunos hidrocarburos oxigenados residuales, o puede ser sustancialmente completamente desoxigenado, en donde sustancialmente, la totalidad de los hidrocarburos oxigenados han sido convertidos en hidrocarburos.

El efluente de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxígeno 16, es retirado del primer reactor de hidroprocesamiento 14, y pasa a lo largo de una unidad de separación 18, para eliminar el agua 20, y formar un efluente de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxigeno y reducido en agua 22.

El efluente de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxígeno y reducido en agua 22, puede ser removido del aparato 10 a lo largo de la línea 24 (por ejemplo, si es sustancialmente totalmente desoxigenado) o, alternativamente, al menos una porción del efluente de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxígeno y reducido en agua 22, puede ser dirigido a lo largo de la línea 26.

En un ejemplo de una modalidad de realización de la presente invención, al menos una parte del efluente de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxígeno y reducido en agua 22, se pasa a lo largo de la línea 26 y es introducido a un segundo reactor de hidroprocesamiento 28. El efluente de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxígeno y reducido en agua 22, es expuesto a un segundo catalizador de desoxigenación en presencia de un gas que contiene hidrógeno adicional 30, en unas segundas condiciones de hidroprocesamiento predeterminadas en el segundo reactor de hidroprocesamiento 28, para convertir cualesquiera hidrocarburos oxigenados residuales en el efluente 22, en hidrocarburos y formar un segundo efluente de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxigeno 32. Preferiblemente, el segundo efluente de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxigeno 32, es sustancialmente totalmente desoxigenado, es decir, es libre, o no contiene, oxígeno. El segundo catalizador de desoxigenación puede ser un catalizador de hidroprocesamiento convencional, tal como níquel y molibdeno sobre un soporte de gama-alúmina, u otros catalizadores bien conocidos en el estado de la técnica, o alternativamente, puede tener una composición similar a la del primer catalizador de desoxigenación. Las segundas condiciones de hidroprocesamiento predeterminadas, incluyen una temperatura de reacción de 300°C a 350°C, una presión de 3,550 kPa a 12,400 kPa (500 psig a 1,800 psig) , una velocidad espacial horaria de líquido de 0.5 Hr"1 a 1.5 Hr-1, y una proporción de tratamiento de gas que contiene hidrógeno de 400 SCF/B a 8,000 SCF/B. El segundo reactor de hidroprocesamiento 28, puede ser un reactor tal como un reactor tubular de lecho fijo, un reactor de tanque de agitación, y otros reactores similares.

La cantidad total mínima de gas que contiene hidrógeno 13 y/o de gas que contiene hidrógeno adicional 30 necesaria para convertir sustancialmente la totalidad de los hidrocarburos oxigenados del aceite de pirólisis derivado de biomasa contenido en la corriente de alimentación 12 comprende de 1-2 equivalentes de gas que contiene hidrógeno por un equivalente de oxigeno no acuoso. El oxigeno no acuoso en el aceite de pirólisis derivado de biomasa, es derivado de los grupos funcionales de los hidrocarburos oxigenados contenidos en el mismo. Por ejemplo, un equivalente de un grupo funcional de alcohol y un grupo funcional de cetona, requiere 1 equivalente de gas que contiene hidrógeno para la desoxigenación, mientras que un equivalente de un grupo funcional de éster requiere 2 equivalentes de gas que contiene hidrógeno, y 1 equivalente de un grupo funcional de ácido carboxilico requiere de 1.5 equivalentes de gas que contiene hidrógeno. Por lo tanto, por ejemplo, mientras más ésteres y ácidos carboxilicos estén presentes en el aceite de pirólisis derivado de biomasa, será necesario más gas que contiene hidrógeno para la conversión de todos los hidrocarburos oxigenados contenidos en dicho aceite, en hidrocarburos. La cantidad mínima de gas que contiene hidrógeno para desoxigenar sustancialmente el aceite de pirólisis derivado de biomasa es igual a, de uno a tres equivalentes molares del oxígeno no acuoso contenido en el mismo. La cantidad de oxígeno no acuoso = A-B; en donde A es la cantidad total de oxígeno en el aceite de pirólisis derivado de biomasa, tal como se determina por un método de combustión que es bien conocido en el esto de técnica; y B es la cantidad total de oxigeno en el agua contenida en el aceite de pirólisis derivado de biomasa. Para determinar B, el contenido total de agua en el aceite de pirólisis derivado de biomasa, es determinado primero, por el Método de Titulación del Reactivo de Karl Fischer (ASTM D1364) como es bien conocido para un experto en la técnica. También puede utilizarse un exceso de gas que contiene hidrógeno 13 y/o 30.

El segundo efluente de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxigeno de 32, puede ser retirado del aparato 10 a lo largo de la línea 34. En al menos un ejemplo de una modalidad de realización, al menos una porción del efluente de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxígeno y reducido en agua 22 y/o al menos una porción del segundo efluente de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxígeno 32, son reciclados en el aparato 10 siendo dirigidos a la corriente de alimentación 12. En un ejemplo, al menos una porción del efluente de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxígeno y reducido en agua 22, se hace pasar a lo largo de la línea 38 y es introducido en la corriente de alimentación 12 antes y/o arriba de, el primer reactor de hidroprocesamiento 14. En otro ejemplo, el segundo efluente de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxígeno 32, se hace pasar a lo largo de la línea 36 y es introducido en la corriente de alimentación 12 antes y/o arriba de, el primer reactor de hidroprocesamiento 14. El reciclamiento de al menos una porción del efluente de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxigeno y reducido en agua 22 y/o del segundo efluente de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxigeno 32, ayuda a controlar la temperatura de la reacción de desoxigenación altamente exotérmica en el primer reactor de hidroprocesamiento 14. Los beneficios de reciclar al menos una porción de cualquiera de estos efluentes 22 y/o 32 incluyen, pero no se limitan a, un aumento de la solubilidad del hidrógeno, inmolación de la exotermia por dilución de las especies reactivas, y la reducción de la proporción de reacción de los reactivos bimoleculares que conducen a la obstrucción del catalizador. La relación preferida del efluente reciclado de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxigeno y reducido en agua 22 y/o del segundo efluente reciclado de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxigeno 32, comprende una relación que va de 1.5:1 a 5:1.

De conformidad con la divulgación realizada en presente invención, se han descrito métodos y catalizadores para la desoxigenación de un aceite de pirólisis derivado de biomasa. A diferencia de las enseñanzas divulgadas en estado de la técnica, los ejemplos de las modalidades de realización descritas en esta solicitud de patente, producen un aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxigeno mediante la etapa de poner en contacto un aceite de pirólisis derivado de biomasa con un catalizador de desoxigenación en presencia de hidrógeno en unas condiciones de hidroprocesamiento predeterminadas. El catalizador de desoxigenación comprende un soporte neutral de catalizador, cobalto, molibdeno y una pequeña cantidad de níquel, que están dispuestos en el soporte neutral de catalizador. El soporte neutral de catalizador es estable y resistente a la disolución a lo largo del tiempo en el aceite de pirólisis derivado de biomasa, el cual normalmente tiene un alto contenido de agua, y por lo tanto, proporciona un soporte robusto y duradero para los metales catalíticamente activos de cobalto, molibdeno y níquel. Por otra parte, el soporte neutral del catalizador no promueve la polimerización catalizada por ácidos de los diversos componentes del aceite de pirólisis derivado de biomasa, que de otro modo, causan la obstrucción del catalizador. Por otra parte, la actividad del catalizador de cobalto-molibdeno, la cual es relativamente baja, pero resistente a la obstrucción del catalizador, puede ser aumentada selectivamente con la adición de una pequeña cantidad de níquel para desoxigenar eficazmente el aceite de pirólisis derivado de biomasa, pero sin aumentar la actividad del catalizador a tal grado como para que dicho catalizador se obstruya.

Mientras que, al menos un ejemplo de una de las modalidades de realización de esta invenvión ha sido presentada en la Descripción Detallada señalada anteriormente, se deberá apreciar que existe un gran número de variaciones posibles y/o de modalidades de realización de la presente invención. También debe de apreciarse que la modalidad de realización, o las modalidades de realización son sólo ejemplos ilustrativos, y no están destinados a limitar el alcance, la aplicabilidad, o la configuración de la invención de ninguna manera. Más bien, la Descripción Detallada anterior, debe de proporcionar a los expertos en la técnica una guia conveniente para la implementación de una de las modalidades de realización de la presente invención, en el entendimiento de que varios cambios y ajustes se pueden hacer en el funcionamiento y en la disposición de los elementos descritos en una modalidad de realización particular sin apartarse del alcance de la presente invención, tal como se expone en las Reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes legales.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un método para la desoxigenación de un aceite de pirólisis derivado de biomasa, el método caracterizado porque comprende la etapa de: poner en contacto el aceite de pirólisis derivado de biomasa, con un primer catalizador de desoxigenación en presencia de hidrógeno, en unas primeras condiciones de hidroprocesamiento predeterminadas, para formar un primer efluente de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxígeno ( 16 ) , en donde el primer catalizador de desoxigenación comprende un soporte neutral de catalizador, níquel, cobalto y molibdeno, y en donde el primer catalizador de desoxigenación comprende al níquel en una cantidad calculada como óxido de desde 0.1% a 1.5% en peso.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la etapa de poner en contacto, incluye poner en contacto el aceite de pirólisis derivado de biomasa, con el primer catalizador de desoxigenación que comprende níquel en una cantidad calculada como óxido de desde 0.5% a 1% en peso.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la etapa de poner en contacto, incluye poner en contacto el aceite de pirólisis derivado de biomasa, con el primer catalizador de desoxigenación que comprende cobalto en una cantidad calculada como óxido de desde 2% a 4% en peso.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la etapa de poner en contacto, incluye poner en contacto el aceite de pirólisis derivado de biomasa, con el primer catalizador de desoxigenación que comprende molibdeno en una cantidad calculada como óxido de desde 10% a 20% en peso .

5. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la etapa de poner en contacto, incluye poner en contacto el aceite de pirólisis derivado de biomasa, con el primer catalizador de desoxigenación que comprende el soporte neutral de catalizador, el cual se selecciona del grupo que consiste de: un soporte de óxido de titanio (Ti02) , un soporte de óxido de circonio (ZrÜ2) , un soporte de óxido de niobio (ND2O5) , un soporte de teta-alúmina, y combinaciones de los mismos.

6. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además la etapa de: eliminar el agua del primer efluente de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxigeno (16), para formar un efluente de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxigeno y reducido en agua (22) .

7. El método de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el primer catalizador de desoxigenación está contenido en un primer reactor de hidroprocesamiento (14), y la etapa de poner en contacto incluye, introducir una corriente de alimentación (12) que contiene el aceite de pirólisis derivado de biomasa, al primer reactor de hidroprocesamiento (14); y en donde el método se caracteriza porque comprende además la etapa de: combinar al menos una porción del efluente de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxigeno y reducido en agua (22), con la corriente de alimentación (12), para su introducción en el primer reactor de hidroprocesamiento (14) .

8. El método de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque comprende además la etapa de: poner en contacto al menos una porción del efluente de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxigeno y reducido en agua (22), con un segundo catalizador de desoxigenación en presencia de hidrógeno, en unas segundas condiciones de hidroprocesamiento predeterminadas, para formar un segundo efluente de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxigeno (32).

9. El método de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el primer catalizador de desoxigenación, está contenido en un primer reactor de hidroprocesamiento (14), y la etapa de poner en contacto incluye, introducir una corriente de alimentación (12) que contiene el aceite de pirólisis derivado de biomasa, al primer reactor de hidroprocesamiento (14); y en donde el método se caracteriza porque comprende además la etapa de: combinar al menos una porción del segundo efluente de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxigeno (32), con la corriente de alimentación (12), para su introducción en el primer reactor de hidroprocesamiento (14).

10. Un método para la desoxigenación de un aceite de pirólisis derivado de biomasa, el método se caracteriza porque comprende la etapa de: introducir hidrógeno y una corriente de alimentación (12) que comprende el aceite de pirólisis derivado de biomasa, a un primer reactor de hidroprocesamiento (14) que contiene un primer catalizador de desoxigenación y que está operando en unas primeras condiciones de hidroprocesamiento predeterminadas, para formar un primer efluente de aceite de pirólisis derivado de biomasa bajo en oxigeno (16), en donde el primer catalizador de desoxigenación comprende un soporte neutral de catalizador, níquel, cobalto y molibdeno, y en donde el primer catalizador de desoxigenación comprende níquel en una cantidad calculada como óxido de desde 0.1% a 1.5% en peso, cobalto en una cantidad calculada como óxido de desde 2% a 4% en peso, molibdeno en una cantidad calculada como óxido de desde 10% a 20% en peso, y en donde el soporte neutral de catalizador se selecciona del grupo que consiste de un soporte de óxido de titanio (TÍO2) , un soporte de óxido de circonio (Zr02), un soporte de óxido de niobio (Nb205) , un soporte de teta-alúmina, y combinaciones de los mismos.