SE1450702A1 - Process för behandling av tunga rester, som härstammar frånmaterial av biologisk ursprung, och för framställning av flytande bränsle - Google Patents

Abstract

Ifrågavarande uppfinning hänför sig till en process för behandling av tunga rester som härstammar från material av biologiskt ursprung, varvid nämnda tunga rester utsätts för hydrolys och reningsbehandling med efterföljande separering av en organisk fas och en vattenfas. Uppfinning berör även en process för framställning av flytande bränsle och bränslekomponenter, varvid den erhållna organiska fasen vidare utsätts för katalytisk vätebehandling.

Description

2 Rå tallolja kan brännas för att åstadkomma värme och elektricitet, eller så kan den vidare utnyttjas till exempel av företag som förädlar tallolja. Rå tallolja kan även omvandlas till kolväten lämpliga som flytande bränsle och dylikt.

Bolag som förädlar tallolja separerar vanligtvis vissa grupper av föreningar (t.eX. fria hartssyror och fettsyror) från tallolja eller råtallolja, vilket resulterar i en restprodukt som kallas talloljebeck (tall oil pitch, TOP). Vid talloljefraktionering är talloljebeckets andel av rå talloljan vanligtvis kring 30-35°/o. Talloljebeck består i huvudsak av neutrala komponenter, vanligtvis kring 70-90 %, men innehåller i allmänhet även hartssyror, vanligtvis kring 10-20 %, och rester av fettsyror, vanligtvis kring 2-5 %, varvid alla procenttal gäller massa. Neutrala komponenter består i huvudsak av steroler, stanoler, sterol-/stanolestrar, polymeriska syror, polymeriska neutrala ämnen, dimerer, trimerer och ligninderivat. Även en del harssyreestrar kan förekomma i talloljebeck. Vanligtvis bränns talloljebeck i kalkugnar eller i kraftvärmeverk.

Vid framställning av flytande bränsle kan rå tallolja förbehandlas för att avlägsna överlopps metaller och komponenter med hög kokpunkt (>600°C) före densamma utsätts för katalytisk vätebehandling. Rå tallolja kan utsättas för avhartsning, där rå tallolja indunstas. Vid avhartsning förlorar man en betydande del värdefullt råmaterial som tunga rester (beck). Nämnda beck förbränns oftast för energiproduktion.

Mängden tunga rester som bildas då rå tallolja avdunstas kan vara åtm. 5-15 % beräknat på basen av råmaterialet. De tunga resterna (becket) som avlägsnats innehåller ännu neutrala komponenter, såsom estrar av steroler och stanoler, hartssyror och fettsyror, och en del av syrorna kan vara kemiskt bundna till de neutrala komponenterna. De tunga resterna leds i allmänhet till förbränning.

För att maximera utnyttjandet av tunga rester som härstammar från material av biologiskt ursprung, såsom talloljebeck och de tunga resterna och beckfraktioner som härstammar från tallolja, som erhålls t.e><. vid avhartsning, indunstning och destillering, finns ett behov av konvertering av i synnerhet neutrala komponenter som finns i de tunga resterna, becket och beckfraktionerna, till komponenter, såsom steroler, stanoler, fettsyror, hartssyror, estrar och alkoholer. 10 15 20 25 30 35 SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Enligt en utförandeform, hänför sig uppfinningen till en process för behandling av tunga rester som härstammar från material av biologiskt ursprung, varvid en blandning som bildats från råvara omfattande minst en tung rest som härstammar från material av biologiskt ursprung och ett vattenbaserat ämne utsätts för hydrolys för att åstadkomma en hydrolyserad blandning, med efterföljande separering av den hydrolyserade blandningen till en organisk fas och en vattenfas, varvid den organiska fasen och minst en råvara omfattandes material av biologiskt ursprung utsätts för minst en reningsbehandling för att erhålla en renad produkt.

Processen för behandling av tunga rester som härstammar från material av biologiskt ursprung enligt ifrågavarande uppfinning erbjuder renade produkter eller komponenter användbara som råmaterial för kemisk förädling.

Enligt en annan utförandeform, berör ifrågavarande uppfinning även en process för framställning av flytande bränsle och bränslekomponenter, varvid en blandning som bildats av råvara omfattande minst en tung rest som härstammar från material av biologiskt ursprung och ett vattenbaserat ämne utsätts för hydrolys för att åstadkomma en hydrolyserad produkt, med efterföljande separering av den hydrolyserade blandningen till en organisk fas och en vattenfas, varvid den organiska fasen och råvara omfattande material av biologiskt ursprung utsätts för minst en reningsbehandling för att erhålla en renad produkt och sedan utsätta den renade produkten för katalytisk vätebehandling varvid flytande bränsle eller dess komponenter erhålls.

Därtill erbjuder processen för framställning av flytande bränsle eller bränslekomponenter enligt ifrågavarande uppfinning biooljor, vilka kan användas till exempel som bränslen och bränslekomponenter.

Ett syfte med uppfinningen är därmed att erbjuda en process för att på ett effektivt och förmånligt sätt konvertera potentiella material som finns i tunga rester som härstammar från material av biologiskt ursprung, för att åstadkomma användbara utgångsmaterial och delråvara för kemisk förädling, i synnerhet vid framställning av flytande bränsle, varvid mängden av det material som vanligtvis kastas bort eller förbränns kan förminskas. 10 15 20 25 30 35 4 Ett annat syfte med uppfinningen är att erbjuda en process för framställning av flytande bränsle och bränslekomponenter.

Ett ytterligare syfte med uppfinning är att erbjuda biooljor baserade på tunga rester som härstammar från material av biologiskt ursprung, och på förnybara utgångsmaterial, för användning som flytande bränslen eller bränslekomponenter.

DEFINITIONER Uttrycket “vätebehandling” hänvisar här till katalytisk behandling av organiskt material med hjälp av molekylärt väte.

Uttrycket “neutrala komponenter” eller “neutral fraktion” eller “neutrala material", vilka ofta även kallas “oförtvålbara”, hänvisar här till alla neutrala organiska komponenter i tunga fraktioner eller rester som erhålls då material av biologiskt ursprung behandlas eller förädlas. Exempel på nämnda material är talloljebeck och talloljematerial. Exempel på neutrala komponenter som finns i till exempel talloljebeck innefattar steroler, stanoler, sterol- och stanolestrar, polymeriska syror, polymeriska neutrala ämnen, dimerer, trimerer, ligninderivat, hartssyror och fettsyror samt estrar av dessa.

Uttrycket “tallolja” eller “rå tal|olja" (CTO) hänvisar här till en produkt som i huvudsak består av både mättade och omättade syreinnehållande organiska föreningar såsom hartser, oförtvålbara ämnen, steroler, hartssyror (i första hand abietinsyra och dess isomerer), fettsyror (i första hand linolsyra, palmitinsyra, oljesyra och linolensyra), fettalkoholer, steroler, andra alkyliska kolvätederivat, samt oorganiska orenheter (alkaliska metallföreningar, svavel-, kisel-, fosfor-, kalcium- och järnföreningar).

Tallolja innefattar även såpaolja.

Tallolja eller rå tallolja hänvisar till processade blandningar av naturligt förekommande föreningar som extraherats från träslag, såsom björk, tall, gran och asp. Den fås vanligtvis genom syrliggörning av rå talloljesåpa från massatillverkning genom sulfatprocessen och sulfitprocessen vid pappersframställning. Behandlingen och kokningen av träet åstadkommer sönderdelning av triglyceridstrukturerna och därmed innehåller inte tallolja och rå tallolja några betydande mänger triglycerider.

Sammansättningen av tallolja och rå tallolja varierar beroende på träslaget. 10 15 20 25 30 35 Uttrycket “flytande bränsle” hänvisar här till fraktioner eller delar eller blandningar av kolväten med destillationskurvor standardiserade för bränslen, såsom för dieselbränsle (medeldestillat från 160 till 380°C, EN 590), bensin (150 till 210°C, EN 228), flygbränsle (160 till 300°C, ASTM D-1655 jetbränsle), flygfotogen, nafta, etc.

KORT BESKRIVNING AV BILDERNA Figur 1 är ett schematiskt flödesdiagram som representerar en utförandeform av processen för framställning av flytande bränsle.

Figur 2 visar destillationskurvor för beck före och efter behandling.

DETAILJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Uppfinningen baserar sig på idén att man effektivt kunde utnyttja de värdefulla komponenterna som finns i tunga rester som härstammar från material av biologiskt ursprung. Exempel på sådana rester är talloljebeck, fraktioner av talloljebeck och tunga rester och/eller fraktioner erhållna från avhartsning, indunstning och destillering av talloljematerial, rå tallolja och dylikt. Man upptäckte att nämnda värdefulla komponenter kan omvandlas till utgångsmaterial och delråvara, vilka lämpar sig för kemiskbehandling, såsom katalytisk vätebehandling för att tillhandahålla flytande bränsle eller bränslekomponenter. Utbytet för flytande bränsle eller komponenter av flytande bränsle kan höjas och mängden restmaterial som förs vidare till förbränning kan förminskas avsevärt.

I processen enligt uppfinningen utsätts tunga rester som härstammar från material av biologiskt ursprung för hydrolys, där framförallt neutrala komponenter som finns i nämnda tunga rester hydrolyseras för att åstadkomma värdefulla komponenter. Då nämnda tunga rester härstammar från talloljematerial, kan man erhålla föreningar, såsom hartssyror, fettsyror, steroler och stanoler. Fraktioner som omfattar värdefulla komponenter kan separeras och därefter ledas vidare till minst en reningsbehandling tillsammans med råvara som omfattar material av biologiskt ursprung för att erhålla renade produkter.

Produkten som erhålls från nämnda reningsbehandling kan ledas vidare till ytterligare kemisk behandling. Den renade produkten utsätts lämpligen för katalytisk vätebehandling för att erhålla flytande bränsle eller bränsle komponenter.

Ifall tunga rester som härstammar från tallolja eller talloljematerial används, kan överraskande stora mänger värdefulla föreningar separeras för vidare behandling från 10 15 20 25 6 nämnda tunga rester. Man har upptäckt att t.o.m. 50 vikt-% av de tunga resterna, såsom talloljebeck eller beckfraktioner, kan omvandlas och/eller separeras och lämpligen utnyttjas effektivt till exempel i den katalytiska vätebehandlingen. bundna till komponenter i becket, kan frigöras med mild hydrolys med efterföljande rening, Framförallt fettsyror och hartssyror, vilka är kemiskt neutrala såsom indunstningsbehandling, och därefter kan de ledas vidare till katalytisk vätebehandling.

Processen enligt ifrågavarande uppfinning, för behandling av tunga rester som härstammar från material av biologiskt ursprung, omfattar stegen där man a) utsätter en blandning som består av råvara omfattande minst en tung rest som härstammar från material av biologiskt ursprung och ett vattenbaserat ämne för hydrolys vid en temperatur från 10 till 280°C och vid ett tryck från 0 till 70 bar för att erhålla en hydrolyserad blandning, b) separerar den hydrolyserade blandningen till en organisk fas och en vattenfas, c) utsätter den organiska fasen och råvaran omfattande minst ett material av biologiskt ursprung för minst en reningsbehandling för att erhålla en renad produkt.

Nämnda renade produkt kan användas som råvara vid kemisk behandling, såsom katalytisk vätebehandling.

De tunga resterna härstammar lämpligen från talloljematerial.

Processen enligt ifrågavarande uppfinning, för framställning av flytande bränsle eller bränslekomponenter, omfattar stegen a) - c) såsom beskrivs ovan och ytterligare stegen d) - f).

Processen enligt ifrågavarande uppfinning, för framställning av flytande bränsle eller bränslekomponenter, omfattar stegen där man a) utsätter en blandning som bildats av råvara omfattande minst en tung rest som härstammar från material av biologiskt ursprung och ett vattenbaserat ämne för hydrolys vid en temperatur från 10 till 280°C och vid ett tryck från 0 till 70 bar för att erhålla en hydrolyserad blandning, b) separerar den hydrolyserade blandningen i en organisk fas och en vattenfas, 10 15 20 25 30 35 7 c) utsätter den organiska fasen och råvara omfattande minst ett material av biologiskt ursprung för minst en reningsbehandling för att erhålla en renad produkt, d) matar den renade produkten till ett reaktorsystem som omfattar minst en katalytiskt aktiv vätebehandlingsreaktionsfas vari nämnda renade produkt sätts i kontakt med minst en vätebehandlingskatalysator, e) behandlar den renade produkten katalytiskt med väte i reaktorsystemet för att åstadkomma syreavspjälkning genom vätebehandling, hydrering, isomerisation, och krackning av komponenter som finns i den renade produkten för att åstadkomma en vätebehandlingsprodukt, och f) tillvaratar minst en fraktion av vätebehandlingsprodukten som flytande bränsle eller bränslekomponent.

Tunga rester De tunga resterna kan härstamma från vilket som helst material av biologiskt ursprung, och det kan erhållas genom vilken som helst indunstningsbehandling innefattande avhartsning och destillation av nämnda material. De tunga resterna härstammar lämpligen från talloljematerial. Nämnda tunga rester kan väljas från talloljebeck (tall oil pitch, TOP, som kan erhållas till exempel från rå tallolja), tunga rester och beckfraktioner som erhålls från vilka som helst indunstningsbehandlingar innefattande destillation av avhartsning och talloljematerial, och utförts tunga indunstningsrester erhållna från reningsbehandling som som indunstningsbehandling i processen enligt uppfinningen, och kombinationer därav.

Talloljematerialen innefattar en eller flera talloljekomponenter, talloljederivat och kombinationer därav, inklusive rå tallolja, talloljefettsyror, talloljesåpa etc.

Talloljematerial hänvisar framförallt till en biprodukt vid sulfatprocessen för massatillverkning av trä, såsom barrträd, björk, asp etc. Talloljematerial är vanligtvis en blandning av fettsyror, hartssyror, neutrala komponenter och terpentinkomponenter som härstammar från trä, såsom barrträd.

Terpentinkomponenterna av tallolja består i huvudsak av C1oH1e -terpener.

Hydrolys Enligt ifrågavarande uppfinning utsätter man tunga rester, och framförallt organiska föreningar, såsom neutrala komponenter däri, för hydrolys varvid faser som omfattar värdefulla komponenter kan separeras och därefter ledas vidare till minst en 10 15 20 25 30 35 8 reningsbehandling. Ifall de tunga resterna härstammar från talloljematerial, så kan faser innefattande till exempel hartssyror, fettsyror, steroler och stanoler separeras.

I steg a) i processen enligt uppfinningen utsätter man en blandning, som bildats av råvara omfattande minst en tung rest som härstammar från material av biologiskt ursprung och ett vattenbaserat ämne, för hydrolys vid en temperatur mellan 10 och 280 °C och vid ett tryck mellan 0 och 70 bar för att erhålla en hydrolyserad blandning.

Det vattenbaserade ämnet väljs från vatten, och blandningar av vatten och minst en alkalimetallhydroxid och minst en C1-C4-alkohol.

Det vattenbaserade ämnet används i volymförhållanden från 1:20 till 20:1 i förhållande till råvaran.

Ifall endast vatten används som det vattenbaserade ämnet, är volymförhållandet mellan vatten och råvaran lämpligen från 1:2 till 10:1. Kranvatten och lämpligen demineraliserat eller dejoniserat vatten kan användas.

Alkalimetallhydroxiden är lämpligen NaOH eller KOH. Mängden alkalimetallhydroxid i blandningen är 1-20 vikt-%, lämpligen 5-15 vikt-%. C1-C4-alkoholen är lämpligen metanol, etanol, butanol eller en kombination av dessa. Mängden alkohol i blandningen varierar mellan 50-96 volym-%, lämpligen 80-95 volym-%. Mängden alkohol som behövs estimeras på basen av mängden tunga rester. I synnerhet är det lämpli t att använda metanol som erhållits som biprodukt vid massatillverkning. 9 Hydrolysen kan utföras i närvaro av en katalysator som omfattar minst en katjonisk aminförening. Hydrolysreaktionen kan förbättras med nämnda katalysatorer framförallt i sådana ifall då vatten används som vattenbaserat ämne. Ifall aminkatalysator används, är volymförhållandet mellan vatten och råvaran vanligen från 1:20 till 1o:5, lämpligen 1:15 till 1:10.

Lämpliga katjoniska aminföreningar är vattenlösliga katjoniska amintvålar innefattande primära, sekundära och tertiära mono- och polyaminer, såsom alifatiska, inklusive cykloalifatiska, mono- och polyaminer och blandningar av dessa. Nämnda aminkatalysatorer används i mängderna 0,001 - 0,5 vikt-%, beräknat på basen av råvaran, lämpligen 0,01 - 0,2 %. 10 15 20 25 30 35 9 Aminföreningarna kan innehålla upp till 20, lämpligen över 6 kolatomer i sin strukturformel. Exempel på lämpliga aminer är isopropylamin, n-propylamin, diisopropylamin, n-butylamin, di-n-butylamin, tri-n-butylamin, trietylamin, cyklohexylamin, etylendiamin, dietylentriamin, trietylentetra-amin, tetraetylenpentamin, etc.; heterocykliska N-innehållande mono- och polyaminer, till 2-(4- morfolinyletoxy)etanol, bis-2-(4-morfolinyl)etyleter, piperazin, N-aminoetylpiperazin, exampel, morfolin, N-metyl-morfolin, 4(2-aminoetoxy)etylmorfo|in, N-hydroxy-etyl-piperazin, pyridazin, pyrrol, pyrrolidin, pyridin, piperadin, pyrimidin, pyridazin, etc. Även långkedjade fettsyreaminer är användbara, såsom primära aminer från sekundär tertiär N,N- kakaofettsyror, dilaurylamin och dimetyldodekylamin.

Lämpliga kvaternära katjoniska amintvålar innefattar alifatiska aminer och arylaminer som har från 10 till 22 kolatomer, såsom kvaternära dodekylfenolamintvålar, cetyltrimetylammoniumbromid, cetyltrimetylammoniumklorid, dodekyltrimetyl- ammoniumklorid, och nonyltrimetylammoniumklorid.

Blandningen av råvara omfattande minst en tung rest som härstammar från material av biologiskt ursprung och det vattenbaserade ämnet kan bildas med hjälp av vilken som helst blandningsmetod och -anordning, med vilka man kan åstadkomma kraftig omrörning eller skakning. Lämpligen utförs blandandet med en homogenisator, med en dispergeringspump, eller en “high-shear”-mixer. Blandandet kan utföras före eller samtidigt som hydrolysen.

Ifall blandandet av råvaran med det vattenbaserade ämnet utförs före hydrolysen, används en temperatur på 5 - 120°C, lämpligen 70 - 120°C. Ifall det vattenbaserade ämnet är vatten, används en temperatur på 5 - 100°C, lämpligen 70 - 99°C.

Blandandet/homogeniseringen och hydrolysen kan utföras i samma kärl, eller så kan blandandet eller homogeniseringen utföras i ett separat blandnings- /homogeniseringskärl eller en kanal och hydrolysen kan utföras i ett separat hydrolyskärl eller en reaktor.

Vid behov kan den blandade/homogeniserade blandningen hettas upp före hydrolyssteget, lämpligen med hjälp av värmeväxlare el. dyl. 10 15 20 25 30 35 10 Hydrolysen av blandningen utförs vid en temperatur på 10 - 280°C, lämpligen 60 - 280°C. Hydrolysen av blandningen utförs vid ett tryck på 0 - 70 bar, lämpligen 0,1 - 70 bar. En hydrolyserad blandning erhålls.

Ifall endast vatten används som det vattenbaserade ämnet, utförs hydrolysen lämpligen vid en temperatur på 220 - 280°C. Lämpligen används ett tryck på 25 - 70 bar. Hydrolysen utförs lämpligen under 30 min till 10 timmar.

Då en aminkatalysator används, tillsammans med vatten som det vattenbaserade ämnet, så utförs hydrolysen lämpligen vid en temperatur på 80 - 180°C, lämpligen 80 - 125°C. Trycket är från 0 till 5 bar, lämpligen från 0,1 till 1,5 bar. Hydrolysen utförs lämpligen under 10 min till 3 timmar.

Då det vattenbaserade ämnet innefattar minst en alkalimetallhydroxid och minst en alkohol, utförs hydrolysen av blandningen vid en temperatur på 60 - 200°C, lämpligen 100 - 200°C. Ett tryck på 1 - 30 bar, lämpligen 1 - 3 bar används.

Hydrolysen utförs lämpligen från 30 min till 10 timmar, lämpligen från 45 min till 2 timmar.

Den hydrolyserade blandningens pH justeras lämpligen till ett värde på 2-3 med en syra, som väljs från starka syror, såsom H2SO4, HNOa etc. Lämpligen används H2SO4.

Då endast vatten används som det vattenbaserade ämnet, utan katalysator, justeras pH-värdet för den hydrolyserade blandningen lämpligen till 5,8 - 6,9 vid behov.

Vid behov kan den hydrolyserade blandningen, efter en valbar pH-justering, kylas före det efterföljande separationssteget, lämpligen med hjälp av värmeväxlare el. dyl.

Lämpligen kyls den hydrolyserade blandningen till en temperatur under 100°C, lämpligen till 65 - 95°C.

Separation Den hydrolyserade och valbart avkylda blandningen separeras vid en temperatur under 100°C, lämpligen vid 65 - 95°C till en organisk fas och en vattenfas.

Separationen kan utföras med något känt separeringshjälpmedel. Den organiska fasen innefattar vanligtvis icke-vattenlösliga föreningar, lättflyktiga organiska föreningar, fria syror, alkoholer och oförtvålbara komponenter och vattenfasen innefattar vanligtvis vattenlösliga föreningar, alkalimetallsalter och dylikt. Vattenfasen riktas lämpligen vidare till avfallsvattenbehandling. 10 15 20 25 30 35 11 Separationen kan utföras med vilket som helst lämpligt separationshjälpmedel, såsom hydrodynamisk separation, gravimetrisk separation, och koalescens-separation.

Lämpligen kan dekanteringsmetoder och -redskap användas.

Rening Den separerade organiska fasen och råvaran omfattande minst ett material av biologiskt ursprung leds till minst en reningsbehandling för att erhålla en renad produkt.

Materialet av biologiskt ursprung väljs från gruppen bestående av a) växtfetter, växtoljor, växtvaxer; animaliska fetter, animaliska oljor, animaliska vaxer, fiskfetter, fiskoljor, fiskvaxer, och b) återvunna fetter och oljor av livsmedelskvalitet, och fetter, oljor och vaxer erhållna genom genteknik, och c) fetter, oljor och vaxer erhållna från alger, mögel, jäst, svamp och/eller andra mikroorganismer som är kapabla att producera nämnda föreningar; och d) blandningar av nämnda biologiska råmaterial.

Enligt en utförandeform av uppfinningen, väljs materialet av biologiskt ursprung från gruppen bestående av fiskoljor såsom strömmingsolja, laxolja, sillolja, tonfiskolja, ansjovisolja, sardinolja, och makrillolja; växtoljor såsom rapsolja, rapsfröolja, canola- olja, tallolja, råtallolja, solrosfröolja, sojaolja, majsolja, hampaolja, linfröolja, olivolja, bomullsfröolja, senapsolja, palmolja, jordnötsolja, ricinolja, Jatropa-fröolja, Pongamia pinnata-fröolja, palmkärnolja, och kokosolja; och animaliska fetter såsom späck/ister, talg, renat späck/ister och renad talg, och avfalls- och återvinningsfetter och -oljor av livsmedelskvalitet, så väl som fetter, vaxer och oljor som erhållits genom genteknik; animaliska vaxer såsom bivax, Kina-vax (insektvax), shellackvax, och lanolin (u|lvax); växtvaxer såsom carnaubapalmvax, Ouricury-palmvax, jojobafröolja, candelillavax, espartovax, japanvax, terpineoler och triglycerider eller riskliolja, terpener, blandningar av dessa.

Enligt en utförandeform av uppfinningen, innefattar materialet av biologiskt ursprung icke-ätbara växtoljor eller komponenter därav eller derivat därav, till exempel erhållna som biprodukter från skogsindustrin. Enligt en utförandeform av uppfinningen, består material av biologiskt ursprung av talloljematerial.

Talloljematerial innefattar talloljekomponenter, talloljederivat och vilka som helst kombinationer därav, inklusive råtallolja (CTO), tallfettsyra (TOFA) etc. 10 15 20 25 30 35 12 Reningsbehandlingen väljs från blekning, avlägsning av gummi/harts, tvättning, jonutbyte och indunstningsbehandlingar och vilka som helst kombinationer av dessa.

Den renade produkten som erhållits genom nämnda reningsmetod(er) kan ledas vidare till ytterligare kemisk behandling, lämpligen till katalytisk vätebehandling för erhållandet av flytande bränsle eller bränslekomponenter.

Enligt en utförandeform kan avlägsning av gummi/harts användas för rening, framförallt för att avlägsna metallkomplex. Avlägsningen av gummi/harts kan utföras genom att man tvättar den organiska fasen och råvaran omfattande minst ett material av biologiskt ursprung lämpligen vid 90 - 105°C, 300-500 kPa, med en syra, såsom H3PO4, varefter man behandlar med bas, såsom NaOH och mjukt vatten och separerar de bildade gummihartsen. En stor andel av metallkomponenterna kan avlägsnas vid detta avlägsningssteg.

Enligt en annan utförandeform kan blekning användas för rening. I blekningen kan den organiska fasen samt råvaran omfattande minst ett material av biologiskt ursprung hettas upp och blandas med naturlig eller syra-aktiverad blekningslera.

Blekning kan avlägsna olika slags spår av orenheter och minska oxidationsbenägenheten. Blekning kan utföras vid undertryck för att minimera möjlig oxidation.

Enligt en utförandeform kan den organiska fasen och råvaran omfattande minst ett material av biologiskt ursprung utsättas för tvättning med vatten eller en svag syralösning.

Enligt en utförandeform kan den organiska fasen och råvaran omfattande minst ett material av biologiskt ursprung utsättas förjonutbytesbehandling.

Enligt en utförandeform kan den organiska fasen och råvaran omfattande minst ett material av biologiskt ursprung utsättas för indunstningsbehandling. I indunstningsbehandlingen matas den organiska fasen och råvaran omfattande minst ett material av biologiskt ursprung till en indunstningsenhet som omfattar minst tre indunstare, där de organiska fasen och råvaran omfattande minst ett material av biologiskt ursprung utsätts för indunstningsbehandling för att erhålla en renad produkt (ett utflöde, effluent, omfattande den renade organiska fasen) och en tung 10 15 20 25 30 35 13 indunstningsrest. Den erhållna runga indunstningsresten återförs åtminstone delvis till råvaran omfattande tunga rester.

Vid inmatningen till indunstningsenheten i indunstningsbehandlingen, är den organiska fasens viktförhållande till materialet av biologiskt ursprung från 0,1:99,9 till 20:80, lämpligen 0,2:99,8 till 15:85, framförallt lämpligen från 0,2:99,8 till 10:90.

Vid inmatningen till indunstningsenheten består lämpligen inte mer än 15 vikt-% av råmaterialet av det återvunna tunga indunstningsresterna som erhållits i processen.

Med indunstning (evaporation) menas här vilken som helst lämplig separationsmetod för separering av två eller fler komponenter från varandra, såsom gaser från vätska, vilken separationsmetod grundar sig på utnyttjandet av skillnader i ångtrycket hos komponenterna. Exempel på sådana separationsmetoder är indunstning, uppflamning (flashing) och destillering. Exempel på lämpliga indunstningsmetoder är sådana som utnyttjar tunnfilmsindunstningsteknik. Indunstarna kan således väljas från gruppen bestående av tunnfilmsindunstare (thin film evaporator), fallfilmsindunstare (falling (short plattmolekyldestillationsapparat (plate molecular still) och vilka som helst andra film evaporator), kortvägsindunstare path evaporator), indunstare som använder tunnfilmsindunstningsteknik. Indunstningsenheten kan innefatta en, två, tre, fyra eller fler indunstare, vilka kan vara antingen av samma typ bland de separationsmetoderna som presenteras ovan. Indunstningsbehandlingen utförs i en eller olika typ och väljs oberoende av varandra lämpliga indunstningsenhet som omfattar indunstare som arrangerats i serie.

Indunstningen i processen enligt uppfinningen innefattar tre, fyra eller fler indunstningssteg.

Vatten, metaller och fasta ämnen, till exempel lignin, föreningar innefattande till exempel metaller, som i huvudsak består av Na, Fe, P, Si, sulfater såsom Na2SO4 och HzS04 avlägsnas i indunstningsbehandlingen.

I utförandeformen där indunstningen åstadkommes i tre steg, alltså där indunstningsenheten innefattar tre indunstare, avdunstas först vatten och lätta komponenter från råmaterialet i det första indunstningssteget för att göra följande indunstningssteg mer effektivt. I det andra och tredje indunstningssteget minimeras restfraktionen innehållande beck genom att indunsta vätskeprodukten från det första indunstningssteget. Fördelen med att använda en trestegsindunstningsenhet är att 10 15 20 25 30 35 14 det andra indunstningssteget kan utgöras av en liten och förmånlig indunstare som avlägsnar lätta komponenter från materialet. Det följande tredje indunstningssteget kan också vara mindre och förmånligare än det andra steget i tvåstegsindunstning.

Den tunga fraktionen från det andra indunstningssteget förs till den tredje indunstaren, från vilken den tunga indunstningsresten innehållande i huvudsak tunga polymeriska komponenter och beck återvinns till hydrolys och utflödet, som vanligtvis innehåller i huvudsak fettsyror, erhålls som den renade produkten, vilken kan ledas vidare till kemisk behandling, såsom katalytisk vätebehandling.

Enligt en utförandeform av uppfinningen, utförs indunstningen således i tre steg genom att den organiska fasen (som erhållits från hydrolys) och råvara omfattande minst ett material av biologiskt ursprung matas till en indunstningsenhet som innefattar tre indunstare. I första steget i trestegsindunstning, avlägsnas vatten och lätta komponenter vid en temperatur på 50 - 250°C och ett tryck på 5 - 100 mbar, lämpligen vid en temperatur på 120 - 200°C och ett tryck på 10 - 55 mbar.

Indunstaren är lämpligen en tunnfilmsindunstare eller en fallfilmsindunstare. I det andra steget indunstas vätskeprodukten från det första indunstningssteget vid en temperatur på 180 - 350°C och ett tryck på 0,1 - 40 mbar, lämpligen vid en temperatur på 200 - 270°C och ett tryck på 0,1 - 20 mbar. Indunstaren är lämpligen en plattmolekyldestillationsapparat eller en tunnfilmsindunstare. Särskilt lämpligen är indunstaren en tunnfilmsindunstare. Destillatet från det andra steget tas till vara som renat material och vätskefraktionen riktas till ett tredje indunstningssteg. I det tredje steget indunstas vätskeprodukten från det andra indunstningssteget vid en temperatur på 200 - 450°C och ett tryck på 0 - 50 mbar, lämpligen vid en temperatur på 300 - 390°C och ett tryck på 0,01 - 10 mbar. Indunstaren är lämpligen en kortvägsindunstare eller en tunnfilmsindunstare. Den tunga indunstningsresten från det tredje steget återförs till inmatningen till hydrolysen och utflödet (det renade materialet som tagits tillvara i det tredje steget) kombineras med det renade materialet från det andra steget för att erhålla den renade produkten. Den renade produkten kan användas som råmaterial för katalytisk vätebehandling.

Enligt en annan utförandeform av uppfinningen, utförs indunstningen i fyra steg genom att mata den organiska fasen från hydrolys och råvaran omfattande minst ett material av biologiskt ursprung till en indunstningsenhet innefattande fyra indunstare.

I fyrastegsindunsting indunstas den organiska fasen och råvaran omfattande material av biologiskt ursprung i en första indunstare för att producera en första fraktion innefattande vatten och lätta komponenter, och en andra fraktion innefattande tunga 10 15 20 25 30 35 15 komponenter och rester. Den andra fraktionen indunstas i en andra indunstare för att producera en tredje fraktion innefattande vatten och lätta föreningar med låg kokpunkt och en fjärde fraktion innefattande tunga komponenter och rester. Den fjärde fraktionen indunstas i en tredje indunstare för att producera en femte fraktion innefattande i huvudsak fettsyror och en sjätte fraktion innefattande tunga komponenter och rester. Den sjätte fraktionen indunstas i en fjärde indunstare för att producera en sjunde fraktion innefattande i huvudsak fettsyror och en åttonde fraktion innefattande tung indunstningsrest, vilken återvinns i inmatningen till hydrolys. Den femte och sjunde fraktionen kombineras och tas till vara som den renade produkten, som kan användas som råmaterial för katalytisk vätebehandling.

I fyrastegsindunstingen kan den första indunstaren vara en fallfilmsindunstare (rörindunstare med fallande film) eller en plattmolekyldestillationsapparat eller en tunnfilmsindunstare, lämpligen används en fallfilmsindunstare (falling film evaporator, FFE) eller en plattmolekyldestillationsapparat, framförallt lämpligen används en fallfilmsindunstare. Råmaterialet (den organiska fasen och råvaran omfattande material av biologiskt ursprung) indunstas i den första indunstaren vid en temperatur på 80 till 150°C, lämpligen från 90 till 120°C. Indunstningen utförs vid ett tryck på från 40 till 80 mbar, lämpligen från 45 till 65 mbar. En första fraktion innefattande vatten och en del andra lätta komponenter separeras och den andra fraktionen innefattande de tyngre komponenterna och resterna, såsom fettsyror, hartssyror, neutrala substanser etc. leds vidare till en andra indunstare. En fallfilmsindunstare avlägsnar effektivt en stor del av vattnet som finns i råmaterialet, vanligtvis mer än 50 vikt-%; den andra fraktionen innehållande de återstående komponenterna leds vidare till den andra indunstaren.

Den andra indunstaren är en tunnfilmsindunstare eller en kortvägsindunstare eller en plattmolekyldestillationsapparat, lämpligen används en tunnfilmsindunstare. Den andra indunstaren verkar vid en temperatur från 180 till 250°C, lämpligen från 190 till 220°C. Ett tryck på 40 till 80 mbar, lämpligen från 45 till 65 mbar används. En tredje fraktion innehållande vatten och lätta kolvätekomponenter med låg kokpunkt, varvid nämnda fraktion har en kokpunkt på 100 - 210 °C, lämpligen 100 - 170°C vid normaltryck, avlägsnas och den fjärde fraktionen i vätskeform leds till den tredje indunstaren. Då råtallolja (CTO) används som material av biologiskt ursprung, avlägsnas rå sulfatterpentin (Crude Sulfate Turpentine, CST) i den tredje fraktionen tillsammans med vatten. Framförallt lämpligen verkar den första och den andra indunstaren vid samma tryck. Lämpligen används samma tryckkärl eller trycklinje. 10 15 20 25 30 35 16 Vätskefraktionen från den andra indunstaren leds till en tredje indunstare. En tunnfilmsindunstare eller en plattmolekyldestillationsapparat eller en kortvägsindunstare kan användas, lämpligen är den tredje indunstaren en kortvägsindunstare. Den tredje indunstaren verkar vanligtvis vid en temperatur på 200 till 350°C, lämpligen från 250 till 300°C. Ett tryck på 0,01 till 50 mbar, lämpligen 0,5 till 10 mbar, mer lämpligen 1 till 5 mbar och framförallt 2 till 3 mbar används i den tredje indunstaren. En femte fraktion (destillat) vanligen innefattande i huvudsak (mer än 50 vikt-%) fettsyror separeras och matas lämpligen till en reaktors inmatningstank och den sjätte fraktionen (vätskefas) leds till en fjärde indunstare.

Den fjärde indunstaren kan vara en kortvägsindunstare eller en plattmolekyldestillationsapparat, lämpligen används en kortvägsindunstare. Typiska verksförhållanden inkluderar en temperatur på 250 till 400°C, lämpligen från 290 till 360°C. Ett tryck på 0,01 till 10 mbar, lämpligen 0,01 till 5 mbar, mer lämpligen 0,1 till 2 mbar används. Från den fjärde indunstaren erhålls den sjunde fraktionen (destillatet) och kombineras med destillatfraktionen som erhållits från den tredje indunstaren för att få till stånd en renad produkt, som kan användas som råmaterial för katalytisk vätebehandling och den kan matas till en hydreringsreaktors inmatningstank. Den åttonde fraktionen (den tunga indunstningsresten, väldigt viskös fraktion), vars mängd vanligtvis är ca 5 % av det ursprungliga råmaterialet, återförs åtminstone delvis till råvaran omfattande tunga rester.

Enligt en utförandeform är reningsbehandlingen en indunstningsbehandling innefattande tre eller fyra indunstningssteg och tunga rester erhållna från vilken som helst av det tredje eller fjärde indunstningssteget återförs till råvaran omfattande minst en tung rest som härstammar från material av biologiskt ursprung.

Enligt en utförandeform av uppfinningen kan den organiska fasen från hydrolysen och materialet av biologiskt ursprung valbart utsättas för ett ytterligare uppflamningssteg före indunstningsbehandlingen, före inmatning till den första indunstaren.

Uppflamning (flashing) kan utföras genom vilken som helst passande metod, till exempel med hjälp av värmeväxlar-expansionskärl där lättflyktiga komponenter frigörs.

En fördel med rening med en tre- eller fyra- eller flerstegsindunstning är att kokningen kan utföras på ett mer kontrollerat sätt, eftersom lätta komponenter med låg kokpunkt, med andra ord komponenter vars kokpunkt är 150 - 210°C, lämpligen 10 15 20 25 30 35 17 150 - 170°C, vid normaltryck, inte orsakar lika mycket ”carry over", dvs. migration av komponenter som har en kokpunkt i den högre änden av ovannämnda områden så väl som orenheter, till ångan i det efterföljande indunstningssteget. De lätta komponenterna kan, om så önskas, ledas till vätebehandling eller ytterligare förädlas i en annan process eller vidareanvändas.

Katalytisk vätebehandling Enligt en utförandeform av uppfinningen, leds den renade produkten från reningsbehandlingen till katalytisk vätebehandling.

Nämnda katalytiska vätebehandling omfattar stegen där man d) matar in den renade produkten i ett reaktorsystem innefattande minst en katalytiskt aktiv vätebehandlingsreaktionsfas, vari nämnda renade produkt sätts i kontakt med minst en vätebehandlingskatalysator. e) behandlar den renade produkten katalytiskt med väte i reaktorsystemet för att åstadkomma syreavspjälkning genom vätebehandling, hydrering, isomerisation och krackning av komponenter som finns i den renade produkten för att erhålla en vätebehandlingsprodukt, och f) tillvaratar minst en fraktion av vätebehandlingsprodukten som flytande bränsle eller bränslekomponent.

Enligt en utförandeform av ifrågavarande uppfinning, kan det valbart finnas ytterligare rening mellan reningsbehandlingen och vätebehandlingen. Den ytterligare reningen kan förverkligas genom att använda en skyddsbädd (guard bed), dvs. en separat förbehandlingsbädd före vätebehandlingen. Den ytterligare reningen kan också förverkligas genom en reningsbädd eller -sektion som finns i närheten av vätebehandlingsreaktorn.

Processen enligt ifrågavarande uppfinning, för produktion av flytande bränsle eller bränslekomponenter innefattar valbart behandling av den renade produkten i en eller flera skyddsbäddar. Den ena skyddsbädden eller de flera skyddsbäddarna kan vara arrangerade antingen i separata skyddsbäddsenheter och/eller i vätebehandlingsreaktorn. Skyddsbäddens uppgift är att verka emot skadliga ämnen i inmatningen. Skyddsbädden är vanligtvis aktiverad gamma-aluminiumoxid eller en 10 15 20 25 30 35 18 kommersiellt tillgänglig reningskatalysator. Skyddsbäddsmaterialet kan också omfatta katalysatormaterial som är kapabla att katalysera vätebehandlingsreaktioner.

Katalysatormaterialet kan innefatta samma material som används i vätebehandlingsreaktorn. Skyddsbädden eller skyddsbäddsenheterna kan hålla kvar både fasta och solvatiserade orenheter från råvaran av biologiskt ursprung, såsom silikonbaserade antiskummedel från en talloljeprocess och skadliga kemiska ämnen.

Skyddsbädden och/eller skyddsbäddsenheterna kan vara upphettade, oupphettade, trycksatta eller icke-trycksatta, med tillsatt vätgas eller utan vätgas. Lämpligen är skyddsbädden och/eller skyddsbäddsenheterna uppvärmda och icke-trycksatta.

Det finns i huvudsak två typer av skyddsbäddar, dessa är aktiva och inaktiva skyddsbäddar. De aktiva skyddsbäddarna tar del i reningen av råmaterialet och ändrar den kemiska sammansättningen hos råmaterialet och de kan vara placerade skyddsbäddsenheter vätebehandlingsreaktorn. I en utförandeform omfattar den aktiva skyddsbädden antingen i separata eller på insidan av själva endast gamma-aluminiumoxid. I en annan utförandeform omfattar den aktiva skyddsbädden katalysatormaterial som kan katalysera vätebehandlingsreaktioner, såsom en katalysator innehållande metaller från grupp VI och/eller VIII eller blandningar eller kombinationer därav, vilken katalysator är kapabel att konvertera biologiskt råmaterial till bränslekomponenter. I en annan utförandeform omfattar den aktiva skyddsbädden en NiW-katalysator eller en blandning eller en kombination av flera tunna lager eller bäddar av NiW- och NiMo-katalysatorer på ett stöd som väljs bland AIzO3, zeolit, zeolit-AIZO: och AlzOs-SiOz.

Dessa De inaktiva skyddsbäddarna tar endast del i renandet av råmaterialet. skyddsbäddar omfattar lämpligen passiva eller inerta material. vilket skyddsbäddar i beredskap parallellt eller i serie med skyddsbädden/-bäddarna som är DG Separata skyddsbäddarnas antal kan ökas, innebär att det finns en eller flera i användning.

Processen enligt ifrågavarande uppfinning omfattar vätebehandling av den renade produkten i närvaro av minst en katalysator för att åstadkomma en blandning av bränslekomponenter. Vätebehandlingen enligt uppfinningen kan utföras i ett, två, tre eller fler steg.

Enligt en utförandeform av ifrågavarande uppfinning utförs Vätebehandlingen i ett steg. Katalysatorn är en katalysator som är kapabel att åstadkomma syreavspjälkning 10 15 20 25 30 35 19 genom vätebehandling, hydrering, isomerisation, ringöppning och krackning av det renade biologiska materialet för att bilda en blandning av bränslekomponenter. I denna utförandeform väljs katalysatorn så att den hydrerar dubbelbindningar i det renade biologiska materialet som matas in till vätebehandlingen. Katalysatorn avlägsnar heteroatomer från molekyler i råmaterialet, framförallt syre, genom hydrering. Katalysatorn är kapabel att hydrera olefinbindningar hos föreningarna i råmaterialet, att öppna minst en av bicykliska ringar, och att kracka sidokedjor hos kolvätekedjor. Med andra ord hydreras, isomeriseras och/eller krackas kolvätena i ett enda steg. Krackningen/isomerisationen kontrolleras av processvariabler, såsom tryck och/eller temperatur och av katalysatorns egenskaper, till exempel genom kontroll av dess aciditet. På samma gång reduceras svavelföreningarna till vätesulfid.

Katalysatorn som finns i vätebehandlingsreaktorn väljs från katalysatorer som innehåller metaller från grupp VI och/eller VII av periodiska systemet eller blandningar eller kombinationer därav, vilken katalysator är kapabel att konvertera biologiskt råmaterial till bränslekomponenter i ett enda steg. I en lämplig utförandeform av uppfinningen, omfattar katalysatorn NiW, vanligtvis på ett stöd som väljs bland AIzOa, zeolit, zeolit-AIzOa, och AlzOs-SiOz. utförandeform av uppfinningen innefattar katalysatorn NiW på ett AIzOa-stöd.

I en ytterligare lämplig I ännu en ytterligare utförandeform av uppfinningen där vätebehandlingen utförs i ett steg, är katalysatorn en blandning eller en kombination av en NiW-katalysator med en ytterligare katalysator. Nämnda ytterligare katalysator kan väljas från vilken som helst katalysator som innehåller metaller från grupp VI och/eller VIII av periodiska systemet, såsom Ni, Co, Mo, Pt, Pd, eller blandningar eller kombinationer därav, såsom NiMo och CoMo, vanligtvis på ett stöd som väljs bland AIzOa, zeolit, zeolit- AI2O3 eller AIzOs-SiOz. I en lämplig utförandeform, är den ytterligare katalysatorn NiMo på ett AIzOa-stöd. I en lämplig utförandeform av uppfinningen, är katalysatorn en kombination eller en blandning eller en combination av flera tunna lager eller bäddar av NiMo- och NiW-katalysatorer.

Enligt en annan utförandeform utförs vätebehandlingen i två steg. I det första steget konverteras fettsyror i råmaterialet av biologiskt ursprung till n-paraffiner och i det andra steget isomeriseras och/eller krackas de erhållna n-paraffinerna. I det första steget används en katalysator som har en lämplig metall, såsom metaller från grupp VIII och/eller VIB av det periodiska systemet kan användas. Lämpliga katalysatorer är stödda Pt-, Pd-, NiMo- eller CoMo-katalysatorer, på ett lämpligt stöd, såsom A120: och/eller SiOz. Katalysatorn som används i isomerisationssteget är till exempel en 10 15 20 25 30 35 20 molekylsikt, som innehåller som metallkomponent ädla metaller från grupp VIII, såsom Pt och/eller Pd, eller en NiW-katalysator på ett lämpligt stöd, såsom AI2O3, zeolit, zeolit-AIzOa eller AIzOs-SiOz.

Vätebehandlingskatalysatorerna som används i uppfinningen behöver organiskt svavel för att fungera och bibehålla sin aktivitet. Därför tillsätts extra svavel till vätebehandlingssteget, ifall råmaterialet till vätebehandlingen inte i sig självt innehåller svavel eller om dess svavelkoncentration är för låg. Det extra svavlet kan matas till vätebehandlingssteget tillsammans med råmaterialet eller så kan det matas separat till vätebehandlingssteget. Extra svavel kan tillföras till processen i gasform, såsom vätesulfid, eller så kan det vara vilket som helst material som kan producera vätesulfid i processen, såsom organiska svavelföreningar, t.ex. dimetyldisulfid.

Mängden extra svavel beror på mängden svavel som finns i råmaterialet. En fackman inom branschen kan avgöra mängden svavel som behövs utan överdrivet stor börda.

Vanligtvis hålls förhållandet Hz-inmating/HZS över ungefär 0,0001, lämpligen över ca 0,001.

Katalysatormaterialet måste aktiveras före det har effekt och kan tas i bruk.

Aktiveringen innefattar flera steg, av vilka ett är att behandla katalysatorn med en aktiverande svavelförening, till exempel dimetyldisulfid. Aktiveringsproceduren innefattar således sulfidering av katalysatorn. Aktiveringen av katalysatorer är känt i branschen och kommer således inte att diskuteras här i detalj.

Katalysatorn som finns i reaktorerna enligt ifrågavarande uppfinning kan vara i vilken som helst lämplig form. Katalysatorn som används i ifrågavarande uppfinning kan vara utspädda med kiselkarbid, aluminiumoxid, glaspärlor, mindre aktiva katalysatorer och/eller inerta material. Katalysatorn som används i ifrågavarande uppfinning kan också vara outspädd. Katalysatorn kan finnas i en katalysatorbädd och bädden kan vara graderad genom justering av aktiviteten, partikelformen och/eller - storleken hos den använda katalysatorn. Utspädning och gradering av katalysatorn underlättar kontrollen av den exotermiska balansen i reaktionen.

Vätebehandlingen kan utföras i vilken/vilket som helst reaktor, kolonn, kärl, behållare, rör eller ledning, som lämpar sig för vätebehandling. 10 15 20 25 30 35 21 Vätebehandlingen utförs vid ett temperaturområde på ca 280°C till ca 500°C, lämpligen från ca 330°C till ca 430°C. Förmågan att öppna fusionerade ringstrukturer är också en önskad egenskap hos katalysatorn.

Vätebehandlingen utförs vid ett tryck på ca 20 till ca 200 bar, lämpligen vid ett tryck på ca 50 till ca 200 bar, mer lämpligen vid ca 70 till ca 120 bar.

Råmaterialet pumpas till vätebehandlingsreaktorn med önskad hastighet. Massflöde per timme i förhållande till katalysatorns massa (weight hourly space velocity, WHSV) för råmaterialet är vanligtvis inom området från ca 0,2 till ca 2,5, företrädesvis från ca 0,3 till 1,5.

Mängden vätgas som behövs bestäms enligt mängden råmaterial. Den lämpliga mängden väte kan avgöras av en person med normal kunskap inom området.

Vanligtvis är förhållandet Hz-inmatning/råmaterial inom området från ca 350 till 3000 Nl/I, företrädesvis från ca 500 till 2 500 Nl/I. (NI = normalliter, Normal litre). Enligt en utförandeform av uppfinningen är de gasformiga föreningar som separeras från föreningarna i vätskeform vätgas, vätesulfid, lätta bränslegaser, i huvudsak kolväten lättare än C5.

Processen enligt uppfinningen kan ytterligare innefatta ett steg för återvinning av en andel av de flytande kolväteföreningarna som erhållits från separationen eller fraktioneringen tillbaka till vätebehandlingen.

Enligt en utförandeform av uppfinningen är de erhållna flytande bränslet eller bränslekomponenterna en fraktion innehållande bensin och/eller nafta och en fraktion innehållande medeldestillat.

Figur 1 är ett schematiskt diagram av en process för produktion av flytande bränslen enligt en utförandeform av uppfinningen. I det första steget i denna utförandeform matas råvara 10, omfattande minst en tung rest som härstammar från material av biologiskt ursprung, tung indunstningsrest 120 och ett vattenbaserat ämne 20 till ett kärl 100, där homogenisering utförs, den homogeniserade blandningen 30 leds till en värmeväxlare 101 för uppvärmning och efter det till hydrolysreaktor 200, där blandningen 30 hydrolyseras. Från hydrolysreaktion 200 leds den hydrolyserade blandningen 31 till en värmeväxlare 102 för avkylning, efterföljt av att den avkylda blandningen 31 leds till ett separationskärl 201, där en vattenfas 40 (innehållande 10 15 20 25 30 35 22 vattenlösliga föreningar, alkalimetallsalter och liknande) och en organisk fas 50 (innehållande organiska föreningar och icke-vattenlösliga föreningar) separeras. Den organiska fasen 50 och råvaran innehållande material av biologiskt ursprung 60 leds till en indunstningsenhet 700, till en första indunstare 300, där vatten och lätta komponenter separeras och avlägsnas som ström 70 och vätskeströmmen 80 leds till den andra indunstaren 400. Destillatet 90 (vanligen innefattande fettsyror) leds till vätebehandlingsenheten 800 och vätskeströmmen 110 leds till den tredje indunstaren 120 med homogenisatorkärlet 100 och effluenten/utflödet 130 kombineras med destillat 90, 500. Strömmen tunga rester från indunstare 500 återförs till varvid en renad produkt erhålls, vilken leds till vätebehandlingsenheten 800, till vätebehandlingsreaktorn 600. De tunga resterna 140 leds till förbränning och vätebehandlingsprodukten 150 leds till ytterligare fraktioneringssteg om så önskas.

De följande exemplen illustrerar utförandeformer av ifrågavarande uppfinning, såsom ovan beskrivits, och de är inte menade att begränsa uppfinningen på något sätt.

Exampel Exampel 1 En blandning av 25 g beck (tung restström erhållen från indunstningsbehandling av rå tallolja i tre indunstare) och 100 ml vattenbaserad 0,5 N KOH i etanol (95 %) bildades och blandningen hydrolyserades sedan vid ca 80°C under NTP i 7 timmar.

Blandningen kyldes och dess pH justerades till 2-3 med 30 % H2SO4 (10 ml). Vatten (ca 100 ml) tillsattes till blandningen och den extraherades tre gånger med dietyleter och heXan 1:1, med efterföljande tvättning med vatten. Destillationskurvan av becket som använts som utgångsmaterial (högsta kurvan) och efter hydrolysbehandling såsom instrueras ovan (mittenkurvan) presenteras i Figur 2, såväl som av indunstad (SimDis/FID, standard kolesterol, och provkoncentrationerna var samma i alla körningar). (3-stegsindunstning) tallolja som referens (lägsta kurvan). intern En del egenskaper hos becket (utgångsmaterial) och behandlat beck presenteras i tabell 1 nedan. 23 Tabell 1 Beck Behandlad beck Syratal 35,0 44,6 ß-sitosterol vikt-% 1,0 3,1 ß-sitostanol vikt-% 0,3 0,9 Fettsyror (totalt) vikt-% 0,4 5,3 Hartssyror totalt vikt-% 5,4 10,1 Steroler totalt vikt-% 7,6 20,4 Från tabell 1 kan man se att mängderna syror och steroler ökades, varvid ökade mängder värdefulla utgångsämnen blev tillgängliga för ytterligare kemisk behandling.

Uppfinningen har beskrivits häri med hänvisning till specifika utförandeformer. Likväl är det klart för en fackman inom branschen att processen/processerna kan varieras inom det som begränsas av patentkraven.

Claims (29)

10 15 20 25 30 35 24 Patentkrav

1. En process för behandling av tunga rester som härstammar från material av biologiskt ursprung, varvid nämnda process omfattar stegen där man a) utsätter en blandning som bildats av råvara omfattande tunga rester som härstammar från material av biologiskt ursprung och ett vattenbaserat ämne för hydrolys vid en temperatur från 10 till 280°C och vid ett tryck från O till 70 bar för att erhålla en hydrolyserad blandning, b) separerar den hydrolyserade blandningen till en organisk fas och en vattenfas, c) utsätter den organiska fasen och råvaran omfattande material av biologiskt ursprung för minst en reningsbehandling för att erhålla en renad produkt.

2. Process enligt patentkrav 1, varvid materialet av biologiskt ursprung väljs från en grupp bestående av a) växtfetter, växtoljor, växtvaxer; animaliska fetter, animaliska oljor, animaliska vaxer, fiskfetter, fiskoljor, fiskvaxer, och b) återvunna fetter och oljor av livsmedelskvalitet, och fetter, oljor och vaxer erhållna genom genteknik, och c) fetter, oljor och vaxer erhållna från alger, mögel, jäst, svamp och/eller andra mikroorganismer som är kapabla att producera nämnda föreningar; och d) blandningar av nämnda material.

3. Process enligt patentkrav 1 eller 2, varvid materialet av biologiskt ursprung är talloljematerial.

4. Process enligt något av patentkraven 1-3, varvid reningsbehandlingen väljs från blekning, avlägsning av gummi/harts, tvättning, jonutbyte och indunstningsbehandlingar och vilka som helst kombinationer av dessa.

5. Process enligt något av patentkraven 1-4, varvid reningsbehandlingen är en indunstningsbehandling innefattande tre, fyra eller fler indunstningssteg.

6. Process enligt något av patentkraven 1-5, varvid reningsbehandlingen är en indunstningsbehandling innefattande tre eller fyra fler indunstningssteg och tunga rester som erhållits från någotdera av det tredje och fjärde indunstningssteget återvinns till råvaran omfattande minst en tung rest som härstammar från material av biologiskt ursprung. 10 15 20 25 30 35 25

7. Process enli t nå ot av patentkraven 1-6, varvid den tunga resten väljs från 9 9 talloljebeck, tunga rester eller beckfra ktioner som erhållits från indunstningsbehandling av talloljematerial, och vilka som helst kombinationer därav.

8. Process enligt något av patentkraven 1-7, varvid det vattenbaserade ämnet väljs från vatten och blandningar av vatten och minst en alkalimetallhydroxid och minst en C1-C4 alkohol.

9. Process enligt något av patentkraven 1-8, varvid hydrolysen utförs vid en temperatur på 220-280°C och vid ett tryck från 25-70 bar och vatten används som det vattenbaserade ämnet.

10. Process enligt något av patentkraven 1-8, varvid hydrolysen utförs vid en temperatur på 60-200°C och vid ett tryck från 1-30 bar, och det vattenbaserade ämnet väljs från blandningar av vatten med minst en alkalimetallhydroxid och minst en C1-C4 alkohol.

11. Process enligt något av patentkraven 1-8, varvid hydrolysen utförs i närvaro av en katalysator innefattande en katjonisk aminförening, vid temperaturen 80-180°C och trycket 0-5 bar, och vatten används som det vattenbaserade ämnet.

12. Process enli t något av patentkraven 1-8, varvid man justerar pH för den 9 hydrolyserade blandningen till området på 2-3 med en syra.

13. Process enli t något av patentkraven 1-12, varvid indunstaren väljs bland 9 tunnfilmsindunstare, fallfilmsindunstare, kortvägsindunstare, och plattmolekyldestillationsapparater.

14. En process för framställning av flytande bränsle eller bränslekomponenter, varvid processen omfattar stegen där man a) utsätter en blandning som bildats av råvara omfattande tunga rester som härstammar från material av biologiskt ursprung och ett vattenbaserat ämne för hydrolys vid en temperatur från 10 till 280°C och vid ett tryck från 0 till 70 bar för att erhålla en hydrolyserad blandning, b) separerar den hydrolyserade blandningen i en organisk fas och en vattenfas, c) utsätter den organiska fasen och minst en råvara omfattande material av biologiskt ursprung för minst en reningsbehandling för att erhålla en renad produkt, 10 15 20 25 30 35 26 d) matar den renade produkten till ett reaktorsystem som omfattar minst en katalytiskt aktiv vätebehandlingsreaktionsfas vari nämnda renade produkt sätts i kontakt med minst en vätebehandlingskatalysator, e) behandlar den renade produkten katalytiskt med väte i reaktorsystemet för att åstadkomma syreavspjälkning genom vätebehandling, hydrering, isomerisation och krackning av komponenter som finns i den renade produkten för att åstadkomma en vätebehandlingsprodukt, och f) tillvaratar minst en fraktion av vätebehandlingsprodukten som ett flytande bränsle eller bränslekomponent.

15. Process enligt patentkrav 14, varvid materialet av biologiskt ursprung väljs från gruppen bestående av a) växtfetter, växtoljor, växtvaxer; animaliska fetter, animaliska oljor, animaliska vaxer, fiskfetter, fiskoljor, fiskvaxer, och b) återvunna fetter och oljor av livsmedelskvalitet, och fetter, oljor och vaxer erhållna genom genteknik, och c) fetter, oljor och vaxer erhållna från alger, mögel, jäst, svamp och/eller andra mikroorganismer som är kapabla att producera nämnda föreningar; och d) blandningar av nämnda material.

16. Process enligt patentkrav 14 eller 15, varvid materialet av biologiskt ursprung är talloljematerial.

17. Process enligt något av patentkraven 14-16, varvid reningsbehandlingen väljs från blekning, avlägsning av gummi/harts, tvättning, jonutbyte och indunstningsbehandlingar och vilka som helst kombinationer av dessa.

18. Process enligt något av patentkraven 14-17, varvid reningsbehandlingen är en indunstningsbehandling innefattande tre, fyra eller fler indunstningssteg.

19. Process enligt något av patentkraven 14-18, varvid reningsbehandlingen är en indunstningsbehandling innefattande tre eller fyra fler indunstningssteg och tunga rester som erhållits från någotdera av det tredje och fjärde indunstningssteget återvinns till råvaran omfattande minst en tung rest som härstammar från material av biologiskt ursprung. 10 15 20 25 30 35 27

20. Process enli t nå ot av patentkraven 14-19, varvid den tunga resten väljs från 9 9 talloljebeck, tunga rester eller beckfra ktioner som erhållits från indunstningsbehandling av talloljematerial, och vilka som helst kombinationer därav.

21. Process enligt något av patentkraven 14-20, varvid det vattenbaserade ämnet väljs från vatten och blandningar av vatten och minst en alkalimetallhydroxid och minst en Cl-C4 alkohol.

22. Process enligt något av patentkraven 14-21, varvid hydrolysen utförs vid en temperatur på 220-280°C och vid ett tryck från 25-70 bar och vatten används som det vattenbaserade ämnet.

23. Process enligt något av patentkraven 14-21, varvid hydrolysen utförs vid en temperatur på 60-200°C och vid ett tryck från 1-30 bar, och det vattenbaserade ämnet väljs från blandningar av vatten med minst en alkalimetallhydroxid och minst en Cl-C4 alkohol.

24. Process enligt något av patentkraven 14-21, varvid hydrolysen utförs i närvaro av en katalysator innefattande en katjonisk aminförening, vid temperaturen 80-180°C och trycket 0-5 bar, och vatten används som det vattenbaserade ämnet.

25. Process enligt något av patentkraven 14-21, varvid man justerar pH för den hydrolyserade blandningen till området på 2-3 med en syra.

26. Process enli t något av patentkraven 14-25, varvid indunstaren väljs bland 9 tunnfilmsindunstare, fallfilmsindunstare, kortvägsindunstare, och plattmolekyldestillationsapparater.

27. Process enligt något av patentkraven 14-26, varvid vätebehandlingen utförs i ett enda steg och katalysatorn är en katalysator innehållande metaller från grupp VI och/eller VIII eller blandningar eller kombinationer av dessa, vilken katalysator är kapabel att konvertera biologiskt råmaterial till bränslekomponenter.

28. Process enligt patentkrav 27, kännetecknad av att katalysatorn är NiW eller en blandning eller kombination av NiW- och NiMo-katalysatorer på ett stöd som väljs från A12o3, zeolit, zeolit-Aïzos, och Alzog-sioz. 28

29. Process enligt något av patentkraven 14-26, varvid vätebehandlingen åstadkoms i två steg och katalysatorn i det första steget är vilken som helst katalysator innehållande metaller från grupp VIII och/eller VIB i periodiska systemet på ett lämpligt stöd vilken är kapabel att omvandla kolväten till n-paraffiner och katalysatorn i det andra steget är en katalysator som väljs från gruppen Pt, Pd och Niw Stödda på Aïzog, zeolit, zeoiit-Aizoß eller Alzog-sioz.