轉化纖維素材料的方法技術

轉化纖維素材料的方法，所述方法包括：液化步驟，所述液化步驟包括在大于或等于200℃的溫度下使纖維素材料與液體溶劑接觸或在催化劑存在下在大于或等于100℃的溫度下使纖維素材料與液體溶劑接觸，以產生最終液化產品；催化裂化步驟，所述催化裂化步驟包括在大于或等于400℃的溫度下使至少部分最終液化產品與流化催化裂化催化劑接觸，以產生一種或多種裂化產品。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
[0001 ] 本專利技術涉及和在這種方法中產生的產品的用途。
技術介紹
隨著礦物原油供應減少，使用可再生能源生產液體燃料變得越來越重要。源自可再生能源的這些燃料通常稱為生物燃料。由于不與食品生產競爭，由不可食用可再生能源如纖維素材料衍生的生物燃料是優選的。這些生物燃料也稱為第二代或高級生物燃料。但大多數這些不可食用的纖維素材料是固體材料，它們很難轉化為生物燃料。W02010/135734描述了在煉廠裝置中共處理生物質原料和煉廠原料的方法，所述方法包括在包含流化反應器的煉廠裝置中催化裂化生物質原料和煉廠原料，其中氫從煉廠原料轉移到生物質原料的碳和氧。在W02010/135734的一個實施方案中，生物質原料包括平均粒度為50-1000微米的多個固體生物質顆粒。其中進一步提到可以將固體生物質顆粒預處理，以增加脆性、易于催化轉化(例如通過烤、烘烤和/或烘焙)和/或易于與石化原料混合。但W02010/135734中描述的方法的缺點在于為了避免原料的不穩定、堵塞流化催化裂化裝置的進料管線和/或在流化催化裂化裝置中結焦，適當處理含固體生物質顆粒的生物質原料是很關鍵的。F.de Miguel Mercader 等人發表在 Journal of Applied Catalysis B:Environmental, 2010, volume96, pages57_66的文章描述了在催化裂化反應器中與常壓洛油一起催化裂化由林業殘余物衍生的加氫脫氧的高溫熱解油的方法。雖然所述方法得到了很好的結果，但表明的是加氫脫氧反應在消耗氫的情況下產生較好的產品(針對流化催化裂化(FCC)共處理)。另外，表明的是在加氫脫氧過程中，為了獲得適合在FCC裝置中進一步處理的熱穩定分子，反應條件是很關鍵的。文章的圖9進一步描述了高溫熱解油的加氫(脫氧)和(再)聚合之間的競爭關系。正如文章中所解釋的，快速聚合反應會造成反應器堵塞。因此，提供一種不太危險的將是本領域的進步。
技術實現思路
本專利技術方法已經實現了這種進步。因此，本專利技術提供一種，所述方法包括:a)液化步驟，所述液化步驟包括在大于或等于200°C的溫度下使纖維素材料與液體溶劑接觸或在催化劑存在下在大于或等于100°c的溫度下使纖維素材料與液體溶劑接觸，以產生最終液化產品；b)催化裂化步驟，所述催化裂化步驟包括在大于或等于400°C的溫度下使至少部分最終液化產品與流化催化裂化催化劑接觸，以產生一種或多種裂化產品。不希望被任何種理論所局限，據信最終液化產品由于其組成而為比熱解油和/或任何固體生物質顆粒更穩定的流化催化裂化方法原料。另外已經發現在本專利技術的方法中可以使結焦最小化。因此本專利技術方法提供了一種不太危險的?？梢詫⒁环N或多種裂化產品有利地進行分餾以產生一種或多種產品餾分和任選地進行加氫處理以產生一種或多種經過加氫處理的產品餾分。這些一種或多種產品餾分和/或一種或多種經過加氫處理的產品餾分和/或由它們衍生的一種或多種產品可以被有利地用作生物燃料組分。因此本專利技術還提供一種用于生產生物燃料的方法，所述方法包括使這些生物燃料組分與一種或多種其它組分摻混以產生生物燃料。所產生的生物燃料可以有利地用于運輸車輛?！揪唧w實施方式】在液化步驟中纖維素材料與液體溶劑接觸產生最終液化產品。該步驟在這里也可以稱為纖維素材料液化。液化可以通過液化反應實施。液化在這里被理解為將固體材料如纖維素材料轉化為一種或多種液化產品。液化產品在這里被理解為在溫度20°C和壓力Ibar絕壓(0.1MPa)下為液體的產品和/或通過熔化(例如通過施用熱)或溶解在溶劑中可以被轉化為液體的產品。液化產品優選為在溫度80°C和壓力Ibar絕壓(0.1MPa)下為液體的液化產品。液化產品的粘度可以在很寬范圍內變化和可以更粘或者不太粘。纖維素材料的液化可以包括斷開纖維素材料中的共價鍵。例如木質纖維素的液化可以包括斷開纖維素、半纖維素和/或木質素中存在的共價鍵和/或斷開木質素、半纖維素和/或纖維素之間的共價鍵。正如這里所應用，纖維素材料指含纖維素的材料。纖維素材料優選為木質纖維素。木質纖維素包括木質素、纖維素和任選的半纖維素。液化步驟有利地使得不僅液化纖維素成為成能，也使得液化木質素和半纖維素成為可能。任何合適的含纖維素的材料都可以用作本專利技術方法中的纖維素材料。用于本專利技術的纖維素材料可以由包括農業廢物、林業廢物、糖加工殘余物和/或它們的混合物的多種植物或植物材料獲得。合適的含纖維素材料的例子包括:農業廢物如玉米秸桿、大豆秸桿、玉米穗軸、稻草、稻殼、燕麥殼、玉米纖維、谷物稻桿如麥桿、大麥稻桿、黑麥稻桿和/或燕麥秸桿；草；林業產品如木材和木材相關材料如鋸末；廢紙；糖加工殘余物如甘蔗渣、甜菜漿；或它們的混合物。步驟a)可以進一步包括在纖維素材料與液體溶劑接觸之前纖維素材料的干燥、烘烤、蒸汽噴發、顆粒粒度減小、致密化和/或粒化。所述纖維素材料的干燥、烘烤、蒸汽噴發、顆粒粒度減小、致密化和/或?；梢杂欣靥岣叻椒ǖ目刹僮餍院徒洕?。 在用于本專利技術方法之前，優選將纖維素材料處理為小顆粒以促進液化。優選地，將纖維素材料處理為顆粒粒度分布的平均顆粒粒度大于或等于0.05毫米、更優選大于或等于0.1毫米、最優選大于或等于0.5毫米和優選小于或等于20厘米、更優選小于或等于10厘米和最優選小于或等于3厘米的顆粒。對于實施的目的，厘米和毫米范圍內的顆粒粒度可以通過篩分確定。如果纖維素材料為木質纖維素材料，它也可以經受預處理以脫除和/或降解木質素和/或半纖維素。這種預處理的例子包括精餾、制漿和烘焙過程。液體溶劑在這里被優選理解為在壓力Ibar大氣壓(0.1MPa)和溫度80°C或更高、更優選100°C或更高下為液體的溶劑。最優選地，液體溶劑在這里被理解為在實施液化步驟的溫度和壓力下為液體的溶劑。在優選的實施方案中，液體溶劑為水或包含水。在另一個優選的實施方案中，液體溶劑為有機溶劑或包含有機溶劑。有機溶劑在這里被理解為含一種或多種烴化合物的溶劑。烴化合物在這里被理解為包含至少一個氫原子和至少一個碳原子的化合物，更優選地，烴化合物在這里被理解為含相互之間通過至少一個共價鍵相連的至少一個氫原子和至少一個碳原子。除了氫和碳外，所述烴化合物可以包含例如雜原子如硫、氧和/或氮。在有機溶劑中可以優選存在的烴化合物的例子包括乙酸、甲酸、乙酰丙酸和Y-戊內酯和/或它們的混合物。有機溶劑可以包含極性和/或非極性烴化合物。在優選的實施方案中，有機溶劑包含至少一種或多種極性烴化合物。優選地，有機溶劑包含大于一種、更優選大于兩種、更優選大于三種不同的極性烴化合物。極性烴化合物極性的度量是其log P值，其中P被定義為化合物在兩相辛醇-水系統中的分配系數。log P值可以按Handbook of Chemistry和Physics, 83rd Edition, pagesl6-43-16_47, CRC Press (2002)中討論的標準程序實驗確定或計算。在一個實施方案中，有機溶劑可以優選包含一種或多種極性烴化合物，其中所述一種或多種極性烴化合物優選為其極性1gP小于+3、更優選小于+1的烴化合物。在另一個實施方案中，極性烴化合物為其極性log P小于+0.5的烴化合物。在本文檔來自技高網...

【技術保護點】
轉化纖維素材料的方法，所述方法包括：a)液化步驟，所述液化步驟包括在大于或等于200℃的溫度下使纖維素材料與液體溶劑接觸或在催化劑存在下在大于或等于100℃的溫度下使纖維素材料與液體溶劑接觸，以產生最終液化產品；b)催化裂化步驟，所述催化裂化步驟包括在大于或等于400℃的溫度下使至少部分最終液化產品與流化催化裂化催化劑接觸，以產生一種或多種裂化產品。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.11.14 EP 11189049.7;2012.10.25 EP 12190054.21.轉化纖維素材料的方法，所述方法包括: a)液化步驟，所述液化步驟包括在大于或等于200°C的溫度下使纖維素材料與液體溶劑接觸或在催化劑存在下在大于或等于100°C的溫度下使纖維素材料與液體溶劑接觸，以產生最終液化產品； b)催化裂化步驟，所述催化裂化步驟包括在大于或等于400°C的溫度下使至少部分最終液化產品與流化催化裂化催化劑接觸，以產生一種或多種裂化產品。2.權利要求1的方法，其中所述液體溶劑包括水和/或有機溶劑。3.權利要求1或2的方法，其中所述液化步驟包括在大于或等于150°C的溫度下使纖維素材料同時與有機溶劑、氫源、酸催化劑和加氫催化劑接觸，以產生最終液化產品。4.權利要求1或2的方法，其中所述液化步驟包括在酸催化劑存在下在大于或等于.150°C的溫度下使纖維素材料與有機溶劑接觸，以產生中間液化產品；和隨后在加氫處理催化劑存在下用氫源加氫處理中間液化產品，以產生最終液化產品。5.權利要求1或2的方法，其中所述液體溶劑為有機溶劑和其中所述方法還包括分離步驟，其中至少部分液化步驟產生的最終液化產品與至少部分有機溶劑分離，和其中任選地將分離的部分有機溶劑循環與纖維素材料接觸。6.權利要求1或2 的方法，其中所述催化裂化步驟包括在大于或等于400°C的溫度下使至少部分最終液化產品和流體烴共進料與流化催化裂化催化劑接觸，以產生一種或多種裂化產品。7.權利要求6的方法，其中所述流體烴共進料包括直餾(常壓)瓦斯油、閃蒸餾出物、真空瓦斯油(VGO)、輕循環油、重循環油、加氫蠟、焦化瓦斯油、汽油、石腦油、柴油、煤油、常壓渣油和真空渣油和/或它們的混合物。8.權利要求1或2的轉化纖維素材料的方法，所述方法包括: a)液化步驟，所述液化步驟包括在催化劑存在下在大于或等于100°C的溫度下使纖維素材料與有機溶液接觸，以產生最終液化產品，其中...

【專利技術屬性】
技術研發人員：A·Q·M·博恩，L·埃斯皮諾薩阿隆索，J·W·高塞林克，J·W·哈里斯，A·H·楊森，JP·朗格，C·J·斯查沃里恩，N·W·J·威，
申請(專利權)人：國際殼牌研究有限公司，
類型：發明
國別省市：荷蘭;NL