用于可再生燃料的系统和方法
阅读：209发布：2023-01-25
专利汇可以提供用于可再生燃料的系统和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 申请 一般地涉及将可再生 燃料 油 作为原料引入精炼系统或现场改质设备。例如，本申请涉及将 生物 质 热产生的液体引入石油转化装置(例如，精炼流化催化裂化装置(FCC)、 炼焦 器、现场改质程序系统、加氢裂化器和/或加氢处理装置)以与石油馏分、石油馏分反应物和/或石油馏分原料和产品(例如燃料)共同加工的方法；以及由此产生的产品的用途和价值。，下面是用于可再生燃料的系统和方法专利的具体信息内容。
1.一种燃料，其包括：
将石油馏分和可再生燃料油作为反应物的流化催化裂化装置的产物。
2.根据权利要求1所述的燃料，其中该燃料包括共同加工石油馏分和可再生燃料油的流化催化裂化装置的产物。
3.根据权利要求1和2任一项所述的燃料，其中该燃料包括衍生自如下的燃料组合物：
i)80-99.95重量％的该石油馏分原料；以及
ii)0.05-20重量％的该可再生燃料油原料。
4.根据权利要求1-3任一项所述的燃料，其中所制备的燃料是运输燃料。
5.根据权利要求1-4任一项所述的燃料，其中该可再生燃料油衍生自纤维素生物质。
6.根据权利要求1-5任一项所述的燃料，其中该可再生燃料油是非浓缩可再生燃料油。
7.根据权利要求1-6任一项所述的燃料，其中该可再生燃料油具有0.5到7范围内的pH。
8.根据权利要求1-7任一项所述的燃料，其中该可再生燃料油具有10-40重量％之间范围内的水含量。
9.根据权利要求1-8任一项所述的燃料，其中该可再生燃料油具有以干计或不含水计，
35-80重量％之间范围内的碳含量和20-50重量％之间范围内的氧含量。
10.一种制备燃料的方法，其包括：
在催化剂的存在下加工石油馏分原料与可再生燃料油原料。
11.权利要求10所述的方法，其中该燃料是运输燃料。
12.根据权利要求10-11任一项所述的方法，其中该燃料是运输燃料。
13.根据权利要求10-12任一项所述的方法，其中该原料在连续转化装置中被共同加工。
14.根据权利要求13所述的方法，其中该转化装置是流化催化裂化装置。
15.根据权利要求10-14任一项所述的方法，其中该可再生燃料油衍生自纤维素生物质。
16.根据权利要求10-15任一项所述的方法，其中该可再生燃料油是非浓缩可再生燃料油。
17.根据权利要求10-16任一项所述的方法，其中催化剂与油的比例在4:1到15:1之间的范围内。
18.根据权利要求10-17任一项所述的方法，其中该可再生燃料油构成总原料的小于10重量％。
19.根据权利要求10-18任一项所述的方法，其中来自该加工的燃料产物的收率以原料的输入能量计，等于或大于没有可再生燃料油原料的情况下运行该加工所得的燃料产物的收率。
20.根据权利要求10-19任一项所述的方法，其中该燃料与没有可再生燃料油原料的情况下衍生的燃料完全兼容。
用于可再生燃料的系统和方法
[0002] 相关申请交叉引用
[0003] 本申请要求如下申请的优先权：2011年12月12日提交的美国临时申请序列号61/569,712；以及2012年5月11日提交的美国临时申请序列号61/646,152；以及2012年7月19日提交的美国临时申请序列号61/673,683。明确地要求这些临时申请的每个的优先权，并且将这些临时申请的每个的公开内容分别以引用方式整体并入本文以用于各种目的。
[0005] 本发明一般地涉及将可再生燃料或可再生油作为原料引入精炼系统或现场改质设备(field upgrading equipment)。更具体地，本发明针对将生物质热产生的液体引入石油转化装置(例如，精炼流化催化裂化装置(FCC)、炼焦器、现场改质程序系统、加氢裂化器和/或加氢处理装置)以与石油馏分、石油馏分反应物和/或石油馏分原料和产品(例如燃料)共同加工(co-processing)的方法；以及由此产生的产品的用途和价值。
[0006] 发明背景
[0007] 在人类的大部分历史上，生物质一直是一种主要的能量来源。在19世纪和20世纪后期，世界上生物质来源的能源比重下降，这是因为出现了化石燃料的商业化开发和利用，以及煤炭和石油产品在市场上占主导地位。然而，大约15％的世界能源仍然来源于生物质，以及在发展中国家，生物质的贡献高得多，为38％。另外，出现了对化石燃料的利用对环境影响的新认识。特别是，消耗化石燃料导致的温室气体的影响。
[0008] 生物质，例如木材、木渣和农业残余物，可通过热转化或催化转化被转化为有用的产品，例如，燃料或化学品。热转化的例子是裂解(pyrolysis)，其中在大体上无氧的条件下，生物质通过热量的作用被转化为液体和焦炭以及气态副产物。
[0009] 在一般意义上，裂解是在热量的作用下生物质到液体和/或焦炭的转化，通常不涉及主转化装置中生物质原料的任何显著水平的直接燃烧。
[0010] 从历史上看，裂解是一个相对缓慢的过程，其中所得到的液体产品是一种粘稠的焦油和“木醋”液体。传统的慢速裂解通常在温度低于400℃时发生，进行的时间较长从几秒钟到几分钟甚至几小时不等，其首要目的是主要产生木炭，并且生产副产物液体和气体。
[0011] 20世纪70年代，研究人员注意到极高收率的轻质、易流动的液体可能来自生物质，从而发现更现代形式的裂解或快速热转化。事实上，如果允许转化发生在非常短的时间内(通常小于5秒)，则可能得到接近木质生物质材料的输入重量的80％的液体收率。
[0012] 来自这种快速裂解的具有轻质或中质石油燃料油外观的均质液体产物可以被认为是可再生油。可再生油适合用作燃料，用于锅炉的清洁、受控燃烧；并且在柴油机燃料机和固定涡轮机中使用。这与以非常低的收率产生厚厚的、低质量的、两相焦油-水混合物的慢速裂解形成了鲜明的对比。
[0013] 在实践中，生物质的短停留时间的裂解导致其有机物质的主要部分瞬时地转化成气相。这种气相同时包含非冷凝性气体(包括甲烷、氢气、一氧化碳、二氧化碳和烯烃)和冷凝性蒸汽。冷凝和回收时，冷凝性蒸汽构成最终的液体产品，并且这种液体的收率和价值在于下游捕获和回收系统的方法和效率的强函数。
[0014] 鉴于粗烃的有限和对能源(尤其是液体运输燃料)需求的不断增加，因此需要替代能源。生物质的丰富性和可持续性使这种可再生的原料成为补充未来对石油的需求的有吸引力的选择。生物质的困难是，它含有氧气，不像传统的烃类燃料，并且历史上一直没有被轻易地转换为可以很容易地集成到现有的基于烃类的基本结构的一种形式。
[0015] 已经做了大量的工作，以对通过各种热和热催化方案，从生物质到液体烃类燃料的生产进行研究。US5,792,340；US5,961,786；Lappas等人,Biomass Pyrolysis in a Circulating Fluid Bed Reactor for the Production of Fuels and Chemicals,Fuel 81(2002),2087-2095)；以及Samolada等人,Catalyst Evaluation for Catalytic Biomass Pyroloysis,Fuel&Energy 2000,14,1161-1167，描述了将催化剂(沸石FCC催化剂)作为固体循环介质，在循环流化床反应器中对生物质或其它氧化的碳质原料的直接处理，以使生物质直接脱氧并生产运输燃料或混合燃料以及其它烃类。虽然生产得到一些烃类产物，但是收率不可接受地低，并且产生了高收率的木炭或焦炭和副产物气体。此外，有频繁的反应器结垢和堵塞问题，以及其它与催化剂性能相关联的严重的技术困难。不仅是液体收率较低，而且所生产的大部分液态产物需要进一步浓缩和处理，以使得可以替代基于化石燃料的碳氢化合物进行任何直接的即刻使用。
[0016] 鉴于上述局限性，从生物质生产碳氢化合物的另一种选择是首先将固体生物质转化为热生产或热催化生产的液体，然后将FCC催化剂或其它适当的催化剂作为固体循环介质来将这种纯净的液体(即100％液态生物质产品)提供给循环流体床反应器(Adjaye等人,Production of Hydrocarbons by Catalytic Upgrading of a Fast Pyrolysis Bio-oil,Fuel Processing Technology 45(1995),185--192)。再次，在这种情况下，得到不可接受的烃类收率，反应器堵塞和结垢往往是明显的，并且大部分的原料转化为易于分离成不同液相的木炭/焦炭、气体和富氧液体。
[0017] 将固体或液体生物质、生物质源的蒸汽或热生产的液体的催化裂解作为从含氧生物质生产烃类的手段在技术上是复杂的、相对低效的，并且产生大量的低值副产品。为了解决催化剂和收率问题，研究人员观察了独立的改质途径，其中生物质源的液体可以利用专门为含氧材料的加工定制的转化系统中的氢加成和催化剂体系被转化为液态烃(Elliott,Historical Developments in Hydroprocessing Bio-oils,Energy&Fuels 2007,21,1792-1815)。虽然技术上可行，但是大规模经济和技术复杂性以及与高压多级氢加成(为完全转化为液态烃类燃料所需要)相关的费用具有严重限制性，一般认为是不可接受的。
[0018] 作为克服与完全独立的生物质到运输燃料的改质相关的技术和经济限制的手段，研究人员(de Miguel Mercader,Pyrolysis Oil Upgrading for Co-Processing in Standard Refinery Units,Ph.D Thesis,University of Twente,2010(“Mercader”)；Fogassy等人,Biomass Derived Feedstock Co-Processing with VGO for Hybrid Fule Production in FCC Units,Institut de Recherches sur la Catalyse et l’Environnement de Lyon,UMR5236CNRS-UCBL(“Fogassy”)；Gutierrez等人,Co-Processing of Upgraded Bio-Liquids in Standard Refinery Units–Fundamentals,15th European Biomass Conference&Exhibition,Berlin May 7-11,2007)正在研究各种方案，将含氧生物质部分改质以减少氧气，继之以按现有的石油精炼操作将这种中间生物质产物与石油原料共同加工。这些措施全都集中在对生物质源的液体进行加氢脱氧，然后与石油共同加工，并考虑到如下情况进行预测：在石油共同加工之前，有必要对热生产液体进行加氢处理，以避免快速FCC催化剂失活和反应器结垢，并防止产生过多的焦炭和天然气。因此，已发表的研究和现有技术包括在流化催化裂化(FCC)炼油装置中将石油与从生物质进行初始热生产后已经经过加氢处理的改质液体进行共同加工。
[0019] 早期的FCC装置传统上使用密相床反应器系统，实现催化剂和烃类原料之间的良好接触。需要较长的停留时间，以确保原料充分转化为预期产物。随着催化剂体系的完善和催化剂变得愈发活跃，对FCC进行了重新设计以加入提升管构造。该提升管构造使得催化剂和烃类原料之间的接触时间多少被减少到大约2到3秒(不包括在反应器容器或终止部分中的任何停留时间)。
[0020] 许多(如果不是大多数)早期的FCC设计的一个缺点是基本上连接提升管与容纳固体分离设备的开放式反应容器的提升管终端系统。已被确认了好几年的是，相当数量的后提升管热裂解发生在商业化FCC装置内，造成干气和其它较低值产品的大量生产。这种情况发生的两种机制是通过热裂解和稀释催化裂解。热裂解由反应器分离区域中烃蒸气延长的停留时间所致，以及通过非选择性自由基裂解机制导致干气的高收率。稀相催化裂解由催化剂和提升管下游的烃蒸气之间的长时间接触所致。虽然这种情况很大程度上在从床到提升管裂化的过渡中被消除，但是在稀相状态下，仍有大量可以由于显著的催化剂滞留(其在没有先进的终端系统设计的情况下发生)而发生。
[0021] FCC许多供应商和许可方提供先进的提升管终端系统，以尽可能减少后提升管裂化，以及许多(如果不是大多数)装置已经在新装置和改造应用中实现了这些终端系统。此外，为了同一目的，一些精炼厂已经实现了自己的“内部”设计。由于FCC装置的复杂性和多样性，以及新装置设计上的差异，这些先进的终端系统有许多变化，例如“闭合”旋流器、“闭合-耦合”旋流器、“直接耦合”旋流器、“高密封系统”、“旋涡分离系统”等。具体设计存在差异，有的可能比其它的更适合于特定的单元配置，但所有的都为相同的基本目的，即减少不良的后提升管反应。
[0022] 催化剂与原料的接触时间包括提升管中的停留时间以及通常包括如上所述的先进提升管终端系统中的停留时间。典型的提升管停留时间约为2至3秒以及附加的终端系统停留时间可约为1至2秒。这使得整体催化剂接触时间约为3至5秒。
[0023] 构成本申请的一部分的一个创新的实施方式可以是在FCC或现场改质程序操作中采用热生产的液体连同基于石油的原料的工艺。例如，包括在FCC或现场改质程序操作中少量的非加氢处理的生物质源的液体与VGO或其它原油基液体的共同加工的方法。
[0024] 构成本申请的一部分的另一个创新的实施方式可以用于现有技术已经忽略并有意避免的生物质转化：以消除中间体改质步骤的复杂性但仍可以与原油原料加工兼容的方式，对未改质的、热生产的液体与烃类的共同加工。正如已经指出的，现有技术已清楚地表明，未处理的、热生产的生物质液体不适合于FCC和其它催化转化系统中向液态烃的直接转化。因此，当现有技术考虑在现有的精炼操作中与石油共同加工的各种方案(包括FCC共同加工)时，对未改质的、未经处理的生物质热液体的共同加工可被排除出这些共同加工选项(Mercader；Fogassy)。然而，如本发明中所阐明的，实际上，意想不到的技术经济效益在各种精炼操作中热源的生物质产品与石油原料的共同加工中可见一斑。
[0025] 发明概述
[0026] 在某些实施方式中，本发明涉及衍生自石油馏分原料和可再生燃料油原料的一种燃料组合物。在某些实施方式中，本发明涉及衍生自在催化剂的存在下共同加工的石油馏分原料和可再生燃料油原料的一种燃料组合物。在某些实施方式中，本发明涉及衍生自包含可再生燃料油的原料的一种流化催化裂化装置产品组合物。在某些实施方式中，本发明涉及衍生自可能已经在催化剂的存在下在转化装置中被处理的大于80重量％的石油馏分原料和小于20重量％的可再生燃料油原料的一种燃料组合物。
[0027] 在某些实施方式中，本发明涉及一种燃料，其包括将石油馏分和可再生燃料油作为反应物的转化装置(如流化催化裂化装置)的产物。在某些实施方式中，本发明涉及一种燃料，其包括将石油馏分与可再生燃料油联合共同加工的精炼转化装置的产物。在某些实施方式中，本发明涉及一种燃料，其包括精炼转化装置的产物，其中转化装置接收石油馏分和可再生燃料油。
[0028] 在某些实施方式中，本发明涉及一种制备燃料(例如运输燃料)的方法，其包括：在催化剂的存在下，提供可再生燃料油原料与石油馏分原料。在某些实施方式中，本发明涉及一种制备燃料的方法，其包括在催化剂的存在下加工石油馏分原料与可再生燃料油原料。
[0029] 在某些实施方式中，本发明涉及一种制备燃料的方法，其包括在催化剂的存在下加工石油馏分原料与可再生燃料油原料以及，可选地，调节该石油馏分原料、该可再生燃料油原料或两者的进料添加速率，以锁定特定的燃料产品特征、提升管温度或反应区温度；和/或可选地，使催化剂适应于混合的石油馏分原料和可再生燃料油原料比例(催化剂：油比)，以锁定特定的燃料产品特征、提升管温度或反应区温度；其中该催化剂：油比是重量比或体积比。
[0030] 在某些实施方式中，本发明涉及一种共同加工石油馏分原料和可再生燃料油的方法，使得燃料产品具有相对于转化装置的产物流产生的产品的总体积的至少70体积％的汽油和LCO或至少70体积％的运输燃料。
[0031] 在某些实施方式中，本发明涉及一种改善精炼厂中石油转化率的方法，其包括在催化剂的存在下，用可再生燃料油取代石油馏分(以当量能量和/或碳含量计)进行加工。
[0032] 在某些实施方式中，本发明涉及一种提高石油馏分原料转化为燃料的收率(例如一种或多种汽油、柴油机燃料、LPG、LCO、加热油和/或喷气燃料的收率)的方法，其包括在催化剂的存在下加工石油馏分原料与可再生燃料油原料。
[0033] 在某些实施方式中，本发明涉及一种流化催化裂化装置，其包括具有石油馏分注入口和可再生燃料注入口的提升管或已经被改装添加了允许注入可再生燃料的元件的提升管。在某些实施方式中，本发明涉及一种精炼系统，其包括用于引入石油馏分原料的第一组件；以及用于引入可再生燃料油原料或已经被改装以添加相同原料的第二组件。在某些实施方式中，本发明涉及一种精炼系统，其包括用于引入石油馏分原料的第一组件；以及用于将可再生燃料油原料引入精炼转化装置或已经被改装或调整以添加相同原料的第二组件。
[0034] 在某些实施方式中，本发明涉及精炼系统中适合于接受可再生燃料油原料的一个或多个装置(例如转化装置)，其包括用于引入该可再生燃料油原料的安装的独立端口。在某些实施方式中，本发明涉及一种精炼系统，其包括适合于接受该可再生燃料油的附加或改善的提升管组件，例如包括喷嘴的独立端口；用于引入该可再生燃料油原料的单独或独立的储罐；安装的、重新校准的或改善或独立的控制或控制系统；和/或用于引入该可再生燃料油原料的安装的现场抽头(live-tap)。
[0035] 在某些实施方式中，本发明涉及一种提高FCC装置中混合区温度的方法，其包括在引入石油馏分原料注入喷嘴下游(之后)，通过淬火提升管系统注入0.05-15重量％之间的可再生燃料油原料。
[0036] 在某些实施方式中，本发明涉及一种通过将可再生燃料油和石油气体馏分原料引入其中它们与催化剂接触的转化装置来共同加工该可再生燃料油的方法，该可再生燃料油具有以干计或不含水计35-80重量％之间范围内的碳含量水平和/或其衍生自的生物质中包含的能量含量的至少30％的能量含量水平；以及石油馏分原料(其包括瓦斯油(GO)原料、真空瓦斯油(VGO)原料、重质瓦斯油(HGO)原料、中间馏出物原料、重-中间馏出物原料、烃类基原料或其组合)。
[0037] 在某些实施方式中，本发明涉及一种用于生成纤维素可再生标识号码(identification numbers)的燃料(例如柴油机燃料和/或汽油)生产途径，其包括通过快速热处理转化纤维素原料以形成可再生燃料油，以及在催化剂的存在下共同加工石油馏分原料和该可再生燃料油，以生产纤维素可再生标识号码兼容性(compliant)燃料。在某些实施方式中，本发明涉及一种用于生成纤维素可再生标识号码的柴油机燃料和/或汽油生产途径，其包括对可再生[纤维素]生物质原料进行热转化，以形成可再生燃料油以及在炼油装置中共同加工石油馏分原料与该可再生燃料油，以生产符合美国可再生燃料标准计划(RFS)规定中指定的用于生成该纤维素可再生标识号码的燃料途径(fuel pathway)的柴油机燃料和/或汽油。在某些实施方式中，本发明涉及一种用于生成纤维素可再生标识号码的燃料生产途径，其包括通过快速热处理对纤维素原料进行热加工，以形成非浓缩可再生燃料油以及在炼油装置中加工石油馏分原料与该非浓缩可再生燃料油以生产足以生成大于
0.5个单位的纤维素可再生标识号码兼容性燃料的一单位的柴油机燃料。
0.5个单位的纤维素可再生标识号码兼容性燃料的一单位的柴油机燃料。
[0038] 在某些实施方式中，本发明涉及一种运输燃料，其包括从混合物的催化转化得到的产物，该混合物包含大于90重量％的石油馏分原料和小于10重量％的衍生自生物质(例如纤维素生物质)的非浓缩可再生燃料油原料。
[0039] 在某些实施方式中，本发明涉及一种制备纤维素可再生标识号码合格的燃料的方法，其包括，可选地，通过对可再生纤维素生物质原料的快速热加工形成可再生燃料油；向炼油工艺中注入大于90重量％的石油馏分原料；向靠近石油馏分原料的注入点的炼油工艺中注入小于10重量％的可再生燃料油；以及共同加工该石油馏分原料和可再生燃料油，以生产该纤维素可再生标识号码合格的燃料；其中，该可再生燃料油具有1.5-6的pH、小于2.5重量％的固体含量和20-45重量％的含水量。
[0040] 在某些实施方式中，本发明涉及一种制备燃料的方法，该燃料至少部分地衍生自通过精炼转化装置(例如FCC)加工的可再生燃料。在某些实施方式中，本发明涉及一种制备燃料的方法，该燃料至少部分地衍生自已经通过精炼转化装置(例如FCC)加工的具有1.5-6的pH和20-45重量％的含水量的可再生燃料。
[0041] 在某些实施方式中，本发明涉及一种通过符合美国可再生燃料标准计划规定的用于生成可再生标识号码的燃料途径生产可再生燃料的方法，其中，该方法包括将基于纤维素的生物质热转化为可再生燃料油，使得该可再生燃料油的碳含量小于60重量％并具有1.5-8的pH。在某些实施方式中，本发明涉及一种通过符合美国可再生燃料标准计划规定的用于生成可再生标识号码的燃料途径生产可燃燃料的方法，其中该方法包括将基于纤维素的生物质热转化为可再生燃料油，使得该可再生燃料油的碳含量大于至少80重量％。在某些实施方式中，本发明涉及一种通过符合美国可再生燃料标准计划规定的用于生成可再生标识号码的燃料途径生产可燃燃料的方法，其中该方法包括将基于纤维素的生物质热转化为可再生燃料油以及将该可再生燃料油的一部分与大于90重量％的非加氢瓦斯油原料共同加工，以生产该可燃燃料。
[0042] 在某些实施方式中，本发明涉及一种至少部分地衍生自石油馏分原料和可再生燃料油原料的燃料组合物，其中该石油原料和可再生燃料油原料已经在催化剂的存在下被共同加工过。在某些实施方式中，本发明涉及一种衍生自包含可再生燃料油的原料的流化催化裂化装置产品组合物。
[0043] 在某些实施方式中，本发明涉及一种制备燃料的方法，其包括在催化剂的存在下加工石油馏分原料与可再生燃料油原料，其中该加工中燃料产物的收率以原料的输入能量计，等于或大于没有可再生燃料油原料的情况下运行该加工所得的燃料产物的收率。在某些实施方式中，本发明涉及一种制备燃料的方法，其包括在催化剂的存在下，加工石油馏分原料与可再生燃料油原料，其中从加工中所获得的燃料与没有可再生燃料油原料的情况下衍生的燃料完全兼容。
[0044] 在某些实施方式中，本发明涉及一种生成一个或多个纤维素可再生标识号码的方法，其包括对纤维素生物质进行热加工，以形成可再生燃料油(例如非浓缩可再生燃料油)以及在精炼转化装置中共同加工石油馏分原料与该可再生燃料油，从而产生纤维素可再生标识号码兼容性柴油机燃料、喷气燃料、汽油或加热油。
[0046] 在某些实施方式中，本发明涉及一种改进由石油馏分原料的转化获得的有价值的燃料组分的量的方法，其包括将该石油馏分原料引入包含FCC催化剂的精炼系统并加入相对于原料总量(例如石油馏分原料加上可再生燃料油原料)至少2重量％的可再生燃料油原料以及在FCC催化剂的存在下于FCC中共同加工混合的原料达至少2秒。
[0047] 在某些实施方式中，本发明涉及一种交易可再生标识号码的方法，其包括共同加工石油馏分原料与可再生燃料油，以形成兼容根据美国可再生燃料标准计划的一种或多种燃料途径的燃料，以及转让来自该燃料的所有人或购买人的一个或多个美国可再生标识号码的至少一部分的权利。在某些实施方式中，本发明涉及通过热加工纤维素生物质获得的、兼容美国可再生燃料标准计划规定中指定的用于生成纤维素可再生标识号码的燃料途径的可再生燃料油。在某些实施方式中，本发明涉及衍生自兼容美国可再生燃料标准计划规定中指定的用于生成纤维素可再生标识号码的燃料途径的可再生燃料油的内燃机燃料。在某些实施方式中，本发明涉及衍生自精炼转化装置原料的内燃机燃料，该精炼转化装置原料包括兼容美国可再生燃料标准计划规定中指定的用于生成该纤维素可再生标识号码的燃料途径的1-5重量％可再生燃料油。
[0048] 在某些实施方式中，本发明涉及一种包括FCC共同加工的瓦斯油和可再生燃料油产品的混合可燃燃料组合物。
[0049] 在某些实施方式中，本发明涉及一种在包括内燃机的车辆中使用一种或多种上述燃料的方法。
[0050] 在某些实施方式中，本发明涉及一种计算机系统，其包括监测FCC装置中的吞吐量以及控制被引入以与基于石油的原料共同加工的可再生燃料油的量。
[0051] 在某些实施方式中，本发明涉及一种计算机系统，其包括监测FCC装置中包括被加工的可再生燃料油的量的吞吐量，以及计算所生成的纤维素可再生标识号码。
[0054] 图1：示出了流化催化裂化(FCC)装置。
[0055] 图2A：示出了示例性转化器。
[0056] 图2B：示出了已被用一个或两个注入口(102)改装的示例性转化器，该注入口有适于引入可再生燃料油(RFO)原料的两个不同位置(其可以是交替的位置或同时使用)。
[0057] 图3：示出了提升管淬火技术。
[0058] 图4示出了焦化装置。
[0059] 图5：示出了进料注入系统。
[0060] 图6：示出了具有双提升管的FCC装置。
[0061] 图7：是曲线图，其呈现了催化剂：油比和VGO中RFO浓度对转化率的影响(以质量计)。
[0062] 图8：是曲线图，其呈现了催化剂：油比和VGO中RFO浓度对总转化率的影响(以当量能量输入量计)。
[0063] 图9：是曲线图，其呈现了催化剂：油比和VGO中RFO浓度对汽油收率的影响(以能量当量输入量计)。
[0064] 图10：是曲线图，其将催化剂：油比和VGO中RFO浓度对汽油收率的影响作为进料碳含量的函数进行了描绘(以当量碳输入量计)。
[0065] 图11：是曲线图，其描绘了催化剂：油比和VGO中RFO浓度对LPG收率的影响(以当量能量输入量计)。
[0066] 图12：是曲线图，其描绘了催化剂：油比和VGO中RFO浓度对干气收率的影响(以当量能量输入量计)。
[0067] 图13：是曲线图，其描绘了催化剂：油比和VGO中RFO浓度对LCO收率的影响(以当量能量输入量计)。
[0068] 图14：是曲线图，其描绘了催化剂：油比和VGO中RFO浓度对HCO收率的影响(以当量能量输入量计)。
[0069] 图15：是曲线图，其描绘了催化剂：油比和VGO中RFO浓度对焦炭收率的影响(以当量能量输入量计)。
[0070] 图16：是曲线图，其将汽油收率作为RFO替代和催化剂：油比的函数进行了描绘(以10,000桶/天，不含水计)。
[0071] 图17：是曲线图，其将汽油加仑/吨RFO作为RFO替代和催化剂：油比的函数进行了描绘(用参考VGO，基于重量％贡献量)。
[0072] 图18：是曲线图，其描绘了催化剂：油比和VGO中RFO浓度对汽油收率的影响(以输入FCC装置的体积计)。
[0073] 图19：是曲线图，其描绘了催化剂：油比和HGO中RFO浓度对汽油收率的影响(以10,000桶/天进料计)。
[0074] 发明详述
[0075] 2005年，环境保护署(EPA)发布了它的可再生燃料标准(RFS1)，其是美国的第一批可再生燃料命令。2012年，RFS需要7.5B加仑的可再生燃料，以与汽油混合。两年后，根据2007年能源独立和安全法案(EISA)对该计划进行了扩大，以在2022年前，达到36B加仑可再生燃料的目标。此外，EISA扩展了RFS以覆盖柴油机燃料以及汽油(喷气燃料最初并未包含在RFS中)以及为不同类型的可再生燃料设定单独的体积目标(如2022年前，RFS2需要21B加仑的高级生物燃料。
[0076] 2010年2月，EPA提交了其对先前可再生燃料标准(RFS1)的修订版——其最终规则RFS2。这项规则提出2022年前在美国生产36B加仑可再生燃料的体积目标，其中21B是先进的生物燃料(非乙醇)。由于美国缺乏商业纤维素设施，EPA进行了纤维素总容量的年度审查，以评估其生产目标的可行性，并随后作出调整。EPA已经提出2012年高达12.9M加仑(以乙醇当量计，高达15.7M加仑)的纤维素体积量，远低于其原来500M加仑的目标。对美国来说，为了达到2022年前16B加仑产量目标，必须在促进规模化纤维素技术方面取得显著进步。
[0077] 部分规定包括激励计划，其为按照被设计为比传统的燃料生产方法对环境危害较小的某些途径进行的燃料生产授予可再生标识号码(RIN)。在几个经批准的途径中，有一些涉及含纤维素生物质(纤维素生物质)的使用，可以获得纤维素可再生标识号码(C-Rin’s)的途径。纤维素生物质的使用还可以在满足其可再生体积义务(RVO)方面帮助燃料生产商。本申请的一个方面可以是对相对于投入到被用来生产汽油的转化装置中的原料(例如石油馏分和可再生原料)的总重量，小于20重量％，例如，小于10重量％、小于8重量％、少于6重量％(例如约5重量％或约3重量％)的量的非浓缩可再生燃料油的使用，不仅产生了符合获取C-RIN’s和/或RVO’s的要求的机会，而且产生了汽油的至少当量收率(以当量输入量计，例如，以能量计或碳含量计)。汽油的当量收率包括以当量输入量计(例如，以能量计或碳含量计)，汽油的收率增加，例如，大于0.5重量％、大于0.75重量％、大于1重量％，如从0.5重量％到5.0重量％或从1.25重量％到3.0重量％的增加。
[0078] 在某些实施方式中，方法和系统在FCC和其它精炼系统或现场改质程序操作中包括可再生燃料、可再生燃料油或可再生油作为原料。可再生燃料包括生产自可再生资源的燃料。例子包括生物燃料(例如，用作燃料的植物油)、乙醇、来自生物质的甲醇或生物柴油机燃料和氢燃料(当用可再生工艺生产时)、热化学生产的液体和催化转化生物质的液体。
[0079] 合适的生物质、生物质材料或生物质组分包括但不限于木材、木渣、锯屑、砍下的树皮、间苗(thinnings)、林选(forest cullings)、西沙尔麻下脚、玉米纤维、玉米秸秆、空果串(EFB)、叶、棕榈叶、亚麻、秸秆、低灰秸秆、能源作物、棕榈油、非食品为基础的生物质原料、作物秸秆、采伐剩余物(slash)、预商用间苗和树渣、一年生覆盖作物、柳枝稷、芒草、含纤维素的组分、分离的庭院垃圾的纤维素组分、分离的厨余的纤维素组分、分离的城市固体废弃物(MSW)的纤维素组分或其组合。例如，纤维素生物质包括衍生自或含纤维素材料的生物质。例如，生物质可以是以兼容美国可再生燃料标准计划(RFS)规定为特征的一种生物质；或适于制备纤维素可再生标识号码兼容性燃料的生物质。在某些实施方式中，生物质可以以兼容那些生物质材料为特征，所述生物质材料被指定于根据美国可再生燃料标准计划(RFS)规定的D-码1、2、3、4、5、6或7兼容性燃料的途径中。例如，生物质可以以兼容那些生物质材料为特征，所述生物质材料根据美国可再生燃料标准计划(RFS)规定，适于制备D-码3或7兼容性燃料；或生物质可以以仅由碳氢化合物(或可再生碳氢化合物)组成为特征。
[0080] 一种可再生燃料油(本文中也被称为“RFO”)指衍生自生物质的燃料油或从生物质转化中制备的燃料油。例如，在某些实施方式中，该可再生燃料油可以是纤维素可再生燃料油(本文中也被称为“纤维素RFO”)，并且可以衍生或制备自含纤维素的生物质的转化。该生物质或含纤维素的生物质可通过一种或多种如下工艺被转化以形成一种合适的可再生燃料：该生物质或含纤维素的生物质的热转化、热-机械转化、热催化转化或催化转化。在某些实施方式中，该可再生燃料油可以是非加氢脱氧(非HDO)的、非脱氧的、未改质的、热处理的、快速热处理的、热机械加工的、快速热机械加工的、非加氢处理的、经调节的和/或其组合。例如，该可再生燃料油可以是非加氢脱氧(非HDO)的可再生燃料油；非HDO、非脱氧的可再生燃料油；快速热机械加工的、非加氢处理的可再生燃料油；或者非脱氧的、未改质的、热处理的再生燃料油。一种合适的可再生燃料油的另一个例子可以是非加氢脱氧的、非脱氧的、非加氢处理的、未改质的、非催化处理的、热机械加工的可再生燃料油，这将被理解为指可以通过如下方式获得的一种可再生燃料油：简单地机械研磨生物质(例如纤维素生物质)，然后对研磨的生物质，例如迅速地进行热处理，以获得液体(没有进一步的处理步骤，以大体上改变氧含量、水含量、硫含量、氮含量、固体含量)；或以其它方式浓缩该可再生燃料油，以加工成燃料。此外，这种非加氢脱氧的、非脱氧的、非加氢处理的、未改质的、非催化处理的、热机械加工的可再生燃料油可以与已经衍生自另一生物质的其它批次的非加氢脱氧的、非脱氧的、非加氢处理的、未改质的、非催化处理的、热机械加工的可再生燃料油和/或其它非加氢脱氧的、非脱氧的、非加氢处理的、未改质的、非催化处理的、热机械加工的可再生燃料油进行混合，以形成非加氢脱氧的、非脱氧的、非加氢处理的、未改质的、非催化处理的、热机械加工的可再生燃料油的混合物。
[0081] 特别地，该可再生燃料油可以是由含纤维素材料的生物质形成的液体，其中对该生物质的唯一处理可以是热机械处理(具体包括研磨和快速热处理，在引入石油转化装置之前没有对该液体的后处理或浓缩)。具体来说，无加氢氧化、无加氢处理、无催化暴露或接触只是对通过热机械处理含纤维素的生物质获得的可再生燃料油不进行浓缩的措施。
[0082] 优选的可再生燃料油可以是通过加工，例如快速热处理，由磨碎的生物质形成的非浓缩液体(也被称为非浓缩可再生燃料油)，其中所得到的液体可以是经处理的生物质总重量的至少50重量％，例如至少60重量％、至少70重量％、至少75重量％、至少80重量％或至少85重量％。换句话说，来自经处理的生物质的液体收率可以为经处理的研磨的生物质总重量的至少50重量％，例如至少60重量％、至少70重量％、至少75重量％、在80重量％或至少85重量％。非浓缩应该被理解为是指不经过任何进一步的预处理或后处理(包括，特别是，无加氢脱氧、无加氢处理、无催化暴露或接触)的可再生燃料油液体。在某些实施方式中，非浓缩可再生燃料油可以从研磨的生物质制备得到，然后输送和/或存储，甚至可以在其被引入精炼厂的转化装置中的途中被加热或保持在给定的温度下；不超过150华氏度。与该非浓缩可再生燃料油的运输、储存、加热和/或预加热相关的机械操作不被认为是浓缩步骤。在某些实施方式中，非浓缩可再生燃料油可包括与单独的非浓缩批次和/或从不同纤维素生物质(例如，若干不同类型的非食用生物质)产生的非浓缩批次混合的一种或多种非浓缩可再生燃料油。在某些实施方式中，如果基本上所有(例如大于80重量％或大于90重量％，如大于95重量％或大于98重量％或大于99重量％)或所有的混合批次是非浓缩可再生燃料油，可被混合以有目的地提供或实现混合的非浓缩可再生燃料油中某些特性的这些混合组合物仍可被视为非浓缩可再生燃料油。
[0083] 一种优选的(非HDO)可再生燃料油；非HDO、非脱氧的可再生燃料油；快速热机械加工、非加氢处理的可再生燃料油；或者非脱氧的、未改质的、热处理的可再生燃料油。
[0084] 例如，该可再生燃料油可以仅包括热转化的生物质或仅包括热机械转化的生物质。合适的可再生燃料油可包括衍生或制备自生物质或纤维素生物质转化的裂解液、热-裂解液、热-机械-裂解液、快速热-裂解液或快速热-裂解-机械液。在某些实施方式中，该可再生燃料油可包括非加氢脱氧(非HDO)可再生燃料油；非脱氧可再生燃料油；未改质的可再生燃料油；热处理的纤维素可再生燃料油；热处理、未改质的纤维素可再生燃料油；热处理的生物质液体；热处理、未改质的生物质液体；热处理的非食品基的生物质液体；热处理的非食品、纤维素基的生物质液体；热处理的非食品、可再生液体；热处理的纤维素液体；快速热处理的纤维素液体；快速热处理的生物油；具有小于5重量％的固体含量，如小于4重量％、3重量％、2.5重量％、2重量％、1重量％或小于0.5重量％的固体含量的快速热处理的生物质液体或热-裂解液；经调节的可再生燃料油；非加氢处理、未改质的可再生燃料油；裂解油或裂解液；热-裂解油或热裂解液；生物油或生物油液体；生物原油或生物粗制液体；热-催化裂解油或热-催化裂解油；催化裂解油；催化裂解液；或其组合。例如，在某些实施方式中，该可再生燃料油可包括如下的一种或多种：非加氢脱氧(非HDO)可再生燃料油；非脱氧可再生燃料油；未改质的可再生燃料油；热处理的纤维素可再生燃料油；快速热机械处理的可再生燃料油；非加氢处理、未改质的可再生燃料油；裂解油或裂解液；或热-裂解油或热-裂解液。
[0085] 在某些实施方式中，从生物质形成合适的可再生燃料的热转化过程可包括，例如，快速热转化处理。在某些实施方式中，该从生物质形成合适的可再生燃料的热转化过程的机械方面(有时在本文中被称为“调节”)可以包括，但可以不限于干燥；研磨；去除碎屑；去除金属杂质；上浆；去除有色金属；去除灰分部分；过滤；筛选；旋流；机械操作以除去固体含量的大部分；或其组合。例如，调节可以包括以下处理的一种或多种：如干燥、研磨、去除碎屑、去除金属杂质；上浆；去除有色金属；去除灰分部分；过滤；筛选；通过旋风分离器；机械操作；接触磁铁或通过磁场。在某些实施方式中，调节还可以包括加入水或一种或多种醇，如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、甘油或丁醇。例如，该可再生燃料油可通过经历过滤、筛选、旋流或机械操作工艺以去除固体含量的大部分进行调节。在某些实施方式中，在转化过程中调节生物质以形成合适的可再生燃料油可包括通过过滤、筛选、旋流器或机械操作生物质来从生物质中去除一部分碳。在某些实施方式中，热转化过程或热-机械转化过程可包括快速热转化过程。
[0086] 在某些实施方式中，该可再生燃料油可以具有0.5至8.0范围内的pH。例如，该可再生燃料油可以具有0.5至7.0，例如0.5至6.5、1.0至6.0、2.0至5.0、3.0至7.0、1.0至4.0或者2.0至3.5范围内的pH。在某些实施方式中，该可再生燃料油的pH可以小于8.0，例如小于
7.0、小于6.5、小于6.0、小于5.5、小于5.0、小于4.5、小于4.0、小于3.5、小于3.0、小于2.5或者小于2.0。在某些实施方式中，该可再生燃料油的pH可以通过添加外部的非生物质源的材料或pH值改变剂来改变或更改。在某些实施方式中，该可再生燃料油可以是酸性的。例如，该可再生燃料油可以具有0.5到7之间，例如1到7之间、1到6.5之间、2到5之间、2到3.5之间、
1到4之间、2到6之间或者2到5之间范围内的pH。在某些实施方式中，该可再生燃料油具有从其可以衍生自的生物质的转化中得到的pH，例如生物质源pH。
7.0、小于6.5、小于6.0、小于5.5、小于5.0、小于4.5、小于4.0、小于3.5、小于3.0、小于2.5或者小于2.0。在某些实施方式中，该可再生燃料油的pH可以通过添加外部的非生物质源的材料或pH值改变剂来改变或更改。在某些实施方式中，该可再生燃料油可以是酸性的。例如，该可再生燃料油可以具有0.5到7之间，例如1到7之间、1到6.5之间、2到5之间、2到3.5之间、
1到4之间、2到6之间或者2到5之间范围内的pH。在某些实施方式中，该可再生燃料油具有从其可以衍生自的生物质的转化中得到的pH，例如生物质源pH。
[0087] 在某些实施方式中，该可再生燃料油可以具有范围小于5重量％的固体含量。例如，该可再生燃料油可以具有小于4重量％、小于3重量％、小于2.5重量％、小于2重量％、小于1重量％、小于0.5重量％或小于0.1重量％的固体含量。在某些实施方式中，该可再生燃料油可以具有0.005重量％到5重量％之间范围内的固体含量。例如，该可再生燃料油可以具有0.005重量％到4重量％之间(例如0.005重量％到3重量％之间、0.005重量％到2.5重量％之间、0.005重量％到2重量％之间、0.005重量％到1重量％之间、0.005重量％到0.5重量％之间、0.05重量％到4重量％之间、0.05重量％到2.5重量％之间、0.05重量％到1重量％之间、0.05重量％到0.5重量％之间、0.5重量％到3重量％之间、0.5重量％到1.5重量％之间或者0.5重量％到1重量％之间)范围内的固体含量。
[0088] 在某些实施方式中，该可再生燃料油可以具有小于0.5重量％的灰分含量。例如，该可再生燃料油可以具有小于0.4重量％，例如小于0.3重量％、小于0.2重量％、小于0.1重量％、小于0.05重量％、小于0.005重量％或者小于0.0005重量％的灰分含量。在某些实施方式中，该可再生燃料油可以具有0.0005重量％到0.5重量％之间(例如0.0005重量％到0.2重量％之间,0.0005重量％到0.05重量％之间或者0.0005重量％到0.1重量％之间)范围内的灰分含量。
[0089] 在某些实施方式中，该可再生燃料油可以包括10-40重量％之间范围内的水含量。例如，该可再生燃料油可以包括15-35重量％之间(例如15-30重量％之间、20-35重量％之间、20-30重量％之间、30-35重量％之间、25-30重量％之间或者32-33重量％之间水)范围内的水含量。在某些实施方式中，该可再生燃料油可以包括小于40重量％，例如小于35重量％或者小于30重量％范围内的水含量。在某些实施方式中，该可再生燃料油可以包括至少10重量％，例如至少15重量％、至少20重量％或者至少25重量％的水含量。
[0090] 在某些实施方式中，该可再生燃料油可以包括高于石油馏分原料的氧含量水平的氧含量水平。例如，该可再生燃料油可以具有以干计或不含水计大于20重量％的氧含量水平，例如以干计或不含水计20-50重量％之间、35-40重量％之间、25-35重量％之间、20-30重量％之间、25-50重量％之间、20-40重量％之间或者20-35重量％之间范围内的氧含量水平。
[0091] 在某些实施方式中，该可再生燃料油可以包括高于碳含量水平的氧含量水平。例如，该可再生燃料油可以具有以含水计，高于碳含量水平的氧含量水平。在某些实施方式中，该可再生燃料油可以具有以干计或不含水计，35-80重量％之间范围内的碳含量和20-50重量％之间范围内的氧含量。例如，该可再生燃料油可以具有以干计或不含水计，50-60重量％之间范围内的碳含量和35-40重量％之间范围内的氧含量。
[0092] 在某些实施方式中，该可再生燃料油可以包括的碳含量水平为其可以衍生自的生物质中所包含的碳含量的至少40重量。例如，该可再生燃料油可以包括的碳含量水平为其可以衍生自的生物质中所包含的碳含量的至少45重量％，例如至少50重量％、至少55重量％、至少60重量％、至少65重量％、至少70重量％、至少75重量％、至少80重量％、至少85重量％、至少90重量％或者至少95重量％。在某些实施方式中，该可再生燃料油可以包括的碳含量水平在其可以衍生自的生物质中所包含的碳含量的40重量％到100重量％之间范围内。例如，该可再生燃料油可以包括的碳含量水平在其可以衍生自的生物质中所包含的碳含量的40重量％到95重量％之间、40重量％到90重量％之间、40重量％到80重量％之间、50重量％到90重量％之间、50重量％到75重量％之间、60重量％到90重量％之间、60重量％到80重量％之间、70重量％到95重量％之间、70重量％到80重量％之间或者70重量％到90重量％之间范围内。在某些实施方式中，该可再生燃料油可以包括低于石油馏分原料的碳含量水平的碳含量水平。例如，该可再生燃料油可以包括以干计或不含水计，35-80重量％之间(例如，以干计不含水计，40-75重量％之间、45-70重量％之间、50-65重量％之间、50-60重量％之间或者54-58重量％之间)范围内的碳含量水平。
[0093] 举例来说，表1&2提供根据美国专利号7,905,990、美国专利号5,961,786和美国专利号5,792,340(其每个以引用方式全部并入)中所述的一个或多个程序制备的若干合适的可再生燃料油的分析。
[0094] 表1–Alcell木质素的分析结果–重度运行(LS-3)&重度运行(LS-4)
[0095]
[0096] 表格备注：温和运行(LS-3)是约500℃时的快速热处理以及重度运行(LS-4)是约700℃时的快速热处理
[0097] 表2 衍生自木质生物质的可再生燃料油的分析结果
[0098]
[0099] 表格备注：通过如下实验室对衍生自木质生物质的RFO进行了分析：1)比利时的Universite Catholique de Louvain；2)意大利的ENEL,Centro Ricerca Termica；3)芬兰的VTT,Laboratory of Fuel and Process Technology；4)加拿大的CANMET,Energy Research Laboratories；5)美国的Commercial Testing and Engineering Co.。
[0100] 在某些实施方式中，该可再生燃料油可以包括的能量含量水平为其可以衍生自的生物质中所包含的能量含量的至少30％。例如，该可再生燃料油可以包括的能量含量水平为其可以衍生自的生物质中所包含的能量含量的至少45％，例如至少55.％、至少60％、至少65.％、至少70.％、至少75.％、至少80.％、至少85％、至少90.％或者至少95.％。在某些实施方式中，该可再生燃料油可以包括的能量含量水平在其可以衍生自的生物质中所包含的能量含量的50％到98％之间范围内。例如，该可再生燃料油可以包括的能量含量水平在其可以衍生自的生物质中所包含的能量含量的50％到90％之间、50％到75％之间、60％到90％之间、60％到80％之间、70％到95％之间、70％到80％之间或者70％到90％之间的范围内。
[0101] 在某些实施方式中，该可再生燃料油可以包括低于石油馏分原料的能量含量水平的能量含量水平。例如，该可再生燃料油可以包括相对于石油原料的能量含量，以干计(以不含水计)，30-95％之间(例如相对于石油原料的能量含量，以干计或不含水计，40-90％之间、45-85％之间、50-80％之间、50-60％之间或者54-58％之间)范围内的能量含量水。在某些实施方式中，该可再生燃料油可以具有相对于石油馏分原料能量含量，30-90％之间范围内的能量含量。例如，该可再生燃料油可以具有相对于石油馏分原料能量含量，35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％的能量含量。在某些实施方式中，一单位的该可再生燃料油可以具有适于生成0.5-1.5单位之间的纤维素可再生指数-兼容性燃料(例如0.7-1.2单位之间、0.9-1.1单位之间的纤维素可再生指数-兼容性燃料)的能量含量。在某些实施方式中，一单位的该可再生燃料油可以具有相当于0.5-1.5体积单位之间的乙醇(例如0.7-1.2体积单位之间,0.9-1.1体积单位之间的乙醇)的能量含量。
[0102] 在某些实施方式中，一种炼油方法和系统可以包括用于按低比例将可再生燃料、可再生燃料油或生物质源的热生产的液体引入石油转化装置、炼油FCC装置(更正式地通称为流化催化裂化装置)或者现场改质程序操作的组件，其中FCC催化剂的接触时间为秒时间段，例如0.5到15秒，例如1秒、1.5秒、2秒、2.5秒、3秒、3.5秒、4秒、5秒和近似于这些时间的时间段，例如大约3-5秒。
[0103] 该可再生油可以经调节以能够被引入炼油工艺以及可以由几种组合物制成。一个这样的例子可以是在存在或不存在催化剂作用、处理停留时间小于10秒、400到600℃的条件下通过生物质的快速热转化而生产的可再生油。催化剂的例子可以是ZSM-5或其它FCC催化剂。
[0104] 根据一个实施方式，热生产的可再生油加入速率的量(图1中详述的例子FCC装置的情况下)包括小于10重量％(如0.05重量％到10重量％之间的范围内)，优选地大于1重量％和小于5重量％的范围内。
[0105] 在某些实施方式中，石油馏分原料(例如衍生自改质石油)包括瓦斯油(GO)原料、真空瓦斯油(VGO)原料、重质瓦斯油(HGO)原料、中间馏出物原料、重-中间馏出物原料、烃类基原料或其组合。例如，该石油馏分原料包括瓦斯油原料、真空瓦斯油(VGO)原料、重质瓦斯油(HGO)原料或者中间馏出物原料。
[0106] 在某些实施方式中，可以被引入精炼厂用于与石油馏分原料共同加工的可再生燃料油(RFO)原料的量可以在相对于被引入该精炼厂用于加工的原料总量的1重量％到20重量％范围内。例如，被引入该精炼厂用于与石油馏分原料共同加工的可再生燃料油(RFO)原料的量可以在相对于被引入该精炼厂的转化装置用于加工的原料总量(例如石油馏分原料加RFO原料)的1重量％到15重量％范围内，例如相对于被引入该转化装置用于加工的的原料总量的2重量％到13重量％、4重量％到10重量％、5重量％到8重量％、7重量％到12重量％或者3重量％到7重量％。在某些实施方式中，被引入该转化装置用于与石油馏分原料共同加工的可再生燃料油(RFO)原料的量可以是相对于被引入该精炼厂用于加工的原料总量的1重量％，例如相对于被引入该精炼厂用于加工的原料总量的2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％、20重量％。在某些实施方式中，被引入该精炼厂用于与石油馏分原料共同加工的可再生燃料油(RFO)原料的量可以是相对于被引入该精炼厂用于加工的原料总量的至少1重量％和小于20重量％，例如相对于被引入该转化装置用于加工的原料总量的至少2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％或者10重量％以及小于20重量％。
[0107] 在某些实施方式中，与仅仅加工该石油馏分原料而没有该可再生燃料油的情况相比，加工该石油馏分原料和该可再生燃料油在制备燃料产品方面具有大体上等同或者较高的效能。例如，与仅仅加工该石油馏分原料而没有该可再生燃料油的情况相比，加工高达20重量％的RFO与剩余的石油馏分原料，例如可再生燃料油与该石油馏分原料的2:98、5:95、10:90重量比可以在收获燃料产品方面具有大体上等同或者较高的效能。例如，加工20:80到0.05:99.95重量比之间范围内的可再生燃料油与石油馏分原料可以导致与仅仅加工该石油馏分原料而没有该可再生燃料油的情况相比，汽油的重量百分比增加高于0.1重量％，例如0.5重量％、1.0重量％、1.5重量％、2.0重量％或更多。
[0108] 根据一个实施方式，RFO的量可以混合有各种各样的瓦斯油和/或包括HGO(重质瓦斯油)、LGO(轻质瓦斯油)和VGO(真空瓦斯油)的瓦斯油混合物以及其它石油馏分和混合物。该HGO可以是可以在引入瓦斯油之前、之后或者之前和之后，或者与瓦斯油组合，作为混合进料流或者作为单独的进料流，被引导入炼油FCC装置的另一种更轻质的原料。可替代地，瓦斯油可以在引入该RFO之前、之后或者之前和之后，与该RFO一起被引入。该RFO或者该瓦斯油或者两者可以以脉冲的方式交替进料。
[0109] 根据一个实施方式，可再生油的量可以混合有VGO(真空瓦斯油)。VGO可以是通常被进料给炼油FCC装置的原料。可再生油和VGO混合物的目标为最终测得的TAN(总酸值)小于1.0(如在0.05到1.0之间的范围内)以及优选地在小于.5的范围内(如0.05到0.5之间的范围内)以及更优选地在小于0.25的范围内(如在0.05到0.25之间的范围内)。
[0110] 根据一个实施方式，可再生油的量可以混合有HGO(重质瓦斯油)。HGO可以是可以与VGO组合或者作为单独的进料，被引导入炼油FCC装置的另一种更轻质的原料。
[0111] 根据一个实施方式，可再生油的量可以混合有有或者没有表面活性剂的更轻质的石油馏分(如LCO或者汽油)。与该可再生油混合的LCO和/或汽油的含量可以在小于10重量％的范围内(如，在0.005重量％到10重量％之间的范围内)，以及优选地在小于5重量％的范围内(如，在0.005重量％到5重量％之间的范围内)，以及更优选地在小于1重量％的范围内(如，在0.005重量％到1重量％之间的范围内)。
[0112] 根据一个实施方式，该可再生油包括通过生物质的热或催化转化产生的、优选低含水量的全部液体。可替代地，通过生物质的热或催化转化产生的全部液体可以经过相分离，以为精炼系统提供作为原料的主非水相馏分。此外，馏分可取自热或催化转化的生物质的下游液体收集系统的单元操作，如主冷凝器装置、辅助冷凝器、除雾器、过滤器或静电除尘器。
[0113] 根据一个实施方式，可再生油的闪点可被提高，以减少液体的挥发物含量，并随后在FCC中与石油原料共同加工。该闪点据宾斯基-马丁闭口杯闪点测定仪(如ASTM D-93)测量，可被提高到55-62℃范围以上。可以用各种方法和装置来有效地减少挥发性组分，如转膜蒸发器、降膜蒸发器、闪蒸塔、填充塔、脱挥发容器或罐。该可再生油部分挥发性组分的减少可以帮助减少通过FCC反应器并最终进入收集的水流中的不希望的组分，例如酚类。
[0114] 在某些实施方式中，可以被引入精炼厂用于与石油馏分原料共同加工的该可再生燃料油(RFO)原料的水含量可以在0.05重量％到40重量％的范围内。例如，被引入该精炼厂用于与石油馏分原料共同加工的该可再生燃料油(RFO)原料的水含量可以在1重量％到35重量％(例如5重量％到35重量％、10重量％到30重量％、10重量％到20重量％、10重量％到15重量％、15重量％到25重量％、15重量％到20重量％、20重量％到35重量％、20重量％到
30重量％、20重量％到25重量％、25重量％到30重量％或者30重量％到35重量％)的范围内。在某些实施方式中，被引入该精炼厂用于与石油馏分原料共同加工的该可再生燃料油(RFO)原料的水含量可以是至少23重量％，例如至少25重量％、至少28重量％、至少30重量％、至少31重量％、至少32重量％、至少33重量％或者至少35重量％。在某些实施方式中，被引入该精炼厂用于与石油馏分原料共同加工的该可再生燃料油(RFO)原料的水含量可以是至少1重量％，例如至少10重量％、至少15重量％、至少20重量％或者至少30重量％。在某些实施方式中，被引入该精炼厂用于与石油馏分原料共同加工的该可再生燃料油(RFO)原料的水含量可以小于38重量％，例如小于35重量％、小于34重量％、小于30重量％、小于25重量％、小于20重量％或者小于15重量％。
30重量％、20重量％到25重量％、25重量％到30重量％或者30重量％到35重量％)的范围内。在某些实施方式中，被引入该精炼厂用于与石油馏分原料共同加工的该可再生燃料油(RFO)原料的水含量可以是至少23重量％，例如至少25重量％、至少28重量％、至少30重量％、至少31重量％、至少32重量％、至少33重量％或者至少35重量％。在某些实施方式中，被引入该精炼厂用于与石油馏分原料共同加工的该可再生燃料油(RFO)原料的水含量可以是至少1重量％，例如至少10重量％、至少15重量％、至少20重量％或者至少30重量％。在某些实施方式中，被引入该精炼厂用于与石油馏分原料共同加工的该可再生燃料油(RFO)原料的水含量可以小于38重量％，例如小于35重量％、小于34重量％、小于30重量％、小于25重量％、小于20重量％或者小于15重量％。
[0115] 在FCC系统中所使用的氢型沸石是强大的固体基酸，并且可以促进许多酸催化反应，如异构化、烷基化和裂化。石化应用中所使用的大多数沸石催化剂的具体激活方式涉及量子化学路易斯酸位点反应。本系统受益于可以使FCC操作中VGO的裂化或转化得以改善(即协同效应)的可再生油的特性，即其TAN或酸性性质。这将产生更多的轻质成品或期望的产品，并减少不希望的产物，例如重循环油和澄清油浆。
[0116] 流化催化裂化(FCC)可以是在精炼厂中使用的转化工艺。它可被广泛地用于将石油原油的高沸点、高分子量烃馏分转化为更有价值的汽油、烯烃气体和其它产品。催化裂化产生更多具有较高辛烷值的汽油。它还产生比由热裂化产生的那些气体更加烯属，并因此更有价值的副产物气体。
[0117] FCC原料通常可以是大气压下具有340℃或更高初沸点和从约200到600或更高范围的平均分子量的部分原油。该部分原油可通常被称为重质瓦斯油。FCC工艺通过在高温和中等压力下，使该原料接触流化粉末状催化剂来蒸发高沸点烃类液体并使其长链分子断裂为更短的分子。
[0118] 图1示出了流化催化裂化(FCC)装置。图1中典型的现代FCC装置的示意性流程图基于一种“并排”配置。该图描绘了可再生燃料油原料101可以从何处被引入到系统中。该FFC可以设计成有两个或多个进料注入点，其中至少一个用于石油馏分原料以及至少一个用于该可再生燃料油原料；或者这些原料可被共注入(通过在该注入点上游使其混合)或者该系统可以为原料其一、两者或其混合物配备多个注入点。可替代地，该FCC装置可以被改装以包括一种引入该可再生燃料油的途径，例如在提升管近旁或在催化剂可以向上流动的过程中某一点处增加注入口。
[0119] 在图2A和2B中，未加工的可再生油原料101可以在瓦斯油(GO)进料入口端201上游或下游处进料。再生油原料101被引入提升管的此部分中，从而潜在地将该可再生油的性质(例如，该油的酸性质)赋予催化剂以及当GO可被引入该再生油101的下游时促进其转化。可替代地，该可再生油可以被引入GO新鲜进料喷嘴201的下游。图2B展示了具有经改装的一个或多个可再生油原料注入口102的经改装的提升管。在引入VGO之前和之后，该提升管可以被调整以包括多个可再生油原料注入口102。它可以被改装以只有置于GO注入点之前或之后的一个额外的可再生油原料注入口102或者它可以被改装以具有沿GO原料进料管线的一个或多个可再生油原料注入口102。
[0120] 在图3中，提升管淬火系统将可汽化油注入VGO进料喷嘴201上面的提升管中。再循环材料可充当散热片，因为它可由催化剂汽化。在恒定的提升管出口温度下，淬火会增加催化剂与油的比率，因为提升管出口温度控制点可能在淬火位置的下游。如图3中所示，淬火油的引入也会提高提升管混合区与下部的温度。在实施方式(或者改装实施方式)中，该可再生燃料油原料可被注入提升管的淬火管线中。
[0121] 在一些实施方式中，可能是，通常进料至FCC的VGO中发现的主要污染物是钒、镍以及在较小程度上，是钠和铁。FCC中使用的催化剂可能倾向于吸收这些污染物，而该污染物则可能对反应器中VGO的转化有负面影响。将可再生燃料油与GO(例如VGO)共同进料至FCC的一个附加优点可能是，该可再生油含有很少或没有这些污染物。从而，延长催化剂的使用寿命，并有助于维持较大的催化剂活性和提高的转化率。
[0122] 在某些实施方式中，该系统或装置可被用于加工或共同加工该石油馏分原料、该可再生燃料油或其组合，可以包括精炼系统、转化装置，如流化催化裂化装置(FCC)、FCC精炼系统、炼焦器、焦化装置、现场改质程序装置、加氢器、加氢处理装置、加氢裂化器、加氢裂化装置或脱硫装置。例如，该系统、装置或转化可以是或包括FCC装置操作；该系统或装置是或包括炼焦器；该系统或装置是或包括加氢器；或者该系统或装置是或包括加氢裂化器。在某些实施方式中，该系统或设备可被用于加工或共同加工该石油馏分原料、该可再生燃料油或其组合，可包括经改装的精炼系统，如包括经改装的用于引入可再生燃料油的端口的精炼系统。例如，所使用的系统或装置可以包括具有用于引入可再生燃料油的一个或多个经改装的端口的经改装的FCC精炼系统。经改装的端口，例如，可以是不锈钢端口(如304或316不锈钢端口)、钛或高耐用性、高腐蚀性环境材料的一些其它合金或组合。
[0123] 在某些实施方式中，本系统包括一种装置，以及使用该种装置(例如，精炼系统，如流化催化裂化装置(FCC)、FCC精炼系统、炼焦器、焦化装置、现场改质程序装置、加氢器、加氢处理装置、加氢裂化器、加氢裂化装置、脱硫装置或经改装的精炼系统)结合提供、注入、导入或加工该可再生燃料油的方法。例如，用于加工石油馏分原料与可再生燃料的精炼系统可包括经改装的精炼系统、流化催化裂化装置(FCC)、经改装的FCC、炼焦器、经改装的炼焦器、现场改质程序装置、加氢器、经改装的加氢器、加氢裂化器或经改装的加氢裂化器。
[0124] 在某些实施方式中，该方法可以包括经由混合区、喷嘴、经改装的端口、经改装的喷嘴、快速蒸汽管线或现场抽头，将可再生燃料油引入、注入、进料、共同进料入精炼系统。例如，该方法可以包括加工石油馏分原料与可再生燃料油。在某些实施方式中，该加工可以包括共同注入该石油馏分原料和该可再生燃料油，如将该石油馏分原料和该可再生燃料油共同进料、独立地或单独地引入、注入、进料或共同进料入精炼系统。例如，该石油馏分原料和该可再生燃料油可以彼此接近地被供给、引入、注入、进料或共同进料到该精炼系统的该反应器、反应区、反应提升管中。在某些实施方式中，该可再生燃料油可以在该石油馏分原料的递送或注入点附近、上游或下游处，被供给、引入、注入、进料或共同进料到该精炼系统的该反应器、反应区或反应提升管中。在某些实施方式中，该石油馏分原料和该可再生燃料油在被引入、递送、注入、进料、共同进料进入该精炼系统中、进入该反应器中、进入该反应区中或进入该反应提升管中之后彼此接触。在某些实施方式中，该石油馏分原料和该可再生燃料油在进入该精炼系统、该反应器、该反应区或该反应提升管之后彼此接触。在某些实施方式中，该石油馏分原料和该可再生燃料油在进入、被引入、注入、进料、共同进料入该精炼系统、该反应器、该反应区或该反应提升管中之后首次彼此接触。在某些实施方式中，该石油馏分原料和该可再生燃料油在被注入该精炼系统中前被共混。
[0125] 该石油馏分原料和该可再生燃料油可以通过不同的或类似的递送系统被引入到该精炼系统。例如，该石油馏分原料和该可再生燃料油可以通过一个或多个独立的或分开的注入喷嘴被引入到该精炼系统中。该石油馏分原料和该可再生燃料油可在该精炼系统的FCC反应器提升管中彼此靠近或接近地被引入该精炼系统。该可再生燃料油可以在该精炼系统中化石燃料原料的引入点上方、下方或附近被引入该精炼系统。在某些实施方式中，一个或多个注入喷嘴可以被设置在该精炼系统中适于引入该化石燃料原料或该可再生燃料油的FCC反应器提升管中。该可再生燃料油可以通过位于该FCC反应器提升管底部的提升蒸汽管线被引入该精炼系统。在某些实施方式中，该石油馏分原料可在第一注入点被引入该精炼系统以及该可再生燃料油可在第二注入点被引入该精炼系统。例如，该第一注入点可以在该第二注入点的上游，该第一注入点可以在该第二注入点的下游，该第一注入点可以邻近该第二注入点，该第一注入点和该第二注入点可以位于反应器提升管，例如FCC反应器提升管中。在某些实施方式中，一种可再生燃料油可以在该石油馏分原料转化的过程中，被引入到反应器提升管，例如FCC反应器提升管以下。例如，一种可再生燃料油可经由在该石油馏分原料的注入点上游、下游或附近的淬火提升管系统被引入。在某些实施方式中，一种可再生燃料油可以经由位于石油馏分原料注入喷嘴上方、下方或附近的淬火提升管系统被引入。
[0126] 在某些实施方式中，所制备的燃料产品可包括将石油馏分和可再生燃料油作为反应物的流化催化裂化装置的产物，例如，加工石油馏分和可再生燃料油的流化催化裂化装置的产物；其中流化催化裂化装置接收石油馏分和可再生燃料油的该流化催化裂化装置的产物；已与催化剂接触的石油馏分原料和可再生燃料油的混合物的加工产物。
[0127] 在某些实施方式中，所制备的燃料产品可包括通过包含可再生燃料油的原料的催化接触得到的流化催化裂化装置产品组合物，例如衍生自石油馏分原料和可再生燃料油原料的燃料组合物，如衍生自80-99.95重量％的石油馏分原料和0.05-20重量％的可再生燃料油原料的燃料组合物；或者衍生自80-99.95体积％的石油馏分原料和20-0.05体积％的可再生燃料油的燃料组合物。
[0128] 在某些实施方式中，一种在催化剂的存在下用取代量的可再生燃料油加工石油馏分的方法使得运输燃料的收率与该石油馏分不被该可再生燃料油取代的情况下，基于进料流的当量能量或碳含量的相同过程比较，增加或改善，例如增加至少0.5重量％。例如，改善或增加的运输燃料收率可以是汽油、柴油机燃料、石油气、加热油、喷气燃料、LCO、运输燃料和/或动力燃料。
[0129] 在某些实施方式中，一种改善或增加精炼厂中，相对于石油馏分的当量能量输入量，石油转化率的方法可以包括在催化剂的存在下加工较小量的石油馏分和可再生燃料油。例如，改善或增加石油馏分原料转化率的方法可以包括在催化剂的存在下加工该石油馏分原料和可再生燃料油原料。在某些实施方式中，一种改善或增加石油原料的燃料收率的方法可以包括在催化剂的存在下加工石油馏分和可再生燃料油。例如，改善或增加的燃料收率可以是汽油、柴油机燃料、石油气、加热油、喷气燃料、LCO、运输燃料和/或动力燃料。
[0130] 在某些实施方式中，一种制备燃料的方法可以包括在催化剂的存在下加工石油馏分原料与可再生燃料油原料。例如，该制备燃料的方法可包括提供用于在催化剂的存在下与石油馏分原料加工的可再生燃料油原料。在某些实施方式中，该制备燃料的方法可包括：i)在催化剂的存在下加工石油馏分原料与可再生燃料油原料；以及ii)可选地，调节该石油馏分原料、该可再生燃料油原料或两者的进料添加速率，以锁定特定的燃料产品特征、提升管温度或反应区温度；或iii)可选地，使催化剂适应于混合的石油馏分原料和可再生燃料油原料比例(催化剂：油比)，以锁定特定的燃料产品特征、提升管温度或反应区温度；其中该催化剂：油比可以是重量比或体积比。
[0131] 例如，该制备燃料的方法可包括：i)在催化剂的存在下加工石油馏分原料与可再生燃料油原料；ii)调节该石油馏分原料、该可再生燃料油原料或两者的进料添加速率，以锁定特定的燃料产品特征、提升管温度或反应区温度；以及iii)可选地，使催化剂适应于混合的石油馏分原料和可再生燃料油原料比例(催化剂：油比)，以锁定特定的燃料产品特征、提升管温度或反应区温度；其中该催化剂：油比可以是重量比或体积比。例如，该制备燃料的方法可包括：i)在催化剂的存在下加工石油馏分原料与可再生燃料油原料；ii)可选地，调节该石油馏分原料、该可再生燃料油原料或两者的进料添加速率，以锁定特定的燃料产品特征、提升管温度或反应区温度；以及iii)使催化剂适应于混合的石油馏分原料和可再生燃料油原料比例(催化剂：油比)，以锁定特定的燃料产品特征、提升管温度或反应区温度；其中该催化剂：油比可以是重量比或体积比。例如，该制备燃料的方法可包括：i)在催化剂的存在下加工石油馏分原料与可再生燃料油原料；ii)调节该石油馏分原料、该可再生燃料油原料或两者的进料添加速率，以锁定特定的燃料产品特征、提升管温度或反应区温度；以及iii)使催化剂适应于混合的石油馏分原料和可再生燃料油原料比例(催化剂：油比)，以锁定特定的燃料产品特征、提升管温度或反应区温度；其中该催化剂：油比可以是重量比或体积比。例如，该方法可包括增加或减少该可再生燃料油的重量％或体积％以有利于特定的燃料产品特征，例如有利于汽油、柴油机燃料、LPG、加热油、喷气燃料或LCO(如汽油、LCO或汽油和LCO)的收率增加。例如，该方法可包括增加或减小催化剂：油比以有利于特定的燃料产品特征，例如有利于汽油、柴油机燃料、LPG、加热油、喷气燃料或LCO(如汽油、LCO或汽油和LCO)的收率增加。例如，制备具有至少70体积％的汽油和LCO的燃料产品的方法可包括以下步骤：i)在催化剂的存在下加工石油馏分原料与可再生燃料油原料；ii)可选地，调节该石油馏分原料、该可再生燃料油原料或两者的进料添加速率，以锁定特定的燃料产品特征、提升管温度或反应区温度；以及iii)可选地，使催化剂适应于混合的石油馏分原料和可再生燃料油原料比例(催化剂：油比)，以锁定特定的燃料产品特征、提升管温度或反应区温度；其中该催化剂：油比可以是重量比或体积比。例如，制得的燃料可以是汽油、柴油机燃料、LPG、加热油、喷气燃料、LCO、运输燃料或动力燃料。
[0132] 在某些实施方式中，该方法包括在精炼厂中在催化剂的存在下加工或共同加工石油馏分原料与可再生燃料油以生产燃料产品，如纤维素可再生标识号码兼容性燃料产品。例如，通过在精炼厂中加工或共同加工石油馏分原料与可再生燃料油而制备的燃料产品可包括馏出燃料或馏出物燃料油、加热油、精制加热油、加热油馏出物或精制加热油馏出物。
在某些实施方式中，所制备的燃料产品可包括一种或多种运输燃料，如高价值的运输液体、汽油、轻质循环油(LCO)、柴油机燃料、喷气燃料、LPG(C4-C3)、加热油馏出物、中间馏出物、高价值的中间馏出物、可燃燃料、动力燃料、发电机燃料、发电机兼容燃料、内燃机可燃燃料、有价值的燃料或有价值的燃料成分、纤维素燃料、纤维素可再生指数-兼容性燃料或根据美国可再生燃料标准计划(RFS)规定的D码1-7-兼容性燃料(如D-码1-兼容性燃料、D-码
2-兼容性燃料、D-码3-兼容性燃料、D-码4-兼容性燃料、D-码5-兼容性燃料、D-码6-兼容性燃料、D-码7-兼容性燃料)。在某些实施方式中，所制备的燃料产品可具有50-55体积％的汽油、15-20体积％的LCO、15-20体积％的LPG和6-12体积％的HCO的产品特征。例如，所制备的燃料产品可具有45-55体积％的汽油、15-20体积％的LCO、15-20体积％的LPG和6-12体积％的HCO的产品特征。例如，在某些实施方式中，所制备的燃料产品可以不含重质循环油(LCO)、干气或焦炭。在某些实施方式中，所制备的燃料产品可以是柴油机燃料、汽油、喷气燃料、纤维素类燃料、纤维素可再生指数-兼容性燃料或加热油。例如，所制备的燃料产品可以是纤维素燃料，如柴油机燃料、纤维素可再生指数合格的柴油机燃料、汽油、纤维素可再生标识号码合格的汽油、加热油、纤维素可再生指数合格的加热油、纤维素可再生标识号码合格的纤维素燃料或D-码7-兼容性燃料。
在某些实施方式中，所制备的燃料产品可包括一种或多种运输燃料，如高价值的运输液体、汽油、轻质循环油(LCO)、柴油机燃料、喷气燃料、LPG(C4-C3)、加热油馏出物、中间馏出物、高价值的中间馏出物、可燃燃料、动力燃料、发电机燃料、发电机兼容燃料、内燃机可燃燃料、有价值的燃料或有价值的燃料成分、纤维素燃料、纤维素可再生指数-兼容性燃料或根据美国可再生燃料标准计划(RFS)规定的D码1-7-兼容性燃料(如D-码1-兼容性燃料、D-码
2-兼容性燃料、D-码3-兼容性燃料、D-码4-兼容性燃料、D-码5-兼容性燃料、D-码6-兼容性燃料、D-码7-兼容性燃料)。在某些实施方式中，所制备的燃料产品可具有50-55体积％的汽油、15-20体积％的LCO、15-20体积％的LPG和6-12体积％的HCO的产品特征。例如，所制备的燃料产品可具有45-55体积％的汽油、15-20体积％的LCO、15-20体积％的LPG和6-12体积％的HCO的产品特征。例如，在某些实施方式中，所制备的燃料产品可以不含重质循环油(LCO)、干气或焦炭。在某些实施方式中，所制备的燃料产品可以是柴油机燃料、汽油、喷气燃料、纤维素类燃料、纤维素可再生指数-兼容性燃料或加热油。例如，所制备的燃料产品可以是纤维素燃料，如柴油机燃料、纤维素可再生指数合格的柴油机燃料、汽油、纤维素可再生标识号码合格的汽油、加热油、纤维素可再生指数合格的加热油、纤维素可再生标识号码合格的纤维素燃料或D-码7-兼容性燃料。
[0133] 在某些实施方式中，所制备的燃料产品可以通过美国可再生燃料标准计划(RFS)规定中指定的用于生成纤维素可再生标识号码的燃料途径生产。例如，该途径可包括运输燃料途径；柴油机燃料途径；汽油途径；加热油途径；纤维素燃料途径；纤维素可再生标识号码-兼容性途径；生成、生产、制备或制造纤维素可再生标识号码-兼容性燃料中的兼容性途径；或美国可再生燃料标准计划(RFS)规定中指定的用于生成该纤维素可再生标识号码的燃料途径兼容性途径。例如，所制备的燃料产品可以是兼容美国可再生燃料标准计划(RFS)规定的用于生成纤维素可再生指数的燃料，如兼容美国可再生燃料标准计划(RFS)规定的用于生成纤维素可再生指数的纤维素燃料；或者适于大体上生成纤维素可再生标识号码的被共同加工的精炼厂产品。在某些实施方式中，所制备的燃料产品可根据一种方法制备，该方法可兼容生成一种或多种，例如多个纤维素可再生指数。例如，经加工的燃料产品可以具有生产、生成纤维素可再生标识号码的能力。在某些实施方式中，所制备的燃料产品可以是可交换的、可流通的或者可销售的，以获得一个或多个纤维素可再生标识号码。所制备的燃料产品及其制备方法可具有满足美国可再生燃料标准计划(RFS)规定设定的可再生体积义务的能力。例如，所制备的燃料产品可以兼容满足美国可再生体积义务。在某些实施方式中，所制备的燃料产品可以通过一种包括基于兼容或满足纤维素燃料的定义所生产的燃料量而获得一个或多个纤维素可再生标识号码的方法生产。例如，该纤维素燃料可以是汽油、柴油、LCO、LPG、喷气燃料或加热油。在某些实施方式中，该方法可以包括按照美国规定，交易、出售或交换从所制备的燃料产品获得的一个或多个纤维素可再生标识号码，例如具有D-码7的纤维素可再生标识号码-兼容性燃料。
[0134] 在某些实施方式中，一种用于制备纤维素可再生标识号码-兼容性燃料的途径可以包括在催化剂的存在下加工石油馏分原料与可再生燃料油原料。在某些实施方式中，一种满足根据美国RFS规定的可再生体积义务(RVO)的方法可以包括在催化剂的存在下加工石油馏分原料与可再生燃料油(RFO)原料。
[0135] 图4示出了根据一个实施方式，与本系统一起使用的焦化装置。炼焦器或焦化装置可以是一种可被用于转化经调节的可再生油原料101的炼油处理装置的转化装置。该工艺将剩余油进料中的长链烃分子热裂解成较短链的分子。
[0136] 焦炭可以是燃料级(对于硫和金属是高级别)或阳极级(对于硫和金属是低级别)。直接出自炼焦器的原焦可通常被称为生焦炭。在此上下文中，“生”是指未加工。通过在回转窑中煅烧而对生焦炭的进一步处理从该焦炭中除去了残留的挥发性碳氢化合物。经煅烧的石油焦炭可被在阳极烘箱中被进一步处理，以生产具有所需形状和物理性质的阳极焦炭。
阳极主要用于铝和钢铁工业。
阳极主要用于铝和钢铁工业。
[0137] 从现场操作中提取的原油(如加拿大西部油砂)可以进行预先处理，它才可能适合管道运输并用于传统的精炼厂。这种预处理可被称为‘改质’(通过现场改质程序装置执行)，其主要组成部分如下：
[0138] ·去除水、沙、物理废物和较轻质的产物；
[0139] ·加氢处理；以及
[0140] ·通过碳排斥或催化加氢裂化(HCR)进行加氢反应。
[0141] 由于碳排斥在大多数情况下可能是非常低效和浪费的，因此在某些情况下，催化加氢裂化可能是优选的。
[0142] 加氢处理和加氢裂化一起可被称为氢加工。氢加工中最大的挑战可能是对重质原油中发现的杂质的处理，因为随着时间的推移它们会毒化催化剂。已作出许多努力来解决这种情况，以确保催化剂的高活性和长寿命。催化剂材料和孔径分布是处理这些挑战需要进行优化的关键参数而且这根据存在的原料的种类因地而异。
[0143] 加氢裂化可以是通过氢气升高分压的存在而辅助的催化裂化过程。与加氢处理器类似，氢气的功能可以是从硫和氮的杂原子中纯化得到烃料流。
[0144] 在某些实施方式中，可再生燃料油可被引入现场改质操作中。如先前所描述的方法可被用于将可再生燃料进料入任何与现场改质程序系统相关联的装置操作中。
[0145] 在某些实施方式中，可再生燃料油可以被引入润滑油精炼设施中。具体地，可再生燃料可以被引入生产汽油和其它运输燃料的精炼厂的加氢器区段中。一些可再生燃料(如植物油)可以具有实现润滑油产品的混合、取代或改进的性质。
[0146] 在某些实施方式中，可再生燃料油可以按相对于被引入的石油馏分原料的量，在0.05重量％到20重量％之间(例如相对于被引入的石油馏分原料的量，0.05重量％到15重量％之间、0.05重量％到14重量％之间、0.05重量％到13重量％之间、0.05重量％到12重量％之间、0.05重量％到11重量％之间、0.05重量％到10重量％之间、0.05重量％到9重量％之间、0.05重量％到8重量％之间、0.05重量％到7重量％之间、0.5重量％到20重量％之间、0.5重量％到15重量％之间、0.5重量％到10重量％之间、1重量％到15重量％之间、2重量％到12重量％之间、3重量％到10重量％之间、4重量％到9重量％之间或者7重量％到
15重量％之间)范围内的量被引入精炼系统，例如FCC、加氢处理装置或者加氢裂化器装置。
15重量％之间)范围内的量被引入精炼系统，例如FCC、加氢处理装置或者加氢裂化器装置。
[0147] 在某些实施方式中，可再生燃料油可以按相对于被引入的石油馏分原料和该可再生燃料油的总量，在0.05重量％到20重量％之间(例如相对于被引入的石油馏分原料和该可再生燃料油的总量，0.05重量％到15重量％之间、0.05重量％到14重量％之间、0.05重量％到13重量％之间、0.05重量％到12重量％之间、0.05重量％到11重量％之间、0.05重量％到10重量％之间、0.05重量％到9重量％之间、0.05重量％到8重量％之间、0.05重量％到7重量％之间、0.5重量％到20重量％之间、0.5重量％到15重量％之间、0.5重量％到10重量％之间、1重量％到15重量％之间、2重量％到12重量％之间、3重量％到10重量％之间、4重量％到9重量％之间或者7重量％到15重量％之间)范围内的量被引入精炼系统，例如FCC、加氢处理装置或者加氢裂化器装置。
[0148] 在某些实施方式中，一种制备燃料产品的方法可以包括在催化剂的存在下加工80-99.95重量％的石油馏分原料与20-0.05重量％的可再生燃料油。例如，该方法可以包括加工80重量％的该石油馏分原料和20重量％的该可再生燃料油，例如85重量％石油馏分原料和15重量％可再生燃料油、90重量％石油馏分原料和10重量％可再生燃料油、95重量％石油馏分原料和5重量％可再生燃料油、98重量％石油馏分原料和2重量％可再生燃料油或者99.5重量％石油馏分原料和0.5重量％可再生燃料油。在某些实施方式中，一种制备燃料产品的方法可以包括按80:20到99.95:0.05之间范围内的重量比，加工石油馏分原料和可再生燃料油。例如，该方法可以包括按重量比98:2(例如重量比95:5、90:10、85:15或者80:
20)加工该石油馏分原料和该可再生燃料油。在某些实施方式中，一种制备燃料产品的方法可以包括加工相对于经加工的石油馏分原料的量，20-0.05重量％的可再生燃料油。在某些实施方式中，一种制备燃料产品的方法可以包括加工相对于该石油馏分原料和该可再生燃料油的总量，20-0.05重量％的可再生燃料油。在某些实施方式中，一种制备燃料产品的方法可以包括加工相对于经加工的该石油馏分原料的体积，20-0.05体积％的该可再生燃料油。在某些实施方式中，一种制备燃料产品的方法可以包括加工相对于该石油馏分原料和该可再生燃料油的总体积，20-0.05体积％的该可再生燃料油。
20)加工该石油馏分原料和该可再生燃料油。在某些实施方式中，一种制备燃料产品的方法可以包括加工相对于经加工的石油馏分原料的量，20-0.05重量％的可再生燃料油。在某些实施方式中，一种制备燃料产品的方法可以包括加工相对于该石油馏分原料和该可再生燃料油的总量，20-0.05重量％的可再生燃料油。在某些实施方式中，一种制备燃料产品的方法可以包括加工相对于经加工的该石油馏分原料的体积，20-0.05体积％的该可再生燃料油。在某些实施方式中，一种制备燃料产品的方法可以包括加工相对于该石油馏分原料和该可再生燃料油的总体积，20-0.05体积％的该可再生燃料油。
[0149] 在某些实施方式中，被引入精炼系统的石油馏分原料和可再生燃料油的总量与所用的催化剂的量的重量比或者被引入精炼系统的接触该精炼系统中所用的催化剂的混合的石油馏分原料和可再生燃料油的总量(有时被称为“催化剂与油的比例”或者“催化剂：油比”)可以在4:1到15:1之间的范围内。例如，该催化剂与油的比例可以在4:1到13:1之间(例如5:1到10:1之间、5:1到9:1之间、6:1到8:1之间、4:1到7:1之间或者6:1到7:1之间)的范围内。例如，该催化剂与油的比例可以是4:1，例如5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1或者15:1。
[0150] 在某些实施方式中，在将该可再生燃料油(RFO)原料引入精炼厂以与石油馏分原料共同加工之前，该可再生燃料油(RFO)原料可以混合有植物性油、醇类或者其它纤维素源材料，作为在加工之前调节该可再生燃料油(RFO)原料的手段。在某些实施方式中，如果该可再生燃料油(RFO)原料的水含量可以小于20重量％，例如小于15重量％、10重量％或者小于5重量％，则该可再生燃料油(RFO)原料可以混合有植物性油、醇类或者其它纤维素源材料。例如，水含量小于20重量％或者小于15重量％的可再生燃料油(RFO)原料可以在被引入该精炼厂之前，混合有一种或多种醇类，例如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、甘油或者丁醇。
[0151] 根据一个实施方式，可再生油与醇类或者植物性油的混合物还可以在被注入包括FCC的精炼系统之前，掺有或混合有含或不含表面活性剂的石油材料。
[0152] 根据一个实施方式，来自该精炼厂下游或者其它单元操作的回收产品可以是在被注入该精炼系统或FCC之前的具有该可再生油的混合材料来源。
[0153] 根据一个实施方式，该可再生油或可再生燃料可以用基于石油馏分的燃料乳化，然后被引入精炼工艺。该乳化可以机械地实现或者通过使用适当的化学乳化介质来实现。
[0154] 根据一个实施方式，本系统包括将生物质或可再生原料加工入任何热解系统。用于注入经调节的可再生原料的示例性反应器系统包括，但不限于，夹带的下降流、烧蚀反应器、输送床、流化床、螺旋或螺旋钻系统和旋转锥。用于最大产油的快速热解反应器的特性是对经调节的可再生原料的非常快速的加热以及对所产生的蒸汽的快速淬火。关于快速热解的更详细的讨论可见于本文件的发明背景部分。
[0155] 图5示出了根据一个实施方式，和本系统一起使用的示例性改质进料注入系统。如果进料喷嘴没有完成注入可再生油的调整以为现有系统提供一种改质，那么该进料喷嘴会针对经调节的可再生燃料原料101的性质做一些更改，以及喷嘴可以被转换为不锈钢或其它合适的冶金材质。
[0156] 根据一个实施方式，经调节的可再生燃料油可以用在现时使用被称为ZSM-5的催化剂的FCC装置中。ZSM-5可被证明是有利于生物质向烃类转化的催化剂。
[0157] 图6示出了根据一个实施方式具有双提升管的示例性FCC装置。双提升管系统可以包括用于引入石油馏分的至少一个输入元件和用于引入可再生燃料油的至少一个元件，使得它们可以与催化剂接触并进行共同加工。另一实施方式可以包括一种双提升管系统，该双提升管系统可以经改装以提供用于引入可再生燃料油的至少一个元件，使得它们可以与催化剂接触并进行共同加工。包括可再生燃料油的原料101可被进料入双提升管FCC的第二提升管(如图6中所示)。
[0158] 原料与催化剂的接触时间可以包括在提升管中的停留时间和在提升管终端系统中的停留时间。例如，在一些实施方式中，提升管停留时间可以是约2至3秒，而在终端系统中的停留时间可以是另外的1至2秒。这可产生约3至5秒的催化剂接触总时间。例如，原料可与催化剂相互作用超过2秒，例如超过3秒、超过4秒，如3至7秒或2至4秒或3至5秒。
[0159] 在另一实施方式中，用于将可再生燃料或可再生燃料油引入炼油厂FCC装置的方法和系统可同时加工石油馏分，其中FCC催化剂的接触时间为大于3秒(例如，3至7秒或3至5秒)的时间段。
[0160] 根据一个实施方式，可加工石油馏分的精炼厂FCC中的RFO添加速率可以是，相对于该石油馏分和RFO的总重量，小于10重量％(例如，在0.05重量％和10重量％之间范围内)的量的热产生的可再生油，其中FCC催化剂和可再生油的接触时间为超过3秒的时间段。
[0161] 在某些实施方式中，FCC装置可以用蒸汽来提升催化剂以及提供稀释介质用于停留时间的控制。提升蒸汽可以从该装置的底部和/或通过反应器侧面的喷嘴进入FCC反应器提升管。这些喷嘴可以位于原料(RFO进料、GO进料或RFO和GO进料两者)注入点的下方、上方或与其在同一位置。
[0162] 在某些实施方式中，因为可再生燃料油的性质，将独立于石油原料进料口(或组件)的递送系统用于将RFO材料引入FCC装置可能是有用的。独立的递送系统可以包括将该可再生油移出存储处、预热并将其递送到FCC上的合适的注入点。为了确保该可再生油和烃类原料的接触，引入点可能要接近石油原料注入喷嘴，该喷嘴通常位于FCC提升管下部三分之一处。
[0163] 根据一个实施方式，可再生油可以被引入靠近FCC反应器提升管底部的提升蒸汽管线中，例如该提升管的中点下方。在另一个实施方式中，该可再生油可以被引入可位于烃类注入点上游或下游的快速蒸汽管线中。根据进一步的实施方式，可再生油可以通过可被插入一个或多个蒸汽管线中的雾化喷嘴被引入或可以被引入一个或多个再循环提升蒸汽管线中。
[0164] 根据一个实施方式，可再生油的添加速率可以由独立的递送系统(即，独立于烃类递送系统)控制，进入FCC反应器提升管的下部三分之一处。根据替代性实施方式，可再生油的添加速率可由独立的递送系统控制，进入一个或多个提升蒸汽管线中。在另一实施方式中，可再生油的添加速率可以由独立的递送系统控制，进入FCC反应器提升管下部三分之一处的可用端口。在另一个实施方式中，可再生油的添加速率可以由独立的递送系统控制，并单独地或与烃类一起，被引入烃类喷嘴或喷射器的一个。
[0165] 在某些实施方式中，该方法可包括：制备一种可再生油基原料；将该可再生油基原料引入精炼系统，其中精炼系统转化装置可选自如下：流化催化裂化装置、炼焦器、现场改质程序系统、润滑油精炼设施、加氢裂化器和加氢处理装置；以及共同加工该可再生油基原料和石油馏分原料。例如，该方法可以包括：(i)生产该可再生油基原料，其包括生物质的快速热转化，以及(ii)调节该可再生油基原料，以能够被引入该精炼系统。在这种情况下，该可再生油基原料的调节可以包括控制灰分含量在0.005重量％到0.5重量％的范围内；控制pH值在2.0到8.0，如2.0到6.0的范围内；以及控制水含量在0.05重量％到30重量％的范围内。在某些实施方式中，该方法中所用的石油馏分原料可以是VGO。在某些实施方式中，该方法可包括将该可再生油原料注入流化催化裂化装置的催化剂提升管中。例如，该可再生油原料可在流化催化裂化装置的VGO入口上游处被注入，该可再生油原料可在流化催化裂化装置的VGO入口下游处被注入，该可再生油原料可以被注入流化催化裂化装置的提升管淬火管线中或者该可再生油原料可以被注入双提升管流化催化裂化装置的第二提升管中。在某些实施方式中，该系统可以包括：用于生产可再生油基原料的生产设施；以及精炼系统，其中该精炼系统选自由如下组成的转化装置：流化催化裂化装置、炼焦器、现场改质程序系统、润滑油精炼设施、加氢裂化器和加氢处理装置，其中该可再生油基原料可被引入该精炼系统中，以及该可再生油基原料可以在该精炼系统中与石油馏分原料共同加工。实施例
[0166] 使用不同的设备、各种基于石油的原料和具有不同量可再生燃料液体的FCC催化剂进行测试。多数实验涉及在先进的裂化评价(ACE)FCC装置中用典型商业化生产的瓦斯油加工可再生燃料油。此外，已经在流化床微活性试验反应器(MAT)装置中用商业平衡催化剂进行了测试。
[0167] 实施例1
[0168] 检测设备：
[0169] 用FCC催化剂，在R+型号凯塞技术先进的裂化评价(ACE)FCC装置(本文中被称为“ACE测试装置”或“FCC装置”)中进行了石油馏分原料与不同量的可再生燃料油(RFO)的共同加工(或单独加工石油馏分原料，作为比较器)。
[0170] ACE测试装置具有无需操作员干预能准确地进行多次运行的硬件和软件。该反应器由具有锥形锥底的1.6厘米内径的不锈钢管组成。从底部流出的稀释剂(氮气)流化催化剂并还在催化运行结束时作为汽提气。被引入该ACE测试装置被裂化的原料通过注射管从顶部进料，该注入器管的出口端在流化床底部附近。使用从反应器的底部测得的约为2.86厘米的注入器位置。
[0171] 该ACE测试装置利用单一反应器(含有许多流化催化剂颗粒)的循环操作来模拟商业FCC装置的各个部分：(a)提升管反应器-将进料注入催化剂上；(b)催化剂汽提器-指定持续时间的催化剂汽提；(c)再生-在升高的温度下利用空气的催化剂再生。
[0172] 在催化剂添加和取出的过程中，将反应器保持在炉中。在大气压条件以及510℃(950°F)的反应器温度下进行每个测试运行。利用9g平衡催化剂的恒定负载和按1.2g/分钟的恒定注入速率改变进料注入时间的流可变时间(Variable Time on Stream)方法，获得所需的催化剂与油的比例。将流化床再生温度维持在712℃(1313°F)。
[0173] 原料或原料组合物：
[0174] 下述实施例中使用的可再生燃料油(RFO)原料通过根据美国专利号7,905,990、美国专利号5,961,786和美国专利号5,792,340(其每个以引用方式整体并入本文)的任何一个的商业快速热解工艺中对木材残余物原料的快速热加工而生产得到。该可再生燃料油(RFO)原料的性质总结于表1中。
[0175] 表1
[0176]参数 测试方法 RFO
水含量，重量％ ASTM E203 26.98％
粘度@40℃，cSt ASTM D445 58.9
粘度@60℃，cSt
Ash含量，重量％ EN 055 0.02％
固体含量，重量％ ASTM D7579 0.04％
密度@20℃，kg/dm3 EN 064 1.1987
pH ASTM E70-07 2.44
碳含量，重量％原态 ASTM D5291 41.80％
氢含量，重量％原态 ASTM D5291 7.75％
氮含量，重量％原态 ASTM D5291 0.28％
硫含量，重量％原态 ASTM D5453 0.01％
氧含量，重量％原态 通过差 50.14％
HHV(原态)，cal/g ASTM D240 4093.8
HHV(原态)，MJ/kg ASTM D240 17.1
HHV(原态)，BTU/lb ASTM D240 7369
水含量，重量％ ASTM E203 26.98％
粘度@40℃，cSt ASTM D445 58.9
粘度@60℃，cSt
Ash含量，重量％ EN 055 0.02％
固体含量，重量％ ASTM D7579 0.04％
密度@20℃，kg/dm3 EN 064 1.1987
pH ASTM E70-07 2.44
碳含量，重量％原态 ASTM D5291 41.80％
氢含量，重量％原态 ASTM D5291 7.75％
氮含量，重量％原态 ASTM D5291 0.28％
硫含量，重量％原态 ASTM D5453 0.01％
氧含量，重量％原态 通过差 50.14％
HHV(原态)，cal/g ASTM D240 4093.8
HHV(原态)，MJ/kg ASTM D240 17.1
HHV(原态)，BTU/lb ASTM D240 7369
[0177] 在ACE测试装置中单独进行了加工或者共同加工，以下原料或原料组合物(通过进料或共同进料)的独立性检测：
[0178] (1)作为石油馏分原料的100重量％非加氢处理的真空瓦斯油(VGO)原料(在本文中被称为“VGO原料”)；
[0179] (2)98重量％VGO原料和2重量％可再生燃料油(RFO)原料；
[0180] (3)95重量％VGO原料和5重量％可再生燃料油(RFO)原料；以及
[0181] (4)90重量％VGO原料和10重量％可再生燃料油(RFO)原料。
[0182] 在510℃(950°F)的恒定裂化温度下于该ACE测试装置中加工或者共同加工这些原料或原料组合物的每个。
[0183] 催化剂与油的比例：
[0184] 针对各原料或原料组合物，独立地使用不同的范围从4:1到11.25:1(特别是4:1、6:1、8:1、10:1和11.25:1)的催化剂与油的比例，进行了几次运行。
[0185] 分析：
[0186] 收集通过在该ACE测试装置中加工或者共同加工该原料或原料组合物而形成的每个液体样品并将其送去分析。对干气产物进行了气相色谱分析。通过分析测试过程的再生步骤中产生的二氧化碳的量来测定焦炭含量。每次运行的ACE测试结果包括干气、液化石油气(LPG，C3-C4)、汽油(C5-221℃)、轻质循环油(LCO，221-343℃)、重质循环油(HCO，343℃+)和焦炭的转化率和收率。原料或原料组合物的转化率通过计算原料或原料组合物的量和液体产物沸点在221℃以上时定义的未转化的物质的量之差来测定。
[0187] 可以知道的是，装入FCC装置的原料的质量可以是影响产品收率和质量的最大单一因素。在ACE测试中，将相同的VGO原料物质用于整个研究过程中。因此，本文所公开的结果可以被用于相对的情况下，但不一定表示使用其他替代性FCC原料可实现的绝对收率。然而，本文所披露的结果，特别是在显示相对于VGO控制测试数据的收率和转化趋势方面，是非常具有说明性的。
[0188] 原料和原料组合物的标准化或当量：
[0189] 基于当量的能量输入量或当量的碳输入量表达的转化率和收率曲线显示了FCC类型装置(ACE测试装置)中该可变量的可再生燃料油(RFO)原料与该VGO原料的组合产生的意想不到的效果。该可再生燃料油(RFO)原料具有该VGO原料(当量质量)约一半的碳和能量含量。例如，在比较98重量％VGO原料和2重量％可再生燃料油(RFO)原料的结果和100重量％VGO原料的结果时，2重量％的该可再生燃料油(RFO)原料可以被2重量％的VGO原料取代，这意味着在FCC装置中，有约1％或更少的碳和1％或更少的能量可被随后转化为所需的产品。如果该可再生燃料油(RFO)原料碳和能量以与VGO原料碳和能源相同的比例被转化为汽油，那么人们可以预期的是，在2重量％可再生燃料油(RFO)原料组合的情况下以及当总的质量或体积的等量被进料入该FCC装置中时，汽油收率会下降1％。然而，在这种情况下，汽油收率下降了不到1％，这是针对所有替代水平(即2重量％、5重量％和10重量％的可再生燃料油(RFO)原料组合物)所观察到的一种现象。因此，如果可以基于进入该FCC装置的碳或能量的当量表示输入量(即，无论是否有净VGO原料或VGO原料与可再生燃料油(RFO)原料的组合物(混合物)进料，保持碳或能量的输入量不变)，那么当可再生燃料油(RFO)原料可以与该VGO原料组合或混合时，汽油收率可能有可测量的增加。重要的是要注意，当基于进入该FCC装置的恒定的碳或能量的输入量表示收率时，这种假设中可能隐含的是，进入FCC的总质量或体积输入量可以通过取代该可再生燃料油(RFO)原料而得以增加。在2重量％的可再生燃料油(RFO)原料组合物(混合物)的情况下，将需要约1％额外质量的输入量进入该FCC装置，以实现与100％VGO进料相同的碳或能量输入量。就体积添加而言，当解释VGO和RFO之间的密度差异时，将需要2重量％的可再生燃料油(RFO)原料组合物(混合物)进入该FCC装置，以实现与净VGO原料相同的碳或能量输入量。
[0190] 使用质量收率实验数据生成了本文所披露的转化率和收率曲线，该数据通过结合输入原料的能量和碳含量，由ACE测试装置生成。在能量当量输入量基础的情况下，质量收率除以原料能量输入量，这可以是使用油当量桶(BOE)作为能量单位(即，580万BTU)，该可再生燃料油(RFO)原料添加比例的函数。汽油收率可以以能量输入当量和碳输入当量计表示。碳当量可以与以能量输入当量计同样有效，并且可以以类似的方式由生成的质量数据计算得到，但是一般地可以是与以当量能量计相比，更清楚和可理解的表达。
[0191] 在本节中所讨论的附图将净VGO原料和可再生燃料油(RFO)原料组合物或混合物(2重量％、5重量％和10重量％)的转化率以及汽油、LPG、干气、轻质循环油(LCO)、重质循环油(HCO)和焦炭各自的转化率作为该ACE测试装置中该催化剂与油的比例(催化剂/油比)的函数进行强调。本文还披露了该可再生燃料油(RFO)原料与该VGO原料的组合或混合对汽油辛烷值(研究级辛烷值和马达级辛烷值)的影响。
[0192] RFO混合物对转化率的影响.
[0193] 为了本实施例的目的，图7和图8所示的原料转化率是VGO或RFO/VGO混合物的输入质量减去轻质循环油(LCO)和重质循环油(HCO)两者的质量收率。针对给定的VGO或RFO混合原料，将FCC反应温度、催化剂重量和催化剂的接触时间都固定而生成ACE转化数据，以及唯一的变量是催化剂：油比。
[0194] 图7示出以质量计，催化剂：油比较大时所有进料的转化率的一般增量。为了本实施例的目的，在所有情况下，随着RFO被添加至VGO原料，曲线中有一处导致质量转化率增加的偏移。换句话说，随着VGO混合物中RFO量的可能增加，产生了更少的LCO和HCO。在8:1的催化剂：油比情况下，随着VGO中RFO混合物从2到10重量％的变化，相对于VGO转化率的转化率可从约0.7％增加至1.4％。如前面所指出的，由于RFO能量含量可为VGO能量含量的约一半，所以表示转化率的另一种方式可以以能量输入量计。在图8中，发现，VGO/RFO原料的转化率随着RFO取代率的增加而急剧增加。
[0195] RFO混合物对汽油收率的影响.
[0196] FCC操作的主要目的可以是为了产生最佳的汽油收率，以及为这项研究的目的，汽油馏分可以被定义为C5-221℃沸点。图9描绘了作为针对各种进料的催化剂：油比函数的汽油收率。发现汽油的收率最初随着该催化剂：油比的增加而增加，在催化剂：油比为约7:1到8:1时达到最大值。该催化剂：油比的进一步增加导致汽油收率下降，这可能是由于在设定的反应器条件下过度裂化。
[0197] 对于本研究中各种RFO混合物的汽油收率，当就输入能量而言，当量的VGO和RFO/VGO可以在FCC中被加工时，净汽油产量有了显著增加。在一般情况下，由于VGO进料中RFO混合物可以从2重量％增加至10重量％，汽油收率可能有可测量的和一致的增加。另外，在本实施例中，看起来，相对于参考的VGO进料(约8:1)，最大汽油收率发生在催化剂：油比稍低(约7:1)时。
[0198] 汽油收率也可以按照可被转化为汽油的原料中的碳量来表示。与以能量含量计类似，与VGO相比，RFO的碳含量较低。因此，在本实施例中，随着RFO比例可能的增加，更少的碳可被递送到该FCC装置(以及更少的碳可以可用于被转化成汽油)。如果汽油收率基于可被转化成汽油的输入碳量，RFO共同加工的协同效应则可以容易地得以说明。
[0199] 更具体地，如能量含量的情况，在该实验中，RFO有大约一半的VGO碳含量。参考VGO具有大约87重量％的碳含量，而2重量％、5重量％和10重量％RFO混合物的碳含量分别为86.1％、84.7％和82.5％。以当量碳输入量计而表达的汽油收率在图10中被表示为该ACE测试装置中催化剂：油比的函数。在本实施例中，随着RFO的取代可以从2重量％增加至10重量％，汽油收率可能有显著的和一致的增加。这些收率表明，没有在混合物中添加RFO时，VGO中更多的碳可以归于汽油生产，情况就是这样的。RFO可以协同地影响有利于汽油产品的裂化化学品或催化剂活性。
[0200] RFO混合物对液化石油气(LPG)收率的影响.
[0201] 在FCC操作中，由于LPG(被定义为C3+C4烃类)由可以被用作烷基化和石化原料的组分组成，因此其可以被认为是一种有价值的产品。在本实施例中，VGO中RFO混合物的增加导致LPG收率的增加(以恒定的输入能量计)，以及在图11中示出这样的效果。以到FCC的恒定碳输入计，这种趋势也得以保持，这表明RFO添加优先会导致LPG较高的碳转化率。
[0202] RFO混合物对干气收率的影响.
[0203] 在本实施例中，干气可被定义为H2、H2S、碳氧化物和C1-C2烃类的总称。FCC的良好操作可能会将这些产物保持为最低量，因为过多的干气产量可导致对于气体压缩的下游工厂操作的局限性。对干气收率的影响如图12所示，以及正如预期的那样，干气收率随着催化剂：油比的增加而增加。以当量能量输入量计(即将类似的能量输入量作为参考VGO能量输入量的RFO/VGO混合物测试)，随着RFO添加速率的增加，干气构成也有了增加。在本实施例中，所有的情况下主要的干气组分都是乙烯、甲烷和乙烷。
[0204] RFO混合物对轻质循环油(LCO)收率的影响.
[0205] 在本实施例中，轻质循环油(LCO)可以被定义为那些在221-343℃之间沸腾的液体，并且该产品的价值可以取决于精炼厂的位置和用途。通常，在北美，LCO或许不被认为是需要的。然而，在或许对汽油没有很高需求的地点和时间，可将该FCC装置用作可被改质到柴油和第2号燃料油的中间馏出物LCO的来源。在本实施例中，发现，RFO混合物对以当量输入能量计的LCO产量的影响(图13)在RFO添加量为2重量％水平时，是相对中性的，而在RFO添加量为5重量％和10重量％时，以当量能量输入量(或碳输入量)计表达，LCO的产量有了可测量的增加。
[0206] RFO混合物对重质循环油(HCO)收率的影响.
[0207] 在本实施例中，重质循环油(HCO)可以被定义为那些在343℃到525℃之间蒸馏的液体。这种材料通常被精炼厂视为是相对不需要的；具有相对较高的芳香烃和潜在高的含硫量的未转化的产物。如果可能的话，应尽量减少FCC装置中来自VGO的HCO产量。在本实施例中，如图14所示，在VGO原料中添加2重量％或5重量％的RFO(以质量计)可能不会显著影响HCO收率，而在10重量％的RFO取代情况下，以当量能量输入量计，HCO产量的增加可能是非常显而易见的。
[0208] RFO混合物对焦炭收率的影响.
[0209] 在FCC操作中，通常可利用焦炭来提供驱动反应必要的处理热量。然而，焦炭生产量越来越多，最终可能打乱FCC装置的热平衡，从而导致催化剂再生器中的更高温度。在本实施例中，RFO混合物对焦炭产量的影响可被显示在图15中。
[0210] 图15示出了较低RFO混合物(即以质量计，2重量％和5重量％)可以不显着地影响本实施例中的焦炭收率，而10重量％的RFO混合物则导致焦炭产量的可测量的增加。
[0211] RFO混合物对以10,000桶/天输入量计，汽油收率的影响.
[0212] FCC操作的主要目的通常可以是产生最佳的汽油收率，而为了本研究的目的，汽油馏分可以被定义为C5-221℃沸点。图16描绘了以RFO不含水计，使用各种原料混合物的一致的10,000桶/天的输入量，针对各种进料的催化剂：油比函数的汽油收率。尽管RFO/VGO混合物的10,000桶/天进料输入量中能量和碳的量少于参考VGO，然而本实施例中的汽油收率被发现出人意料地比参考VGO原料的情况下更高。特别是，在本实施例中，RFO取代水平较高时，汽油收率有了显着改善。
[0213] 每吨RFO所生产的汽油加仑的估计.
[0214] 使用每吨参考VGO所生产的汽油加仑并与每吨RFO/VGO混合物所生产的汽油加仑比较，对每吨RFO所生产的汽油加仑的贡献量做了估计。图17示出了作为RFO取代水平的函数的每吨RFO的汽油加仑。在本实施例中，随着取代水平从2重量％上升至10重量％，每吨RFO所生产的汽油加仑也增加。转换回原始的生物质，每吨生物质的汽油收率在取代RFO水平较高时超过90加仑/吨生物质。
[0215] 针对能量当量RFO/VGO混合物的进料投入体积.
[0216] 当处理、转移、进料和加工石油液体时，精炼厂通常基于体积运行。因此，当研究向VGO添加RFO对汽油收率的影响时，为了作出公正和公平的比较，或许重要的是，以能量当量或碳当量输入量计测量收率(即，来自相同量的输入碳或输入能量的VGO和RFO混合物的各自的汽油收率是多少)。另外，由于本实施例中的RFO包含VGO的大约一半的碳和能量含量，在本实施例中，少量额外的原料总体积必须被递送到FCC，因为RFO可以混入VGO，以保持当量的输入碳或能量。
[0217] 关于在本实施例中，必须添加多少额外体积的RFO/VGO混合物以保持进入该FCC装置的恒定的碳或能量输入量，如图18所示。在本实施例中，只需要添加令人惊讶的少量额外体积的RFO/VGO混合物进行补偿。在本实施例中，该体积可以是最小的，因为RFO可能比VGO致密得多，因此可以添加额外质量的VGO，具有的对总体积增加的影响则比例地较少。
[0218] 图18表示，在本实施例中，VGO中RFO的2重量％混合物只需要0.8％的体积增加，以向FCC递送与净(100％)VGO情况下相同的能量或碳。换句话说，针对每100桶的净VGO，向该FCC装置递送当量的能量或碳将需要100.8桶的2重量％RFO混合物。在本实施例中，意想不到的是，汽油收率与已在该ACE测试装置中进行测试的FCC操作条件的典型范围相比，增加超过0.8％。
[0219] 在本实施例中，对于VGO中5重量％RFO混合物，添加只有2体积％会保持与净VGO相同的能量或碳输入量。对于每100桶净VGO，为了保持当量的能量或碳输入量，将向FCC递送102桶5重量％RFO混合物。再次，汽油收率远超过ACE测试范围的2％。
[0220] 实施例2
[0221] 测试设备：使用市售的平衡催化剂，在流化床微活性试验反应器(MAT)装置(在本文中被称为“MAT测试装置”)中进行可再生燃料油(RFO)与石油馏分原料的共同加工(或单独加工该石油馏分原料，作为比较器)。
[0222] 具有类似于表1所示的性质的生物质源的液体从商业快速热转化厂得到，其中在很短的时间(通常小于5秒)内，在温和的温度下热裂化残留的木材，液体收率为约70至80重量％。使用与实施例1的情况类似的平衡催化剂，油注入时间恒定为30秒，在510℃(950°F)时，于MAT测试装置中将重质瓦斯油(HGO)和5重量％RFO混合物裂化。
[0223] 在本实施例中，干气由H2、H2S、CO、CO2和C1-C2烃类组成。随着转化的进行，干气收率成倍增加。在本实施例中，在给定的转化率下，这两种进料得到几乎相同的干气收率。这两种进料裂解的过程中，检测到的只有CO2而无CO，转化率为65-75重量％时，混合物的CO2收率较高，为0.02-0.08重量％，这表示，混合物中含氧化合物被分解或燃烧。然而，在该项研究中，可能是由于水的形成，整个转化过程中混合物产生的氢气较少，少了0.06重量％。
[0224] 通常，汽油(C5-221℃沸点)是FCC操作中主要的和最想要的产物。在本实施例中，发现，在给定的转化率下，混合物的汽油收率降低了1重量％，直到转化率大于70重量％。注意，混合物本身包含了1.33(通过RFO分析算得)到1.90重量％(表1)的H2O，这可部分地解释汽油的下降。在75-80重量％的转化率下，观察到这种特定混合物的过度裂化。
[0225] 汽油收率也可以被表示为每小时体积流量(图19)。在本实施例中，意外地，在催化剂：油比为4到9:1(即，FCC装置的通常操作范围)时，与加工参考HFO获得的汽油收率相比，RFO/HFO混合物的汽油收率被证明是较高的。
[0226] 焦炭.
[0227] 在FCC操作中，为进料预热和裂化提供热量通常需要焦炭。然而，过多的焦炭会严重地毒化催化剂，并在催化剂再生期间使送风机超载，导致再生器中的温度过高。在测试过程中发现，类似于干气，在给定的转化率下，这两种进料产生了几乎相同的焦炭收率，虽然混合物有0.27重量％以上的康拉逊残炭。
[0228] 氧.
[0229] 为了本实施例的目的，也注释了气态和液态产品中的氧分布。例如，裂化后，本实施例中混合物中的大部分氧作为H2O(74.6-94.1重量％)出现，而其余部分形成CO2(0.7-5.3重量％)。对液态产品进行了氧含量分析，发现其低于检测限(0.25重量％)。
[0230] 为了本实施例的目的，人们普遍观察到的是：(1)含5重量％RFO的混合物的催化裂化导致水和二氧化碳的形成；(2)在给定的严重程度下并与基础油相比，混合物提供1-3重量％更高的转化率，该转化率随着催化剂：油比而增加；(3)在给定的转化率下，混合物与基础油相比，提供较低的LPG和汽油收率，而其他收率(包括干气、轻质循环油(柴油)、重质循环油(重质燃油)和焦炭的收率)几乎与两种进料相同，但是干气成分中，观察到混合物的CO2收率较高而H2收率较低；(4)对根据精炼厂流量的汽油收率(即，基于进料给定体积的体积收率-例如10,000桶/天)的检查显示，催化剂：油比较低时，RFO混合物的汽油收率高于参考HFO，并且以不含水RFO计，发现汽油和其它有价值组分的收率大于参考HFO；(5)裂化之后，混合物中的大部分氧作为H2O表现，其余的以CO2的形式，以及对液态产品进行了氧含量分析，发现其低于检测限；以及(6)当以进入MAT系统的当量能量输入量计，比较RFO混合物和HGO的收率时，该RFO混合物的汽油和LPG收率高于100％HGO的相应收率。
[0231] 实施例3
[0232] 在类似于实施例2的条件下，在MAT测试装置(反应器床，流体-2)中裂化了瓦斯油(VGO)和5重量％可再生燃料油(RFO)混合物的一系列样品。表2中所采用的标记为FHR CAT进料的VGO在15.6℃时具有0.9196g/mL的密度。该RFO本身具有1.198g/mL的密度和26.58(重量％)的水含量。表3中所采用的标记为含于FHR CF的5重量％RFO的含于VGO混合物的5重量％RFO在15.6℃时具有0.9243g/mL的密度℃。所采用的VGO混合物中100磅的5重量％RFO中，水含量约为1.329磅。VGO样品的分析、表征和结果显示于表2、表3(以进料状态计)以及表4(精炼流总结)中，而含于VGO混合物的5重量％RFO的分析、表征和结果显示于表5、6(以进料状态计)、表7(以不含水进料计)、表8(精炼流总结)以及表9是归因于RFO的输入量对汽油加仑的计算。
[0233] 表2
[0234]
[0235]
[0236]
[0237] 表3
[0238]
[0239]
[0240] 表4
[0241]
[0242]
[0243] 表5
[0244]
[0245]
[0246] 表6
[0247]
[0248]
[0249]
[0250] 表7
[0251]
[0252]
[0253] 表8
[0254]
[0255]
[0256]
[0257] 表9
[0258]
[0259]
[0260] 在以上说明书中，仅为便于说明中，具体实施方式已被提出和/或进行举例说明。应当理解的是，实施方式各个方面的变化可以与其它所述的组件、实施方式、范围、类型等进行组合。例如，也有讨论RFO加工的实施方式，以及应该理解的是，本文中所讨论和/或呈现的任何与所有类型的RFO可被取代和/或组合成这样的实施方式，即使说明书中，实施方式可以不用特定类型的RFO进行具体描述。
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