回收和可再生有机材料的纯化

申请号 CN201980048407.2 申请日 2019-07-19 公开(公告)号 CN112513228B 公开(公告)日 2023-05-02
申请人 耐思特公司; 发明人 布兰卡·托科尼蒂; 维尔·帕西卡利奥; J-P·帕萨宁; 约尼·托罗宁; 梅里·霍维; 安蒂·帕萨宁; 萨拉·利坎德; 萨米·托皮宁; 佩克卡·阿尔托; 卡里·安松; 马里纳·林德布拉德; 马茨·卡埃德斯特罗伊姆; 凯萨·拉明帕埃;
摘要 本文提供了一种纯化回收或可再生有机材料(10)的方法,其中回收或可再生有机材料(10)包含大于1ppm的 硅 化合物形式的硅和/或大于10ppm的磷化合物形式的磷,包括以下步骤:(a)提供脂质材料的进料;(b)任选地在180至325℃下预 热处理 20)回收或可再生有机材料(10),和任选地在热处理过程之前或之后添加酸,和任选地过滤预热处理的回收或可再生有机材料;(c)在 吸附 剂存在下在180至325℃下热处理(40)回收或可再生有机材料(10),和过滤(50)热处理的回收或可再生有机材料,和任选地在热处理过程之前或之后添加酸;(d)任选地将热处理的回收或可再生有机材料与基于 烃 或基于脂质的料流共混;(e)任选地从热处理的回收或可再生有机材料中 蒸发 (30)挥发性硅化合物;和(f)在加氢处理催化剂存在下加氢处理(60)脂质材料;以获得纯化的加氢处理的回收或可再生有机材料(61),其包含小于20%、优选小于10%、更优选小于5%的步骤(a)中提供的回收或可再生有机材料的原始硅内容物和/或小于30%的步骤(a)中提供的回收或可再生有机材料的原始磷内容物。
权利要求

1.一种纯化回收或可再生有机材料(10)的方法,其中所述回收或可再生有机材料(10)包含大于1ppm的化合物形式的硅和大于10ppm的磷化合物形式的磷,
所述方法包括以下步骤:
(a)提供所述回收或可再生有机材料(10)的进料,其中所述回收或可再生有机材料选自由基于植物的脂肪和油、基于动物的脂肪和油、废油生物油组成的组;
(b)任选地在180至325℃下对所述回收或可再生有机材料(10)进行预热处理(20),和任选地在预热处理(20)过程之前或之后添加酸,和任选地过滤预热处理的回收或可再生有机材料;
(c)在180‑325℃下在吸附剂存在下对所述回收或可再生有机材料进行热处理(40),并过滤(50)热处理的回收或可再生有机材料,和任选地在所述热处理过程之前或之后添加酸,所述吸附剂选自基于化硅的吸附剂;
(d)任选地将所述热处理的回收或可再生有机材料与基于或基于脂质的料流共混;
(e)任选地从所述热处理的回收或可再生有机材料中蒸发(30)挥发性硅化合物;以及(f)在加氢处理催化剂存在下加氢处理(60)所述热处理的回收或可再生有机材料,以获得纯化的加氢处理的回收或可再生有机材料(61),其包含小于20%的步骤(a)中提供的所述回收或可再生有机材料的原始硅内容物和/或小于30%的步骤(a)中提供的所述回收或可再生有机材料中的原始磷内容物,
其中步骤(c)中的压为500至5000kPa。
2.根据权利要求1所述的方法,其中在180至325℃下(b)预热处理(20)所述回收或可再生有机材料(10)以形成预热处理的回收或可再生有机材料。
3.根据权利要求2所述的方法,其中步骤(b)中的预热处理(20)在200至300℃的温度下进行。
4.根据权利要求2或3所述的方法,其中在步骤(b)的预热处理(20)中,停留时间为1至
300分钟。
5.根据权利要求2或3所述的方法,其中步骤(e)中的蒸发(30)在150℃至225℃下进行。
6.根据权利要求2或3所述的方法,其中步骤(e)的蒸发(30)的压力为0.1至5kPa。
7.根据权利要求2或3所述的方法,其中在步骤(e)的蒸发(30)中,将1至10wt%的所述热处理的回收或可再生有机材料蒸发。
8.根据权利要求2或3所述的方法,其中将添加到所述热处理的回收或可再生有机材料中,使得在蒸发步骤(e)之前,所述热处理的回收或可再生有机材料的水含量为1至
5wt%。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中步骤(c)中的温度为200至300℃。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中在步骤(c)中,停留时间为1至300分钟。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中步骤(c)中的压力为800至2000kPa。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中所述基于二氧化硅的吸附剂选自由硅酸、硅胶及其混合物组成的组。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中吸附剂的量为处理的回收或可再生有机材料总重量的0.1至10.0wt‑%。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中在步骤(c)中的热处理(40)之前或之后添加酸。
15.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中加氢处理步骤(f)在连续氢流下进行。
16.根据权利要求15所述的方法,其中在步骤(f)中所述连续氢流具有500至2000n‑L/L的H2/进料比。
17.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中步骤(f)在270至380℃的温度下进行。
18.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中步骤(f)在4至20MPa的压力下进行。
19.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中步骤(f)中的加氢处理催化剂包含选自周期表的IUPAC第6族、第8族或第10族的至少一种组分。
20.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中步骤(f)中的加氢处理催化剂为负载型Pd、Pt、Ni、NiW、NiMo或CoMo催化剂,并且载体为沸石、沸石‑氧化铝、氧化铝和/或二氧化硅。
21.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中步骤(f)通过(f1)将热处理的回收或可再生有机材料馏分加氢脱氧(HDO)进行。
22.根据权利要求21所述的方法,其中步骤(f)通过(f1)在HDO催化剂存在下、在290至
350℃的温度下、在4至20MPa的压力下和在连续氢流下,将所述热处理的回收或可再生有机材料馏分加氢脱氧(HDO)进行,以获得纯化的回收或可再生有机材料,其包含小于20%的步骤(a)中提供的所述回收或可再生有机材料的原始硅内容物。
23.根据权利要求22所述的方法,其中在步骤(f1)中,HDO催化剂是硫化的NiW、NiMo或CoMo催化剂。
24.根据权利要求22或23所述的方法,其中在步骤(f1)中所述连续氢流具有500至
2000n‑L/L的H2/进料比。
25.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中,在步骤(f)中回收一部分的加氢处理产物(61)。
26.根据权利要求25所述的方法,其中新鲜进料与所述加氢处理产物(61)的比例为2:1至20:1。
27.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中在步骤(d)中,所述基于烃或基于脂质的料流是真空瓦斯油(VGO)或动物脂肪。
28.根据权利要求1所述的方法,其中所述回收或可再生有机材料选自由基于化石废弃物的油和海藻油组成的组。
29.一种用于生产回收或可再生烃的方法,包括以下步骤:
(x)纯化权利要求1至28中任一项中所限定的回收或可再生有机材料,和
(y)使纯化的回收或可再生有机材料进行炼油厂转化过程,其中所述炼油厂转化过程包括改变进料的分子量、从进料中除去杂原子、改变进料的饱和度、重排进料的分子结构或它们的任何组合,从而获得至少一种回收或可再生烃。
30.根据权利要求29所述的方法,其中步骤(y)是加氢裂化。
31.根据权利要求30所述的方法,其中步骤(y)在温和加氢裂化(MHC)精馏单元中进行。
32.根据权利要求30或31所述的方法,其中步骤(y)在加氢裂化催化剂存在下进行。
33.根据权利要求29所述的方法,其中步骤(y)是蒸汽裂化。
34.根据权利要求29所述的方法,其中步骤(y)是异构化。
35.根据权利要求29所述的方法,其中步骤(y)是加氢处理。
36.根据权利要求29所述的方法,其中步骤(y)是热催化裂化。
37.根据权利要求29所述的方法,其中步骤(y)是流化催化裂化。

说明书全文

回收和可再生有机材料的纯化

技术领域

[0001] 本发明涉及一种纯化回收或可再生有机材料的方法,特别是包含1ppm的化合物形式的硅和/或大于10ppm的磷化合物形式的磷的回收或可再生有机材料。

背景技术

[0002] 在某些情况下,回收或可再生有机材料包含大量的硅化合物形式的硅(Si)和大量的磷化合物形式的磷,例如磷脂。在对回收的或可再生有机材料进行催化处理之前,由于这些化合物是已知的催化剂毒物,因此需要从材料中除去这些杂质,因此应在加氢处理之前将其除去,以最大化加氢处理装置的循环时间和利润。
[0003] 特别地,妥尔油沥青(TOP)包含硅和磷杂质,最有可能来自上游加工中使用的防污剂。防污剂包括例如聚二甲基硅烷(PDMS),其可溶于油,因此很难从油中去除。此外,在木材收集过程中,一些其他杂质也可能来自沙子或灰尘。需要在加氢处理之前除去硅杂质,以避免单元中催化剂寿命的缩短。常规的纯化方法(例如过滤或漂白)不足以有效地除去硅杂质。

发明内容

[0004] 因此,本发明的目的是提供一种克服上述问题的方法。本发明的目的通过一种方法来实现,该方法的特征在于独立权利要求中所述的特征。本发明的一些优选实施方式在从属权利要求中公开。
[0005] 本发明基于令人惊讶的认识,可以通过一种方法来纯化含有大量磷和硅化合物的回收或可再生有机材料,该方法致使当回收或可再生有机材料在180至325℃下在吸附剂存在下进行热处理脂质材料进料时从回收或可再生有机材料中除去磷和硅化合物,并在270至380℃的温度下,在4至20MPa的压下和在连续氢流下,在加氢处理催化剂的存在下,过滤材料并将脂质材料加氢处理。
[0006] 该方法允许例如在生产高质量可再生燃料和/或化学品的过程中,使用低质量的回收或可再生有机材料进料作为加氢处理中的原料。附图说明
[0007] 在下文中,将参考附图借助于优选实施方式更详细地描述本发明,其中[0008] 图1示出了本方法的第一示例性处理流程;
[0009] 图2示出了酸处理对从粗TOP样品中去除Si和P的影响;
[0010] 图3示出了热处理对从粗TOP样品中去除Si和P的影响。

具体实施方式

[0011] 本发明提供了一种纯化回收或可再生有机材料的方法。
[0012] 术语“回收或可再生有机材料”是指有机材料,即,含的材料,其1)从自然资源中获得,其补充以克服由于其使用和消耗而引起的资源枯竭,或2)从用于再使用的废弃物中回收的原始或加工材料中获得。回收或可再生有机材料特征性地包含具有4至30个碳原子,特别是12至22个碳原子的碳链的脂族化合物。这种脂族化合物的典型实例是脂肪酸或其酯,特别是其中脂肪酸具有4至30个碳原子,更特别地12至22个碳原子的脂族链。
[0013] 回收或可再生有机材料通常包含回收或可再生有机材料的总重量的至少50wt%的脂族化合物。
[0014] 通常,回收或可再生有机材料是指植物生物、藻类和/或动物来源的脂肪和/或油。它还指从这类油和/或脂肪的加工中接收的任何废弃物流。回收或可再生有机材料可以是未加工的形式(例如动物脂肪),也可以是加工的形式(用过的食用油)。
[0015] 基于植物的脂肪和/或油可以直接源自植物,或它们可以是来自各种工业部(例如,农业或林业)的副产物。例如,可以通过各种液化方法,例如快速热解热液化,从也称为木质纤维生物质的生物质中生产生物油和生物原油。快速热解是在不存在氧的情况下通过快速加热对生物质进行热化学分解。水热液化(HTL)是用于在中等温度和高压下将湿生物质转化为原油样油的热解聚过程。由木质纤维素生物质生产的生物油和生物原油的实例,例如诸如森林采伐残余物或锯木厂副产品的材料,是通过快速热解生产的木质纤维素热解液(LPL)和通过水热液化生产的HTL‑生物原油。基于植物的油的另一个实例是妥尔油,它是木浆生产的皮纸浆制造法的副产品,以粗妥尔油(CTO)的形式,及其衍生物如妥尔油沥青(TOP)、粗脂肪酸(CFA)、妥尔油脂肪酸(TOFA)和蒸馏妥尔油(DTO)的形式获得。妥尔油包含树脂酸、脂肪酸和不皂化物。树脂酸是衍生自萜烯的氧化和聚合反应的有机酸的混合物。妥尔油中的主要树脂酸是松香酸,但也发现了松香衍生物和其他酸,例如海松酸(primaric acid)。脂肪酸是长链一元羧酸,且存在于硬木和软木中。妥尔油中的主要脂肪酸是油酸、亚油酸和棕榈酸。不皂化物不能变成肥皂,因为它们是不与氢氧化钠反应形成盐的中性化合物。它们包括甾醇(固醇,sterols)、高级醇和。甾醇是类固醇衍生物,其还包括羟基。
[0016] 术语“妥尔油沥青(TOP)”是指来自妥尔油蒸馏过程的残余塔底馏分。妥尔油沥青通常包含妥尔油沥青总重量的34至51wt%的游离酸、23至37wt%的酯化酸和25至34wt%的不皂化物中性化合物。游离酸通常选自由脱氢松香酸、松香酸和其他树脂酸组成的组。酯化的酸通常选自由油酸和亚油酸组成的组。不皂化物中性化合物通常选自由二萜甾醇、脂肪醇、甾醇和脱水甾醇组成的组。
[0017] 术语“粗脂肪酸(CFA)”是指通过纯化(例如,减压蒸馏、萃取和/或结晶)CTO可获得的含脂肪酸的材料。
[0018] 术语“妥尔油脂肪酸(TOFA)”是指粗妥尔油(CTO)蒸馏过程中富含脂肪酸的馏分。TOFA通常主要包含脂肪酸,通常TOFA总重量的至少80wt%。通常,TOFA包含小于10wt%的松香酸。
[0019] 术语“蒸馏妥尔油(DTO)”是指粗妥尔油(CTO)蒸馏过程中富含树脂酸的馏分。DTO通常主要包含,通常为DTO总重量的55至90wt%的脂肪酸,和通常为DTO总重量的10至40wt%的松香酸。通常,DTO包含蒸馏的妥尔油总重量的小于10wt%的不皂化物中性化合物。
[0020] 术语“微生物油”是指由微生物产生的甘油三酯(脂质)。术语“海藻油”是指直接衍生自海藻类的油。术语“动物脂肪和油”是指源自动物的脂质物质。
[0021] 本发明的回收或可再生有机材料的实例包括但不限于,基于动物的油脂,基于蔬菜或植物的油脂例如污泥棕榈油,用过的食用油(地沟油,used cooking oil),微生物油,海藻油,游离脂肪酸,任何含磷和/或金属的脂质,源自酵母或霉菌产品的油,源自生物质的油,油菜籽油,芥花籽油,菜籽油,葵花籽油大豆油,大麻油,橄榄油亚麻籽油籽油,芥籽油,棕榈油,花生油蓖麻油椰子油,动物脂如羊脂、牛脂、鲸脂,回收的食用脂肪,由基因工程生产的起始原料,以及由微生物如海藻类和细菌生产的生物起始原料,妥尔油,妥尔油脂肪酸TOFA),粗脂肪酸(CFA),妥尔油沥青(TOP),以及所述原料的任何混合物。
[0022] 特别地,回收或可再生有机材料是粗妥尔油(CTO)或妥尔油沥青(TOP)。
[0023] 通过本方法处理的回收或可再生有机材料包含大量的硅化合物。本发明的回收或可再生有机材料包含大于1ppm的硅化合物。特别地,本发明的回收或可再生有机材料包含大于10ppm的硅化合物,更特别地,本发明的回收或可再生有机材料包含大于15ppm的硅化合物,且甚至更特别地,本发明的回收或可再生有机材料包含大于20ppm的硅化合物。
[0024] 通过本方法处理的回收或可再生有机材料还包含大量的磷化合物。存在于基于生物质的脂质材料中的磷化合物通常是磷脂。存在于基于生物质的脂质材料中的磷脂特别地为磷脂酰乙醇胺、磷脂酰胆、磷脂酰肌醇、磷脂酸和磷脂酰乙醇胺中的一种或多种。
[0025] 特别地,本发明的回收或可再生有机材料包含大于10ppm,尤其大于20ppm,特别地大于50ppm的磷。
[0026] 通过本方法处理的回收或可再生有机材料还可包含其他杂质,例如包含磷脂、肥皂和/或盐的形式的磷和/或金属的杂质。杂质例如可以是磷酸盐或硫酸盐、盐或有机盐、皂或磷脂的形式。可以存在于基于生物质的脂质材料中的金属杂质是例如碱金属或碱土金属,例如钠或盐、或镁或盐、或所述金属的任何化合物。
[0027] 因此,本文提供了一种纯化回收或可再生有机材料的方法,其中所述回收或可再生有机材料包含大于1ppm的硅化合物形式的硅和/或大于10ppm的磷化合物形式的磷,[0028] 包括以下步骤:
[0029] (a)提供回收或可再生有机材料的进料(原料,供料,feed);
[0030] (b)任选地在180‑325℃下对回收或可再生有机材料进行预热处理,和任选地在热处理过程之前或之后添加酸,和任选地过滤预热处理的回收或可再生有机材料;
[0031] (c)在180‑325℃下在吸附剂存在下对回收或可再生有机材料进行热处理,并过滤热处理的回收或可再生有机材料,和任选地在热处理过程之前或之后添加酸;
[0032] (d)任选地将热处理的回收或可再生有机材料与基于烃或基于脂质的料流共混;
[0033] (e)任选地从热处理的回收或可再生有机材料中蒸发挥发性硅化合物;和[0034] (f)在加氢处理催化剂存在下对热处理的回收或可再生有机材料进行加氢处理;
[0035] 以获得纯化的加氢处理的回收或可再生有机材料,其包含小于20%、优选小于10%、更优选小于5%的步骤(a)中提供的回收或可再生有机材料的原始硅内容物和/或小于30%的步骤(a)中提供的回收或可再生有机材料中的原始磷内容物。
[0036] 在步骤(c)中,将回收或可再生有机材料在180至325℃的任何温度下加热。为了获得最佳结果,步骤(c)在200至300℃、优选在240至280℃下进行。
[0037] 在步骤(c)中,将回收或可再生有机材料加热并保持在期望温度下的时间、即停留时间(residence time)通常为1至300分钟,优选5至240分钟,更优选30至90分钟。
[0038] 通常,步骤(c)中的压力为500至5000kPa,优选为800至2000kPa。
[0039] 在步骤(c)中,加热回收或可再生有机材料以引起热反应,该热反应破坏包含在回收或可再生有机材料中的含杂质化合物的结构,从而形成吸附到加热步骤(c)中存在的吸附剂中的材料,或形成固体沉淀物并因此可以随后从回收或可再生有机材料中除去的材料。
[0040] 步骤(c)中存在的吸附剂可以选自基于二氧化硅的吸附剂。优选地,吸附剂选自由硅酸、硅胶(silica gel)及其混合物组成的组。在步骤(c)中,吸附剂的量通常为处理的回收或可再生有机材料总重量的0.1至10.0wt‑%,优选0.5至2.0wt%。
[0041] 在步骤(c)中的热处理之前或之后,可以通过酸添加来进一步增强该方法。这去除任何残留的钠杂质。酸优先选自柠檬酸和磷酸。
[0042] 在热处理之后,除去包含不期望的杂质的吸附剂。因此,在步骤(c)中,使回收或可再生有机材料经受固体吸附剂材料的去除。可以例如通过本领域技术人员发现的适合于从热处理的回收或可再生有机材料中分离固体材料的任何分离方法来实现固体材料的去除。合适的实例包括但不限于过滤、离心和相分离。还应当理解,可将几种分离方法组合,例如,过滤和离心。除去优选在100至180℃的任何温度下进行。
[0043] 在步骤(c)之前,可以在不存在吸附材料的情况下对回收或可再生有机材料进行预热处理。在任选的步骤(b)中,预加热回收或可再生有机材料以引起热反应,该热反应破坏包含在回收或可再生有机材料中的含硅杂质,产生随后可从回收或可再生有机材料中除去的挥发性硅化合物材料。特别地,由防污剂产生的聚二甲基硅氧烷(PDMS)在工艺条件下降解为挥发性聚二甲基环硅氧烷(PDMCS)。
[0044] 步骤(b)的预热处理在180至325℃的任何温度下进行。为了获得最佳结果,步骤(b)在200至300℃、优选地在240至280℃下进行。
[0045] 在步骤(b)中,将回收或可再生有机材料加热并保持在期望温度下的时间、即停留时间通常为1至300分钟,优选5至90分钟,更优选20至40分钟。
[0046] 步骤(b)中的预热处理中的压力通常为500至5000kPa,优选800至2000kPa。
[0047] 任选地,在步骤(b)中的预热处理之前或之后,可以通过酸添加来进一步增强该方法。这去除任何残留的钠杂质。酸优先选自柠檬酸和磷酸。
[0048] 在步骤(b)中,可以去除由于热处理而产生的固体材料。可以例如通过本领域技术人员发现的适合于从热处理的回收或可再生有机材料中分离固体材料的任何分离方法来实现固体材料的去除。合适的实例包括但不限于过滤、离心和相分离。还应当理解,可将几种分离方法组合,例如,过滤和离心。优选地,除去通过过滤完成。除去优选在100至180℃的任何温度下进行。
[0049] 去除固体/沉淀物避免加氢处理回收或可再生有机材料时加氢处理催化剂的失活。
[0050] 在步骤(c)的热处理之后,可以除去由于热处理产生的和/或以其他方式存在于回收或可再生有机材料中的挥发物。因此,在步骤(e)中,在一个或多个阶段中,将热处理的回收或可再生有机材料任选地进行从热处理的回收或可再生有机材料中蒸发挥发性硅化合物。在步骤(e)中,蒸发在145至250℃的任何温度下、特别是在150℃至225℃下进行。为了获得最佳结果,步骤(e)中的蒸发在160℃至200℃、优选在160至180℃下进行。
[0051] 步骤(e)中的蒸发的减压使得可以进行挥发性Si化合物的蒸发。通常,压力为0.1至5kPa,优选0.1至3kPa。
[0052] 蒸发的物质应有利地设定为蒸发热处理的回收或可再生有机材料的1至10wt%,优选地1至8wt%,更优选地1至5wt%,甚至更优选地1至3wt%。
[0053] 在步骤(e)的蒸发相中,将热处理的回收或可再生有机材料加热并在期望温度下蒸发的时间、即停留时间通常为100至600分钟,优选180至300分钟。
[0054] 适用的步骤(e)提供(i)包含大部分挥发性硅化合物的蒸气馏分,和(ii)热处理的回收或可再生有机材料馏分,其包含小于50%、优选小于30%的步骤(a)中提供的回收或可再生有机材料的原始硅内含物。
[0055] 步骤(e)中的蒸发可以通过本领域技术人员发现的适合用于从热处理的回收或可再生有机材料中分离挥发物的任何蒸发方法来进行。合适的实例包括但不限于,例如降膜蒸发、升膜蒸发、薄膜蒸发和闪蒸。蒸发可以在一个或多个阶段中进行。还应该理解,可组合使用几种蒸发方法,例如薄膜蒸发和闪蒸。本发明的优选蒸发方法是一级或多级闪蒸。由于闪蒸容器中的高压差,与薄膜蒸发相比,闪蒸需要较少的蒸发质量以提供更好的传质。例如,与闪蒸相比,在热处理后应用与用于妥尔油沥青(TOP)的典型粗妥尔油(CTO)薄膜蒸发工艺中相同的方法和设备显著增加热量消耗。
[0056] 最佳温度、压力、蒸发质量以及要使用的闪蒸阶段数量取决于回收或可再生有机材料的组成和质量,还取决于步骤(c)和任选的步骤(b)和(e)的热处理参数(温度、压力和停留时间)。
[0057] 此外,优选将水添加到热处理的回收或可再生有机材料的初始混合物中。向初始热处理的回收或可再生有机材料中添加较小百分比的水允许使用较低的温度和较高的真空压力,同时达到与正常蒸发相同的Si去除水平。甚至更重要的是,挥发性脂肪酸的损失更少,其与不用水的蒸发相比,将脂肪酸废弃物的量减少一半。
[0058] 因此,在本发明的一个实例中,将水添加到热处理的回收或可再生有机材料中,使得在蒸发步骤(e)之前的水含量为热处理的回收或可再生有机材料的总重量的1至5wt%,优选1.5至4wt%,更优选2至3wt%。
[0059] 在加氢处理催化剂存在下对纯化的回收或可再生有机材料进行(f)加氢处理,以从回收或可再生有机材料中进一步除去硅。
[0060] 如果有此需要,可以将热处理的回收或可再生有机材料与基于烃或脂质的料流共混(d)。基于烃或脂质的料流优选是真空瓦斯油(VGO)。
[0061] 术语“加氢处理”是指化学工程方法,其中氢的反应用于去除杂质,例如氧、硫、氮、磷、硅和金属,特别是作为炼油的一部分。
[0062] 加氢处理可以在一个或多个反应器单元或催化剂床中在一个或几个步骤中进行。
[0063] 步骤(f)通常在连续氢流下进行。为了获得最佳结果,步骤(f)中的连续氢流优选具有500至2000n‑L/L、更优选800至1400n‑L/L的H2/进料比。
[0064] 在步骤(f)中,有利地在270至380℃、优选275至360℃、更优选300至350℃的温度下进行加氢处理。通常,步骤(f)中的压力为4至20MPa。
[0065] 步骤(f)的加氢处理催化剂优选包含选自周期表的IUPAC第6族、第8族或第10族的至少一种组分。优选地,步骤(f)中的加氢处理催化剂为负载型Pd、Pt、Ni、NiW、NiMo或CoMo催化剂,并且载体为沸石、沸石‑氧化铝、氧化铝和/或二氧化硅,优选NiW/Al2O3、NiMo/Al2O3或CoMo/Al2O3。特别地,加氢处理催化剂是硫化的NiW、NiMO或CoMo催化剂。
[0066] 在步骤(c)中,将回收或可再生有机材料加热并保持在期望温度下的时间、即停留时间通常为1至300分钟,优选5至240分钟,更优选30至90分钟。
[0067] 适用的加氢处理步骤(f)提供了纯化的加氢处理的回收或可再生有机材料。纯化的加氢处理的回收或可再生有机材料有利地包含小于20%、更优选小于10%、甚至更优选小于5%的步骤(a)中提供的回收或可再生有机材料的原始硅内容物和/或小于30%的步骤(a)中提供的回收或可再生有机材料的原始磷内容物。
[0068] 为了获得最佳结果,可以在步骤(f)中将加氢处理的回收或可再生有机材料的部分进行回收。优选地,新鲜进料、即步骤(c)中获得的纯化的回收或可再生有机材料与回收的加氢处理的回收或可再生有机材料的比例为2:1至20:1。
[0069] 在一个特定的实例中,步骤(f)通过(f1)将热处理的回收或可再生有机材料馏分加氢脱氧(HDO)来进行。这优选地在存在HDO催化剂的情况下,在290至350℃的温度下,在4至20MPa的压力和连续氢流下进行。
[0070] 术语“加氢脱氧(HDO)”是指在(HDO)催化剂的影响下通过分子氢的方式以水的形式除去氧。
[0071] HDO催化剂可以例如选自由NiMO‑、CoMo‑、NiW‑催化剂及其任何混合物组成的组。优选地,HDO催化剂是硫化的NiW、NiMo或CoMo催化剂。
[0072] 有利地,连续氢流具有500至2000n‑L/L、优选800至1400n‑L/L的H2/进料比。
[0073] 优选地,进行步骤(f1)以获得包含小于1wt%的氧的纯化的回收或可再生有机材料。
[0074] 在另一实例中,步骤(f)通过(f2)将热处理的回收或可再生有机材料馏分加氢脱硫(HSD)来进行。术语“加氢脱硫(HDS)”是指在(HDS)催化剂的影响下通过分子氢的方式以硫化氢的形式除去硫。
[0075] 在另一实例中,步骤(f)通过(f3)将热处理的回收或可再生有机材料馏分加氢金属化(HDM)来进行。术语“加氢金属化(HDM)”是指通过用(HDM)催化剂捕集金属来除去金属。
[0076] 在另一实例中,步骤(f)通过(f4)将热处理的回收或可再生有机材料馏分加氢脱氮(HDN)来进行。术语“加氢脱氮(HDN)”是指在(HDN)催化剂的影响下通过分子氢的方式除去氮。
[0077] 在另一实例中,步骤(f)通过(f5)将热处理的回收或可再生有机材料馏分加氢脱芳香化(hydrodearomatizing,HDA)来进行。术语“加氢脱芳香化(HDA)”是指在(HDA)催化剂的影响下通过分子氢的方式进行的芳族化合物的饱和或开环。
[0078] 图1示出了本方法的第一示例性处理流程。
[0079] 参考图1,如本文针对步骤(b)所讨论的,将回收或可再生有机材料、特别是妥尔油沥青(TOP)的进料10进行热处理20回收或可再生有机材料的步骤。然后,如本文针对步骤(e)所讨论的,可将回收或可再生有机材料的热处理进料蒸发30,并且获得含有包含小于50%的步骤(a)中提供的回收或可再生有机材料的原始硅内容物的热处理的回收或可再生有机材料馏分31的塔底产物(bottom),以及包含主要部分的挥发性硅化合物的蒸气馏分
32。然后,如本文针对步骤(c)所讨论的,使热处理的回收有机材料31在吸附剂存在下进行加热40回收或可再生有机材料,以将杂质吸附到吸附剂上并使混合物可分离。然后,如本文针对步骤(c)所讨论的,将吸附剂从处理的回收或可再生有机材料的进料中分离50,以获得纯化的回收或可再生有机材料51和包含主要部分的杂质的吸附剂52。然后,如本文针对步骤(f)所讨论的,将纯化的回收或可再生有机材料加氢处理60,以获得纯化的加氢处理的回收或可再生有机材料61,其中纯化的加氢处理的回收或可再生有机材料包含小于20%、优选小于10%、更优选小于5%的步骤(a)中提供的回收或可再生有机材料的原始硅内容物和/或小于30%的步骤(a)中提供的回收或可再生有机材料中的原始磷内容物。然后,可以将加氢处理的回收或可再生有机材料61进行催化提质(upgrading)70。
[0080] 在根据本方法纯化回收或可再生有机材料之后,可以对其进行进一步处理,例如,催化提质。这种催化提质方法包括但不限于催化裂化、催化加氢裂化、热催化裂化、催化加氢处理、流化催化裂化、催化化和催化酯化。这样的方法要求回收或可再生有机材料足够纯并且不含杂质,否则杂质会妨碍催化过程或使过程中存在的催化剂中毒。
[0081] 因此,本发明进一步提供了一种生产回收或可再生烃的方法,其包括以下步骤:(x)纯化本文所讨论的回收或可再生有机材料,和(y)使纯化的回收或可再生有机材料进行炼油厂转化过程,其中炼油厂转化过程包括改变进料的分子量,例如加氢裂化或蒸汽裂化;
从进料中除去杂原子,例如热催化裂化、流化催化裂化或加氢处理,特别是加氢脱氧或加氢脱硫;改变进料的饱和度,例如加氢处理、热催化裂化或流化催化裂化;重排进料的分子结构,例如异构化;或其任何组合,以获得至少一种回收或可再生烃。
[0082] 在本方法的典型实例中,回收或可再生烃是可再生交通燃料或燃料组分。
[0083] 在本方法的一个实例中,步骤(y)是加氢裂化。在这样的实例中,步骤(y)优选在温和加氢裂化(MHC)精馏单元中进行,特别是在加氢裂化催化剂存在下。
[0084] 在本方法的另一个实例中,步骤(y)是蒸汽裂化。在这样的实例中,步骤(y)优选在蒸汽裂化单元中进行。
[0085] 在本方法的另一个实例中,步骤(y)是异构化。在这样的实例中,步骤(y)优选在异构化单元中进行。
[0086] 在本方法的另一个实例中,步骤(y)是加氢处理。在这样的实例中,步骤(y)优选在加氢处理单元中进行。
[0087] 在本方法的另一个实例中,步骤(y)是热催化裂化(TCC)。在这样的实例中,步骤(y)优选在热催化裂化单元中进行。
[0088] 在本方法的另一个实例中,步骤(y)是流体催化裂化(FCC)。在这样的实例中,步骤(y)优选在流体催化裂化单元中进行。
[0089] 实验
[0090] 实施例1
[0091] 在两种吸附剂的存在下处理粗TOP:硅酸铝(Tonsil 9194FF)和硅胶(Trisyl)。每种吸附剂的量为1.5wt‑%。测试了来自不同生产商的粗TOP样品。在高温吸附处理之前进行0.4wt.‑%的水添加。
[0092] 在高温吸附处理期间,将样品材料加热到280℃的温度60分钟。在该处理之后,将样品材料冷却至100℃,并通过0.45μm滤纸过滤。
[0093] 从获得的结果可以看出,在硅酸铝和硅胶吸附剂存在下,在升高的温度下可以从进料中非常有效地除去Si和其他杂质。然而,使用硅胶材料可获得更有效的纯化。结果在表1中列出。从表2以及图2和图3可以看出,仅通过酸+热处理或酸+吸附纯化方法都无法实现有效的Si和P去除。
[0094] 表1.热处理吸附对不同类型的粗TOP样品中的Si和P去除的影响。吸附剂添加量1.5wt.‑%。
[0095]
[0096]
[0097] 表2酸处理(柠檬酸添加2000ppm)和吸附对从粗TOP样品中去除Si和P的影响。吸附剂添加量2.0wt‑%。
[0098]
[0099] 对于本领域技术人员显而易见的是,随着技术的进步,本发明构思可以各种方式实现。本发明及其实施方式不限于上述实施例,而可以在权利要求的范围内变化。
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