可再生生物质进料浆料加氢处理的制作方法

本公开涉及可再生生物质进料浆料加氢处理，包括例如浆料加氢转化方法，在该方法中，对包含可再生生物质组分的原料进行浆料加氢转化。

背景技术：

1、在开发化石燃料替代品的过程中，可再生资源的使用引起了极大的关注和努力。各种生物质材料，特别是某些木质纤维素和其他碳水化合物的多样性、可获得性和多功能性受到极大关注。然而，尽管生物基燃料技术前景广阔并备受关注，但其开发和商业应用并未如希望的那样得到成功实施。虽然一些生物燃料技术已经商业化，但是所谓的第二代可再生原料还没有得到广泛开发，特别是来自第二代可再生生物燃料原料的运输燃料。

2、可再生燃料(生物燃料)被视为减少碳和温室气体排放的重要手段。第一代生物燃料是由耕地上种植的粮食作物制成的燃料，而第二代生物燃料是由木质纤维素生物质或农业残余物/废物生产的。与来自竞争性生物质食物来源的第一代生物燃料不同，第二代可再生燃料通常不是来自人类食物来源，因此优于第一代可再生燃料。典型的第二代原料包括木材、草、藻类、作物副产物、城市固体废物等。然而，第二代生物质的加工通常需要更复杂的两步或多步工艺，以将固体生物质的可用部分转化成合适的原料。具体地，第一步通常是通过热解、水解、水热液化或其他工艺步骤将固体生物质原料转化成液体生物原油形式。然后通常使用常规炼油装置(例如加氢处理器或fcc装置)进一步进行生物原油的改质，以生产运输燃料。

3、现有技术的其他困难产生了能量密度低的燃料，诸如生物乙醇，或与现有发动机设计和运输基础设施不完全相容的燃料，诸如甲醇、生物柴油、氢气和甲烷，或产生的稀水溶液对于进一步加工来说不具成本效益。如果能提供一种简化方法，在生产可再生燃料(或用于制备可再生燃料的产物)的加氢转化方法中直接使用固体生物质，而无需对固体生物质进行预处理，这将是显著的优点。鉴于全球都在努力采用减少化石燃料使用的方法，使用生物质含量高的进料，最大限度地减少或消除化石燃料共进料的使用，是特别期望的。非常期望提供一种成本低、能效高的方法，将木质纤维素生物质加工成化学组成类似于化石燃料的可再生燃料，以减轻上述担忧和问题。

技术实现思路

1、本发明总体上涉及可再生生物质进料浆料加氢处理。在一个方面，提供了浆料加氢转化方法，其中对包含可再生生物质组分的原料进行浆料加氢转化。该方法通常包括使固体生物质原料和浆料加氢转化催化剂在合适的加氢处理条件下接触，以将一部分原料转化为加氢转化产物(例如，液体和/或气体产物)。该方法可利用原始生物质作为原料，并且不需要使用化学处理或改性的生物质进料。可获得低焦炭产率，这是与该方法相关联的益处之一。虽然不一定限于此，但本发明的目的之一是提供一种简化且有效的方法，用未加工的生物质原料制备可再生燃料和/或其他产物。

2、通常，根据本发明的方法包括将固体生物质原料、液体原料和浆料加氢转化催化剂或其前体进料至浆料加氢转化反应器；在加氢转化工艺条件下，在氢气存在下，使固体生物质原料和液体原料与浆料加氢转化催化剂接触足够的时间，以将固体生物质原料和液体原料的一部分转化为一种或多种加氢转化产物，诸如液体和/或气体产物，并从反应器取出加氢转化产物。固体生物质原料通常被直接进料至浆料加氢转化反应器，并作为含有生物质组分的原始生物质原料提供，这些生物质组分在直接进料至浆料加氢转化反应器之前未经化学处理或改性。

技术特征：

1.一种直接生物质加氢转化方法，所述方法可用于生产可再生燃料，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其中所述方法提供可再生燃料或可用于制备可再生燃料的加氢转化产物。

3.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中将所述浆料加氢转化催化剂或其前体单独进料至所述加氢转化反应器，或与所述液体原料组合并将所述组合进料至所述加氢转化反应器。

4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述固体生物质原料为分别进料至所述加氢转化反应器的所述生物质和所述液体原料的总量的至少约10重量％、或20重量％、或30重量％、或40重量％、或50重量％、或60重量％、或70重量％、或75重量％、或80重量％。

5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述液体原料包含沸点为至少约800℉的重沸点组分，并且/或者其中所述液体原料选自真空瓦斯油、常压渣油、减压渣油、fcc重循环油或倾析油、fcc中循环油、加氢裂化器未转化油或它们的组合，任选地，其中所述液体原料还包含选自塑料和/或木材热解油、脂质、植物油或它们的组合的可再生原料。

6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述液体原料包含最高至约50重量％、或40重量％、或30重量％、或20重量％、或10重量％、或在约10重量％至50重量％、或10重量％至40重量％、或10重量％至30重量％、或20重量％至30重量％范围内的量的沸点为至少约800℉的所述重沸点组分。

7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中将液体产物再循环到所述加氢转化反应器。

8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述固体生物质原料包含固体生物质组分，所述固体生物质组分选自木材或木材厂副产物、树叶、草、藻类、作物副产物、城市固体废物或它们的组合，任选地，其中所述固体生物质组分经过研磨、粉碎、切片或呈颗粒、团粒、粉末、刨花、碎片、粉尘或粉碎形式或它们的组合。

9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述浆料加氢转化催化剂为分散在反应器液体反应介质内的细颗粒形式，并且为负载型催化剂、非负载型催化剂或它们的组合。

10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述浆料加氢转化催化剂在添加到所述反应器之前是未硫化的或预硫化的，任选地分散在烃油稀释剂中，并且其中所述浆料催化剂包含选自周期表第vib族、第viii族或第iib族或它们的组合的金属。

11.如权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述浆料加氢转化催化剂包含选自硫化钼、硫化铁、硫化镍、硫化锌、铁锌或它们的组合的非负载型催化剂。

12.如权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述浆料加氢转化催化剂以催化剂前体的形式提供，所述催化剂前体选自油溶性第vib族金属化合物、水性第vib族金属化合物、水性第vib族金属三硫化物悬浮液或胶体，或它们的组合。

13.如权利要求1至12中任一项所述的方法，其中所述浆料加氢转化催化剂包含负载型催化剂，其中所述载体选自氧化铝、二氧化硅-氧化铝、沸石或它们的组合。

14.如权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述浆料加氢转化催化剂、所述固体生物质原料和氢气作为向所述加氢转化反应器的单独进料流被进料至所述反应器，或在进料至所述反应器之前以任何组合预混合。

15.如权利要求1至14中任一项所述的方法，其中进料至所述浆料加氢转化反应器的所述固体生物质原料经历加氢裂化、加氢、加氢脱氧、加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱金属、加氢脱氯、加氢脱羧、加氢脱羰基、加氢脱芳烃或它们的组合。

16.如权利要求1至15中任一项所述的方法，其中所述加氢转化工艺条件包括操作温度在约650至950℉的范围内，反应器压力为约300psig至3500psig，平均停留时间为10分钟至5小时，以及空速为约0.1至5.0、或0.5至5.0、或0.5至2.0hr-1，并且，任选地，其中将液体产物和/或浆料催化剂再循环到所述浆料加氢转化反应器。

17.如权利要求1至16中任一项所述的方法，其中焦炭产率小于进料至所述方法的所述固体生物质的约5重量％、或小于约2重量％、或小于约1重量％。

18.如权利要求1至17中任一项所述的方法，其中所述加氢转化产物包括氧含量小于约3重量％或小于约1重量％的液体烃产物，并且/或者其中总酸值(tan)小于约1。

技术总结描述了可再生生物质进料浆料加氢处理，包括例如浆料加氢转化方法，其中对包含可再生生物质组分的原料进行浆料加氢转化。所述方法通常包括使固体生物质原料和浆料加氢转化催化剂在合适的加氢转化条件下接触，以将所述原料的一部分转化为液体和/或气体产物。所述方法可利用原始生物质作为原料，并且不需要使用化学处理或改性的生物质进料。可以获得低焦炭产率。技术研发人员：寇波,杨树武,J·沙伯特,T·L·M·美森,M·K·杨受保护的技术使用者：雪佛龙美国公司技术研发日：技术公布日：2025/1/13