EA 023806B1 20160729

	Патентная документация ЕАПВ
Запрос:	ea000023806b*\id
Результат:	ID\|Номер и дата охранного документа

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Способ получения горючего путем термического крекинга тяжелого масла в присутствии влажной, содержащей углеводороды биомассы путем нагревания тяжелого масла до пиролиза содержащей углеводороды биомассы, с образованием соответственно горючего и топлива, которые удаляют из нагретого тяжелого масла и затем конденсируют, отличающийся тем, что используют углеводородсодержащую биомассу, которая подвергнута стадии сушки с получением влагосодержания максимум 1,0 вес.%, в расчете на биомассу.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что горючее является топливом.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что используют содержащую углеводороды биомассу, влагосодержание которой составляет максимум 0,5 вес.%.

4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что содержание биомассы в тяжелом масле составляет максимум 30 вес.%, в расчете на полную массу.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что содержание биомассы в тяжелом масле составляет максимум 20 вес.%, в расчете на полную массу.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что биомасса содержится в тяжелом масле в доле менее 5 вес.%, в расчете на полную массу.

7. Способ по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что тяжелое масло нагревают до температуры от 250 до 450°C.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что тяжелое масло нагревают до температуры от 320 до 400°C.

9. Способ по одному из пп.1-8, отличающийся тем, что в качестве тяжелого масла используют кубовый остаток от нефтеперегонки, в частности вакуумный газойль.

10. Способ по одному из пп.1-9, отличающийся тем, что используют содержащую углеводороды биомассу, влагосодержание которой устанавливается сушкой в нагретом тяжелом масле, предпочтительно в вакуумном газойле.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что биомассу после сушки отделяют от избыточного тяжелого масла путем процесса разделения и подают в тяжелое масло для термического крекинга в количестве более 15 вес.%, в расчете на полную массу.

12. Способ получения горючего путем термического крекинга тяжелого масла в присутствии влажной, содержащей углеводороды биомассы, с влагосодержанием максимум 1,0 вес.%, путем нагревания тяжелого масла до пиролиза содержащей углеводороды биомассы, с образованием соответственно горючего и топлива, которые удаляют из нагретого тяжелого масла и затем конденсируют, отличающийся тем, что влагосодержание содержащей углеводороды биомассы, в частности вакуумного газойля, доводят до максимум 1,0 вес.%, в расчете на биомассу, биомассу отделяют от избыточного тяжелого масла путем процесса разделения после сушки, содержание биомассы в тяжелом масле в процессе термического крекинга составляет максимум 30 вес.%, в расчете на биомассу.

Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что горючее является топливом.

7. Способ по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что тяжелое масло нагревают до температуры от 250 до 450°C.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что тяжелое масло нагревают до температуры от 320 до 400°C.

Евразийское ои 023806 (13) В1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2016.07.29
(21) Номер заявки 201170452
(22) Дата подачи заявки
2009.09.17
(51) Int. Cl. C10G1/02 (2006.01) C10G 3/00 (2006.01) C10G 9/00 (2006.01)
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГОРЮЧЕГО ИЛИ ТОПЛИВА
(31) 08450140.2
(32) 2008.09.17
(33) EP (43) 2011.10.31
(86) PCT/EP2009/062037
(87) WO 2010/031803 2010.03.25
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
БДИ-БИОЭНЕРДЖИ ИНТЕРНЭШНЛ АГ (AT)
(72) Изобретатель:
Гесслер Хельмут, Хаммер Вильхельм
(AT)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU)
(56) US-A1-2007261996 DE-A1-10215679 US-A-4941966 US-A-4266083
(57) Способ получения топлива или горючего путем термического крекинга тяжелого масла в присутствии влажной, содержащей углеводороды биомассы, путем нагревания тяжелого масла до пиролиза содержащей углеводороды биомассы, при этом образуется топливо или горючее, которое удаляют из нагретого тяжелого масла и затем конденсируют, отличающийся тем, что используют углеводородсодержащую биомассу, влагосодержание которой составляет максимум 1,0 вес.%, в расчете на биомассу.
Изобретение относится к способу получения топлива или горючего путем термического крекинга тяжелого масла в присутствии влажной, содержащей углеводороды биомассы, в котором тяжелое масло нагревают до температуры пиролиза содержащей углеводороды биомассы, причем образуется топливо или горючее, которое удаляют из нагретого тяжелого масла и затем конденсируют.
Из литературы известно, что при жидкофазном пиролизе биогенное сырье нагревают в масле-носителе до температур примерно 300-350°C для получения пиролизного масла. При этом в большинстве случаев используются масла-носители, называемые инертными, как, например, масла-теплоносители, которые способны переносить высокую термическую нагрузку и по возможности не участвуют в реакции пиролиза биомассы.
Недостаток этих способов состоит в том, что термостабильные масла-носители стоят дорого и должны с большими затратами очищаться от остатков пиролиза, прежде чем их можно будет снова использовать в жидкофазном пиролизе. Однако с экономической точки зрения полностью свободная от потерь очистка и отделение таких масел-носителей от остатков пиролиза невозможны. Поэтому издержки производства при подобных способах из-за повышенного расхода масла-носителя, а также требующихся катализаторов в большинстве случаев делают получение топлива или горючего экономически невыгодным.
В документе US 2007/0261996 А1 показан способ крекинга биомассы с применением масла-носителя, называемого контактным маслом. Масло-носитель имеет температуру начала кипения по меньшей мере 200°C, в указанном примере осуществления в качестве масла-носителя применяется обычное тяжелое масло. В качестве биогенного сырья в этом способе крекинга можно использовать любую содержащую сахара биомассу, например древесину или солому, с влагосодержанием до 30 вес.%. Перед контактом с маслом-носителем биомассу нагревают до температуры от 40°C и до максимум 150°C, и она поступает подогретой в реакционную камеру. В реакционной камере биомасса контактирует с находящимся в ней горячим маслом-носителем и расщепляется при реакционных температурах от 200 до 600°C. Продукты реакции на последующем этапе обработки разделяют на низкокипящую и высоко-кипящую фракции, причем высококипящую фракцию, по меньшей мере, частично снова используют как масло-носитель.
Недостатком этого способа крекинга является то, что влажная биомасса контактирует с маслом-носителем прямо в реакционной камере. При этом не проводится предварительной сушки или предварительного контакта биомассы с подогретым маслом-носителем вне реакционной камеры, чтобы как можно щадяще снизить влагосодержание биомассы, и не предусмотрено определение влагосодержания биомассы перед подачей в реакционную камеру. Содержащаяся в биомассе влага приводит в реакционной камере к нежелательному повышенному образованию водяного пара и тем самым к снижению выхода продукта или снижению качества продукта.
Кроме того, в этом способе крекинга предусмотрено добавление в реакционную фазу твердых катализаторов, например катализатора - молекулярного сита. При этом повышаются производственные расходы по сравнению со способом крекинга без катализатора.
Поэтому задачей настоящего изобретения является указать способ получения топлива или горючего термическим крекингом тяжелого масла в присутствии влажной, содержащей углеводороды биомассы, который устраняет описанные недостатки уровня техники и с которым можно достичь максимально высокого содержания короткоцепочечных углеводородов в продуктах расщепления.
Эта задача решена способом получения топлива или горючего согласно ограничительной части п. 1 с признаками отличительной части п. 1 формулы изобретения. Зависимые пункты относятся к дальнейшим выгодным вариантам осуществления изобретения.
Способ согласно изобретению представляет собой способ получения топлива или горючего путем термического крекинга тяжелого масла в присутствии влажной, содержащей углеводороды биомассы, согласно которому тяжелое масло нагревают до температуры пиролиза содержащий углеводороды биомассы, причем образуется топливо или горючее, которое удаляют из нагретого тяжелого масла и затем конденсируют, причем применяется содержащая углеводороды биомасса, влагосодержание которой составляет максимум 1,0 вес.%, в расчете на биомассу.
В качестве тяжелого масла могут использоваться, например, минеральные масла, в частности высо-кокипящий остаток перегонки с процесса нефтепереработки, могут также применяться растительные или животные жиры и масла, чистосортные или в смесях. Такие тяжелые масла начинают кипеть предпочтительно только при температурах выше 250°C.
В способе получения по изобретению допустимо также использовать в качестве тяжелых масел отходы или побочные продукты переработки растительных масел, например Palm Fatty Acid Distillate (PFAD, жирная кислота пальмового масла (дистиллят)).
В качестве углеводородсодержащей биомассы можно использовать как целлюлозосодержащие биогенные материалы, например древесину, солому, клетчатку или косточки плодов, так и биогенный материал, который не содержит целлюлозы, например остатки водорослей, костяная или животная мука или осветленный ил. Равным образом, согласно изобретению можно в качестве содержащий углеводороды биомассы использовать остатки от выжимки при производстве растительных масел, например рапсовый
жмых.
Предпочтительно, когда содержащая углеводороды биомасса имеет как можно более низкое содержание азота. Это предотвращает внесение N2 в фазу горючего.
Сушка содержащей углеводороды биомассы, чтобы гарантировать влагосодержание максимум 1,0 вес.%, в расчете на биомассу, проводится известными способами сушки. Для этого влагосодержание биомассы определяется перед и после сушки. Для сушки биомассы предпочтительны температуры от 80 до 200°C, в частности температуры около 150°C.
В одном предпочтительном варианте осуществления способа согласно изобретению используется содержащая углеводороды биомасса, влагосодержание которой составляет максимум 0,5 вес.%, в расчете на биомассу.
Целесообразно, если в способе согласно изобретению биомасса содержится в тяжелом масле в доле до максимум 30 вес.%, в расчете на полную массу.
В одном варианте способа по изобретению содержание биомассы в тяжелом масле составляет максимум 20 вес.%, в расчете на полную массу.
В следующем варианте способа согласно изобретению биомасса содержится в тяжелом масле в доле менее 5 вес.%, в расчете на полную массу.
Содержание биомассы в тяжелом масле составляет по меньшей мере 0,001 вес.%, в расчете на полную массу.
Неожиданно было установлено, что в способе согласно изобретению уже малая доля биомассы в тяжелом масле ведет к крекингу тяжелого масла. Большие количества дешевых отходов или остатков с перегонки нефти, которые иначе должны были утилизоваться с большими затратами, могут тем самым применяться в качестве тяжелых масел для получения топлива или горючего с использованием сравнительно малого количества биомассы. Таким образом, способ согласно изобретению предлагает дополнительные преимущества по сравнению со способами термического крекинга, известными из уровня техники, целью которых является расщепить или преобразовать как можно более высокую долю биомассы.
Предпочтительно согласно способу тяжелое масло нагревают до температуры от 250 до 450°C.
Особенно выгодно в способе согласно изобретению нагревать тяжелое масло до температуры от
320 до 400°C.
Один вариант изобретения предусматривает, что в способе в качестве тяжелого масла используется остаток от перегонки нефти, в частности вакуумный газойль.
Неожиданно было установлено, что при применении остаточных масел или тяжелых фракций с нефтеперегонки, в частности вакуумного газойля (VGO), пиролизуется не только биомасса, но также, по меньшей мере, частично расщепляется тяжелое масло с образованием короткоцепочечных углеводородов, и что, таким образом, можно получить дополнительную добавочную стоимость для способа в целом.
Этот VGO является остаточным нефтепродуктом, который скапливается при перегонке нефти как кубовый продукт. Обычно VGO применяется как загружаемый материал для реактора крекинга (термического или каталитического крекинга), чтобы получить в результате короткоцепочечные углеводороды. При термическом крекинге, в зависимости от способа, требуются температуры до 800°C или давления до 5 бар, чтобы расщепить остаточные нефтепродукты. В сравнении с этим, при каталитическом крекинге используются температуры катализатора до 550°C и требуется реактивация катализатора.
Предпочтительно в описываемом здесь способе согласно изобретению требуются более мягкие по сравнению с обычными процессами крекинга условия реакции, необходимые для расщепления VGO: температура в реакторе примерно 350°C и нормальное давление. Оказалось, что в способе согласно изобретению VGO расщепляется на короткоцепочечные углеводороды уже при существенно более низких температурах, чем это имеет место при обычном термическом крекинге. Это указывает на то, что введение биомассы снижает температуру крекинга VGO.
Особенно выгодно применять в способе получения согласно изобретению содержащую углеводороды биомассу, влагосодержание которое устанавливается сушкой в нагретом тяжелом масле, предпочтительно вакуумном газойле.
В результате сушки влажной биомассы в нагретом тяжелом масле влагосодержание биомассы с выгодой умеренно снижается, и биомасса уже контактирует с тяжелым маслом. Сушка пропитанной тяжелым маслом биомассы проводится при температурах от примерно 150 до максимум 200°C. Влага, выходящая при этом из биомассы, собирается, например, в конденсаторе и отделяется. Затем пропитанная тяжелым маслом биомасса нагревается дальше или приводится в контакт с кипящим тяжелым маслом, и тяжелое масло крекируется в присутствии биомассы.
В следующем варианте осуществления способа согласно изобретению биомасса после сушки отделяется в процессе разделения от избыточного тяжелого масла, причем биомасса содержится в тяжелом масле в доле выше 15 вес.%, предпочтительно выше 25 вес.%, в расчете на полную массу.
В результате процесса разделения для отделения избыточного тяжелого масла предотвращается, что после сушки слишком высокая доля тяжелого масла попадет вместе с биомассой на следующие технологические этапы, которые работают при более высоких температурах, чем температура сушки и из-за поступающего тяжелого масла будут охлаждаться слишком сильно. В качестве способа разделения для
отделения фракции избыточного тяжелого масла от биомассы предусмотрены, например, способы механического разделения, в частности, седиментация или центрифугирование, фильтрация или прессование.
Дополнительные отличительные признаки изобретения выявляются из следующего описания примеров осуществления, проводимого с обращением к чертежам, на которых показано:
фиг. 1 - сильно упрощенная иллюстрация технологической схемы первой предпочтительной формы осуществления способа согласно изобретению;
фиг. 2 - сильно упрощенная иллюстрация технологической схемы второй предпочтительной формы осуществления способа согласно изобретению;
фиг. 3 - график влияния влагосодержания биомассы на долю крекированного рафинированного тяжелого масла согласно примеру 1;
фиг. 4 - график влияния влагосодержания биомассы на долю крекированного вакуумного газойля согласно примеру 2.
Способ согласно изобретению может проводиться в установке, которая в сильном упрощении показана на фиг. 1.
Как видно из фиг. 1, установка содержит в основном сушилку TR1, реактор R1 и конденсатор K. В сушилке TR1 биомасса BM1 подсушивается при температурах примерно от 110 до 200°C и в результате перемешивания контактирует с тяжелым маслом SOE1. Биомасса BM1 и тяжелое масло SOE1 могут подаваться в сушилку TR1 также и вместе. Влага FBM, выходящая при этом из биомассы, собирается, например, в отдельном конденсаторе, который на фиг. 1 не показан.
Реактор R1 состоит из обогреваемого смесительного резервуара, в котором высушенная биомасса BM2 распределяется в тяжелом масле SOE1 при температурах от 250 до 450°C и затем преобразуется в продукты. Тяжелое масло SOE1 может также подводиться к реактору R1 напрямую. Сушилка TR1 и реактор R1 выполнены с установкой инертизации, которая благодаря удержанию небольшого избыточного давления, например 35 мбар, предотвращает вход кислорода в установку. Образующееся при крекинге твердое вещество FS, а также избыток тяжелого масла SOE2 выводятся из реактора R1 и затем подаются на установку очистки, которая не показана. Прочие продукты поступают в конденсатор K. Там конденсирующиеся компоненты конденсируются и разделяются на содержащие масло фазы продукта P1 и Р2 и содержащую воду фазу продукта Р3. Кроме того, из конденсатора K выходит газовая фаза GP1.
Первая предпочтительная форма осуществления способа по изобретению реализуется следующим образом: реактор R1 и сушилку TR1 наполняют тяжелым маслом SOE1, например вакуумным газойлем (VGO), и нагревают. Реактор R1 нагревают до температуры 320-400°C, а сушилку до 150°C. В качестве биомассы BM1 используется предварительно высушенная древесная стружка с исходной влажностью около 10 вес.%. Эта биомасса непрерывно вводится из сборного резервуара в наполненную VGO сушилку TR1. Биомасса в сушилке TR1 распределяется смесителем в VGO, при этом вытесняется физически связанная в биомассе вода. Эта предварительная сушка в сушилке TR1 до влагосодержания максимум 1 вес.%, в расчете на биомассу, необходима, чтобы снизить долю вводимой в реактор R1 воды. Тем самым снижается доля некрекированного тяжелого масла в реакторе R1, которое иначе поднимающимся паром будет заноситься в фазу продуктового масла, что нежелательно. В результате сушки биомассы в сушилке TR1 предпочтительно снижается также количество скапливающихся возвращаемых потоков для последующей переработки.
После сушки биомассы BM2 она проводится в реактор R1, в котором происходит собственно крекинг тяжелого масла (VGO) и, параллельно этому, жидкофазный пиролиз. В реакторе устанавливаются, например, температуры от 320 до 400°C при нормальном давлении.
В результате подачи биомассы в реакторе R1 протекают два процесса. При этом часть использующегося тяжелого масла VGO расщепляется под каталитическим действием биомассы на продукты, конденсирующиеся напрямую (алкены), которые представляют собой собственно фазу продуктового масла этого способа. Введенная высушенная биомасса BM1 подвергается жидкофазному пиролизу и при этом превращается в пиролизный газ, пиролизный уголь и пиролизное масло. Образующиеся в реакторе продуктовые газы направляют в конденсатор K, и часть напрямую сжижающихся компонентов конденсируется. Накапливающаяся конденсированная смесь отделяется в сепараторе жидкость-жидкость от образующегося пиролизного масла (водосодержащего) и затем направляется на ректификацию для отделения некрекированного тяжелого масла. Дополнительно извлеченное тяжелое масло затем снова возвращается в реактор.
С увеличением продолжительности работы в тяжелом масле SOE2 накапливаются образующиеся при пиролизе твердые вещества FS в виде угля, которые должны быть отделены методом разделения жидкой и твердой фаз от тяжелого масла SOE2. Эти твердые вещества FS можно по окончании разделения или освободить экстракцией от связанного с ними тяжелого масла, или напрямую вместе с приставшим тяжелым маслом (при содержании тяжелого масла около 50%) утилизовать термически.
Фиг. 2 очень упрощенно показывает вторую предпочтительную форму осуществления способа согласно изобретению для непрерывного получения топлива или горючего. При этом биомасса BM1 измельчается в установке предварительной механической/термической обработки MTV, например, в одной или нескольких дробилках, до частиц объемом меньше 125 мм3. Уже при механическом измельчении в
установке предварительной обработки MTV можно, кроме того, снизить исходную влажность биомассы до влагосодержания FBM, или же обработать ее в следующей термосушилке. Для этого влага FBM, содержащаяся в биомассе, отводится, например, в водоотделитель.
Затем измельченная биомасса контактирует в сушилке TR1 с предварительно нагретым тяжелым маслом SOE1 и сушится при температурах от 110 до 200°C. Сушилка TR1 для интенсивного контакта биомассы и тяжелого масла содержит перемешивающее и, при необходимости, также транспортирующее устройство. В сушилке TR1 биомасса подогревается посредством интенсивного контакта и сушится до содержания влаги максимум 1,0 вес.%, в расчете на биомассу. Конденсированная часть влаги из биомассы FBM отводится из сушилки TR1 и также собирается в водоотделителе.
Обработанная таким образом биомасса BM2 подается на следующий этап обработки SEP1, на котором проводится механическое обезжиривание биомассы, и избыточное тяжелое масло SOE1 снова отделяется и возвращается в сушилку TR1. Доля биомассы BM2 в тяжелом масле SOE1 устанавливается при этом предпочтительно выше 25 вес.%, в расчете на полную массу. Этим достигается, что в следующий далее реакторный блок R1 попадает как можно более низкая доля тяжелого масла SOE1 с температурой максимум 200°C и не произойдет слишком сильного его охлаждения. В зависимости от требований или состава используемой биомассы, на этапе обработки SEP1 могут использоваться, например, сита, шнеко-вые экструдеры или декантаторы для отделения избыточного тяжелого масла от биомассы. Кроме того, температура исходных продуктов на этапе обработки SEP1 удерживается на уровне от 110 до 200°C.
Высушенная биомасса BM2 вводится в реакторный блок R1, в котором устанавливаются следующие реакционные условия: температуры от 250 до 450°C при давлениях от 0,1 до 80 бар, предпочтительно при избытке давления относительно атмосферного менее 100 мбар. Из соображений безопасности реакторный блок снабжен устройством инертизации и находится в атмосфере инертного защитного газа. Реакторный блок R1 содержит реактор с соответствующими выпускными отверстиями для выпуска пара и для отвода жидких продуктовых фаз, а также по меньшей мере одно устройство перемешивания и/или диспергирования. Кроме того, предусмотрены нагревательные устройства.
Парообразный продукт, отбираемый сверху реактора R1, поступает в конденсатор K. Для конденсации паровой фазы конденсатор K может быть выполнен также многоступенчатым и рассчитан на температуры конденсации от 450 до примерно 30°C. Конденсатор K может быть выполнен, например, как ко-жухотрубный теплообменник или как устройство распылительного охлаждения и служит для отделения жидких продуктовых фаз от неконденсирующихся газов, которые выводятся из процесса как газовая фаза GP1.
В установке разделения SEP2 жидкие продуктовые фазы разделяются на разные фракции в соответствии с их плотностями с помощью, например, центробежных и/или гравитационных сепараторов. Кроме того, фракции могут быть разделены на гидрофильные, а также гидрофобные фазы. Получают несколько продуктовых фаз P1, P2, P3, причем, например, Р3 означает обогащенную водой фазу. Обогащенные маслом продуктовые фазы P1, P2 могут использоваться, в зависимости от их состава, по меньшей мере, как исходные продукты для дальнейшего применения в качестве топлива или горючего.
В установке разделения SEP3 происходит отделение кубовых продуктов реакции крекинга из реактора R1. Твердые вещества FS, например, уголь, минеральная зола, а также неполностью прореагировавшую биомассу отделяют при рабочих температурах от 80 до 450°C от избыточной, высококипящей части тяжелого масла SOE2 и удаляют из процесса. Отделенное тяжелое масло SOE2 снова возвращают в реактор R1 и его можно снова крекировать в присутствии биомассы.
Пример 1.
В показанном здесь примере 1 применяются условия, приводимые далее.
Для изучения влияния влажности биомассы на экономически выгодный и эффективный крекинг высококипящего масла был проведен ряд опытов. В качестве тяжелого масла каждый раз использовалось высококипящее рафинированное минеральное масло с температурой начала кипения выше 400°C (при давлении 1 бар) и модальной величиной длины молекулы C36H74. В результате сушки биомассы до влагосодержания максимум 1,0 вес.% удалось достичь заметного повышения эффективности желаемого крекинга тяжелого масла на легкокипящие фракции.
Условия опытов:
Температура в реакторе: 350"С
Давление в реакторе: 10 мбар превышение давления над
атмосферным давлением
Тяжелое масло: Phi-Oil Katstart Gold 25
Биомасса: очищенная от коры еловая стружка,
предварительно обработанная до
разного содержания влаги на входе в
реактор
Экспериментальную установку при каждом опыте наполняли примерно 1600 г тяжелого масла, на
гревали до температуры 350°C и выдерживали 20 мин при этой температуре. При этом без добавления биомассы не удалось установить никакого образования продуктов расщепления в результате термического крекинга тяжелого масла. При каждом опыте в тяжелое масло, которое, кроме того, удерживалось на 350°C, постепенно, порциями примерно в 10 г в течение 2,5 ч добавляли биомассу, в сумме 270 г. При этом биомассу предварительно сушили так, чтобы она в каждом опыте имела разное влагосодержание.
Фиг. 3 обобщает результаты опытов и показывает в форме графика влияние влагосодержания биомассы на крекинг высококипящего рафинированного тяжелого масла. Долю крекированного тяжелого масла при этом определяли посредством разделения в газовом хроматографе и оценкой по данным масс-спектрометра. Влагосодержание, сниженное сушкой биомассы до максимум 1 вес.%, в расчете на биомассу, дало повышение выхода продуктов расщепления примерно на 30% по сравнению с опытами, на которых влагосодержание биомассы устанавливалось на уровне 2 вес.% или выше.
Пример 2.
Для изучения влияния предварительной обработки биомассы горячим тяжелым маслом был проведен ряд опытов с разной длительностью предварительной обработки биомассы. В качестве тяжелого масла использовался вакуумный газойль с температурой начала кипения примерно 375°C (при давлении 1 бар). В результате обработки биомассы до влагосодержания максимум 1 вес.%, в расчете на биомассу, удалось заметно повысить эффективность желаемого расщепления тяжелого масла до более легкокипя-щих фракций.
Условия опытов:
Температура в реакторе: 350"С
Давление в реакторе: 10 мбар превышение давления над
атмосферным давлением
Тяжелое масло: вакуумный газойль (VGO)
Биомасса: очищенная от коры еловая стружка,
предварительно обработанная до
разного содержания влаги на входе в
реактор
Экспериментальную установку при каждом опыте наполняли примерно 1300 г масла, нагревали до заданной температуры 350°C и выдерживали при этой температуре 20 мин. Без добавления биомассы в течение этого периода времени не удалось обнаружить никакого образования продуктов в результате термического крекинга тяжелого масла. Затем в каждом опыте постепенно, порциями примерно в 10 г, в течение 2,5 ч добавляли биомассу, всего 270 г. Кроме того, в продолжение этого опыта тяжелое масло удерживали на температуре 350°C. При этом добавляемую биомассу сначала обрабатывали в тяжелом масле VGO при температуре примерно 150°C таким образом, чтобы она в каждом опыте имела разное влагосодержание. Перед добавлением в реактор биомассу механически, путем фильтрации, доводили до содержания твердых веществ выше 75 вес.%, в расчете на полную массу, и она, следовательно, присутствовала как остаток на фильтре.
Фиг. 4 обобщает результаты и показывает в форме графика влияние влагосодержания биомассы, предварительно обработанной в тяжелом масле VGO, на крекинг высококипящего рафинированного тяжелого масла VGO. При этом долю крекированного тяжелого масла снова определяли посредством разделения в газовом хроматографе и оценке по данным масс-спектрометра. Влагосодержание, сниженное сушкой биомассы в нагретом тяжелом масле до максимум 1 вес.%, в расчете на биомассу, также дало повышение выхода продуктов расщепления по сравнению с опытами, на которых влагосодержание биомассы устанавливалось на уровне 2 вес.% или выше.
Опыты как в примере 1, так и в примере 2 проводились без добавления катализатора. Исследования с добавлением известных из специальной литературы минеральных или силикатных катализаторов также обнаруживают такую же тенденцию, что при влагосодержании максимум 1 вес.%, в расчете на биомассу, конверсия в желаемые продукты расщепления была заметно выше, чем при более высокой влажности подаваемой биомасса. Обычно в результате добавления исследованных катализаторов достигнутый выход продуктов расщепления повышался очень слабо и был по существу таким же, как в сравнительных опытах без добавления катализатора.
Таким образом, в способе согласно изобретению для получения топлива или горючего можно с выгодой отказаться от применения минеральных или силикатных катализаторов.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ получения горючего путем термического крекинга тяжелого масла в присутствии влажной, содержащей углеводороды биомассы путем нагревания тяжелого масла до пиролиза содержащей углеводороды биомассы, с образованием соответственно горючего и топлива, которые удаляют из нагретого тяжелого масла и затем конденсируют, отличающийся тем, что используют углеводородсодержа-щую биомассу, которая подвергнута стадии сушки с получением влагосодержания максимум 1,0 вес.%, в расчете на биомассу.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что горючее является топливом.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что используют содержащую углеводороды биомассу, влагосодержание которой составляет максимум 0,5 вес.%.
4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что содержание биомассы в тяжелом масле составляет максимум 30 вес.%, в расчете на полную массу.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что содержание биомассы в тяжелом масле составляет максимум 20 вес.%, в расчете на полную массу.
6. Способ по п.4, отличающийся тем, что биомасса содержится в тяжелом масле в доле менее 5 вес.%, в расчете на полную массу.
7. Способ по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что тяжелое масло нагревают до температуры от
250 до 450°C.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что тяжелое масло нагревают до температуры от 320 до
400°C.
9. Способ по одному из пп.1-8, отличающийся тем, что в качестве тяжелого масла используют кубовый остаток от нефтеперегонки, в частности вакуумный газойль.
10. Способ по одному из пп.1-9, отличающийся тем, что используют содержащую углеводороды биомассу, влагосодержание которой устанавливается сушкой в нагретом тяжелом масле, предпочтительно в вакуумном газойле.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что биомассу после сушки отделяют от избыточного тяжелого масла путем процесса разделения и подают в тяжелое масло для термического крекинга в количестве более 15 вес.%, в расчете на полную массу.
12. Способ получения горючего путем термического крекинга тяжелого масла в присутствии влажной, содержащей углеводороды биомассы, с влагосодержанием максимум 1,0 вес.%, путем нагревания тяжелого масла до пиролиза содержащей углеводороды биомассы, с образованием соответственно горючего и топлива, которые удаляют из нагретого тяжелого масла и затем конденсируют, отличающийся тем, что
влагосодержание содержащей углеводороды биомассы, в частности вакуумного газойля, доводят до
максимум 1,0 вес.%, в расчете на биомассу,
биомассу отделяют от избыточного тяжелого масла путем процесса разделения после сушки, содержание биомассы в тяжелом масле в процессе термического крекинга составляет максимум
30 вес.%, в расчете на биомассу.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
023806
- 1 -
023806
- 1 -
023806
- 1 -
023806
- 1 -
023806
- 4 -
023806
- 7 -