CN111032830A - 用于生产柴油的方法 - Google Patents
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Abstract
一种制备用于催化解聚工艺的进料的方法,所述方法包括以下步骤:基于给料的一种或多种性质将所述给料分离成两种或更多种给料流,将所述两种或更多种给料流中的每一种引入到一个或多个加工容器中,在升高的温度条件下在所述加工容器中在催化剂存在下加工所述给料流,以产生两种或更多种中间给料流,和共混所述两种或更多种中间给料流以形成所述进料。
Description
技术领域
本发明涉及用于生产柴油的方法。特别地,本发明涉及使用连续催化解聚方法生产柴油的方法。
背景技术
从原油生产的烃燃料的替代来源已被寻找多年。使用催化解聚将烃废料转化成烃燃料已经被提出作为一种这样的替代方案。
在催化解聚工艺(CDP)中,使用热和催化剂将生物质和矿物基产物(例如塑料)转化成烃燃料,例如柴油。然而,现有的CDP技术的缺点在于所生产的柴油体积太小而不能实现该技术的商业化。此外,现有的CDP技术通常易于堵塞并倾向于小的定量给料速率,导致烃燃料生产的频繁中断。此外,竞争技术典型地需要使用显著升高的温度(大约大于450℃)和压力(典型地大于大气压),其维护昂贵并且需要使用专用设备。
例如,欧洲专利申请No.1798274描述了催化解聚工艺。在该文献中,由于加工容器中的反应时间慢,将低效率的泵引入到回路中以增加材料在反应室中的停留时间。通过增加在反应室中的停留时间,减少了由该工艺生产的烃燃料的体积,进而严重限制了该工艺在大规模水平上商业化的能力。
因此,如果可能提供允许以增加的速率连续生产烃燃料的催化解聚方法,则将是有利的。
应当清楚地理解,如果在此引用现有技术出版物,则该引用不构成承认该出版物在澳大利亚或任何其它国家形成本领域公知常识的一部分。
发明内容
本发明涉及催化解聚方法,其可以至少部分地克服至少一种上述缺点或为消费者提供有用或商业选择。
鉴于以上所述,在第一方面,本发明广泛地存在于一种制备用于催化解聚工艺的进料的方法中,所述方法包括以下步骤:基于给料的一种或多种性质将给料分离成两种或更多种给料流,将两种或更多种给料流中的每一种引入到一个或多个加工容器中,在升高的温度条件下在加工容器中在催化剂存在下加工给料流,以产生两种或更多种中间给料流,和共混两种或更多种中间给料流以形成进料。
给料可以是任何合适的形式。例如,给料可以包括生物质。在该方法中可以使用任何合适的生物质,例如植物物质(包括水果、蔬菜、豆类、谷物、草等)或动物物质。生物质还可以包括木材、纸、废物(例如甘蔗渣)等。可选地,给料可包括:煤(或由其衍生的产物),聚合物材料,如塑料、橡胶(合成和/或天然),或油(包括原油)和由油衍生的其它材料。在本发明的一些实施方案中,给料包括生物质和聚合物材料的混合物。给料可以是液体、固体或两者的组合。
给料的分离可以基于给料的任何合适的性质进行。例如,可以基于给料的颗粒尺寸、给料的密度等进行分离。更优选地,可以基于材料的类型分离给料。例如,在本发明的优选实施方案中,可以将给料分离成生物质给料流和聚合物材料给料流。如果需要,可以基于聚合物材料的类型将聚合物材料给料流进一步分离成给料流。
应当理解,其它给料流也可以由诸如动物产品给料流、木材给料流、橡胶给料流等的给料形成。
可以使用任何合适的技术将给料分离成给料流。例如,可以手动地或使用任何合适的分选装置机械地分离给料。在本发明的可选的实施方案中,给料可以从不同来源获得,这意味着给料可以被预分选成给料流。
在本发明的一些实施方案中,给料可以在分离成给料流之前经受尺寸减小工艺。然而,更优选地,给料流可以在被引入加工容器之前经受尺寸减小工艺。可以使用任何合适的尺寸减小技术进行尺寸减小工艺。例如,给料流可以是粉碎的、研磨的、切碎的、分解的、撕裂的等,或它们的任意组合。在本发明的一些实施例中,尺寸减小工艺包括一个或多个尺寸减小装置。尺寸减小装置可以是任何合适的形式,例如但不限于切碎机、研磨机、锤磨机、碎磨机等,或其任何合适的组合。
离开一个或多个尺寸减小装置的颗粒可以直接引入到一个或多个加工容器中。然而,更优选地,离开一个或多个尺寸减小容器的颗粒可以基于颗粒尺寸被分离,低于预设颗粒尺寸的颗粒被引入一个或多个加工容器或中间存储容器。大于预设颗粒的颗粒可以返回到尺寸减小装置,或者可以转移到第二尺寸减小装置,以便使第一尺寸减小装置中的再循环负载的累积(导致生产量的减小)最小化。
第二尺寸减小装置可以是任何合适的形式,并且可以包括切碎机、研磨机、锤磨机、碎磨机等,或其任何合适的组合。
可以使用任何合适的技术基于颗粒尺寸来分离颗粒。然而,优选地,颗粒经受筛分工艺,例如使用振动筛板、滚筒筛等。
引入加工容器中的给料流可以具有任何合适的颗粒尺寸。然而,设想可以将相对大的颗粒引入到加工容器中。因此,在本发明的一些实施方案中,引入加工容器的给料流的颗粒尺寸可以高达约20mm。更优选地,引入加工容器的给料流的颗粒尺寸可以高达约50mm。仍更优选地,引入加工容器的给料流的颗粒尺寸可以高达约200mm。甚至更优选地,引入加工容器的给料流的颗粒尺寸可以高达约500mm。最优选地,引入加工容器的给料流的颗粒尺寸可以高达约1000mm。在本发明的一个具体实施方案中,引入加工容器的给料流的颗粒尺寸可以为约20mm至约1000mm之间。
这种相对大的颗粒尺寸为本发明提供了许多优于现有技术的优点。首先,现有技术工艺通常要求给料的颗粒尺寸低于15mm(甚至低于5mm),这需要大量(和昂贵的)能量输入到尺寸减小装置中才能实现。另外,将给料减小到这种相对细的尺寸会产生粉尘,或者会从给料中释放出危险或有毒的物质,如果吸入或以其它方式摄入,就会对工人造成健康危险。此外,较细的颗粒会被吹走,导致给料损失以及可能的环境影响。最后,相对细的颗粒在储存期间可能易于自燃,导致安全问题。
在本发明的一些实施方案中,给料流可以在引入加工容器之前经受杂质去除工艺。可以除去任何合适的杂质,虽然设想的是待除去的杂质可以包括不能在加工容器中加工的任何材料。例如,杂质可包括无机材料,诸如但不限于金属、玻璃、岩石等。在本发明的一些实施例中,可以使用一个或多个磁体去除金属杂质。
给料流可以直接转移到加工容器中。可选地,可以提供两个或多个储存容器,其中两个或多个给料流在引入加工容器之前储存。可以使用任何合适的储存容器,例如一个或多个料斗、料仓、罐、料库等,或其任何合适的组合。可选地,给料流可以在引入加工容器之前以堆或墩的形式储存。
可以使用任何合适的技术将给料流引入加工容器。例如,可以手动转移给料流(诸如通过使用包括铲子等的手持设备,或诸如山猫机械(bobcats)、装载机、反铲等的运载工具,或其任何合适的组合。可选地,可以使用输送机、螺旋加料器、进料器(诸如振动进料器、挡板进料器等)或类似设备将给料流转移到加工容器中。
优选地,可以选择给料流以使得通过共混中间给料流产生进料来产生相对低硫的进料。
在本发明的优选实施方案中,可以将每种给料流引入其自身的加工容器或加工容器组。例如,可以将生物质给料流引入一个或多个生物质给料流加工容器,而可以将聚合物给料流引入一个或多个聚合物给料流加工容器。
设想在本发明的优选实施方案中,可以为每个给料流提供多于一个的加工容器。然而,并不同时使用每个加工容器。另外,不同的加工容器可以在不同的反应速率下操作,以便使生产基本上均质的进料所需的能量消耗最小化。
在本发明的一些实施方案中,可以将给料流连续引入加工容器。可选地,可以在“根据需要”的基础上(例如,当工艺内的中间给料流的储量相对较低并且需要新的中间给料流以维持工艺的连续操作时)将给料流引入加工容器。在其它实施方案中,可以以预设的时间间隔将给料流引入加工容器。可以以任何合适的时间间隔将给料流引入到加工容器中,并且应当理解,该时间间隔将取决于加工容器中给料流的加工时间、工艺和相关设备的生产能力和生产量、可用给料的量和类型。
本发明的一个目的是提供一种连续催化解聚工艺。为了实现这一点,通过本发明方法生产的进料应该理想地在所生产的进料的量和所生产的进料的性质(即溶解程度、残余固体材料的尺寸、均质程度等)两方面上基本一致,使得由进料生产的产品具有一致的质量。
设想可以通过为每个给料流提供多个加工容器来实现连续工艺。在本发明的该实施方案中,多个加工容器中的一个或多个可以用于不同加工阶段的给料流。例如,一个或多个加工容器可以含有准备用于共混的中间给料,一个或多个加工容器可以含有为形成中间给料加工到一定程度的给料流,并且一个或多个加工容器可以含有为形成中间给料开始加工的新鲜给料流。
因此,设想可以存在用于共混的两种或更多种中间给料材料中的每一种的连续流。更优选地,用于共混的每种中间给料材料与其它中间给料材料的体积比始终基本上恒定,以便形成一致质量的进料。
应当理解,每个给料流可能需要在加工容器中加工不同的时间段以形成中间给料材料。因此,设想可以将不同的给料流以不同的速率引入到加工容器中,以便提供传送到混合容器中的中间给料流的一致比率。例如,与在加工容器中需要较短加工(停留)时间的给料流相比,在加工容器中需要较长加工(停留)时间的给料流可以更经常或更大量地引入加工容器中。
在具体实例中,与包含生物质的给料流相比,包括聚合物材料的给料流可能需要在加工容器中更短的加工时间以形成中间给料流。结果,可以将较少量的聚合物材料给料流引入加工容器(或可以较不频繁地将给料流引入加工容器),以确保中间给料流的所需比率(或共混物)共混以形成进料。
加工容器可以是任何合适的尺寸、形状或构造,并且可以包括罐、反应器等。然而,优选地,加工容器是搅拌容器。加工容器可以具有任何合适的体积,尽管在本发明的优选实施方案中,加工容器可以各自具有高达10,000L的容量。更优选地,每个加工容器可以具有高达5000L的容量。还更优选地,每个加工容器可以具有高达2500L的容量。应当理解,加工容器的确切尺寸将取决于工艺所需的生产量和给料的可用性。因此,加工容器的尺寸可以根据这些因素变化,或者可以根据给料的可用性等向上或向下按比例缩放。
可以使用任何合适的技术,诸如一个或多个叶轮搅拌加工容器。然而,更优选地,可以使用再循环泵搅拌加工容器。在本发明的一些实施方案中,除了再循环泵之外,加工容器还可以具有一个或多个叶轮。应当理解,再循环泵的功能是从加工容器中提取材料,然后将其再引入到加工容器中以引起加工容器内材料的搅动。
可以使用任何合适的再循环泵,尽管在本发明的优选实施例中,再循环泵可以包括在线混合器。再循环泵可从加工容器内的任何合适位置提取材料,尽管在优选实施例中,再循环泵可从加工容器的下部区域提取材料并将提取的材料再引入加工容器的上部区域。以这种方式,浮到加工容器顶部的相对细的轻质材料可以向下抽至加工容器中并从其底部提取,从而产生相对均质的中间给料流。
可以使用任何合适的技术将给料流引入加工容器。然而,优选地,可以通过再循环泵将给料流引入到加工容器中。给料流可以经与再循环泵连通的管道通过吹送或输送而引入到加工容器中。可选地,可以在文丘里效应下将给料流引入到加工容器中,由此将给料流夹带在通过再循环泵循环的流中。
在本发明的可选的实施方案中,可以不需要在将给料流引入加工容器之前的尺寸减小工艺。在本发明的该实施方案中,设想可以将给料流直接提供给加工容器。在该实施方案中,给料可以以湿形式(即在淤浆中)或作为干进料提供。给料可以以任何合适的颗粒尺寸提供。例如,给料可以以大约20mm至大约1000mm之间的颗粒尺寸提供,尽管设想可以将大于该颗粒尺寸的颗粒提供给加工容器。然而,更优选地,可以采用一些尺寸减小。在本发明的优选实施方案中,给料中的颗粒尺寸可以至多约300mm、更优选至多约200mm、还更优选至多约100mm。
在一些实施方案中,给料可以在被引入加工容器之前被分选成两种或更多种给料流。在本说明书的前面已经描述了合适的分选工艺。在本发明的可选的实施方案中,可以将给料分离成含有相对高硫含量材料的第一给料流和含有相对低硫含量材料的第二给料流。然后可以将第一和第二给料流中的每一种引入到不同的加工容器中。
可选地,可以将给料直接引入加工容器,使得给料成为引入加工容器的单一给料流。
因此,在第二方面,本发明广泛地存在于制备用于催化解聚工艺的进料的方法中,该方法包括以下步骤:将给料流引入到加工容器中,在由离子液体或离子液体的混合物组成的加工容器中的介质的存在下加工给料流以生产进料。
应当理解,加工容器的目的是分解或溶解给料材料,使得在加工容器中产生的中间给料材料主要是液体(具有残余固体颗粒)。这可以通过多种方式实现。首先,如前所述,再循环泵可以包括在线混合器,并且设想在线混合器可以在给料流通过其循环时有助于给料流的颗粒尺寸减小。此外,在线混合器可有助于提高给料流中固体材料尺寸减小的速度。
可选地,加工容器可以是重力分离容器或浮选室的形式。在本发明的该实施方案中,设想可以将给料引入加工容器中,优选在气体(例如但不限于氮气、氧气、空气等)存在下引入。在本发明的一个实施方案中,气体可以以多个气泡的形式提供。
设想在该实施方案中,给料的一些组分(诸如聚合物材料)可以溶解在加工容器中的介质内。相反,相对重的致密的给料组分(诸如金属组分)可在加工容器内沉淀或沉降。在一个实施方案中,沉淀或沉降的材料可以是金属淤渣的形式。
优选地,给料可以保留在加工容器内直到给料中的所有可溶解组分已经溶解到加工容器内的介质中。然后可以从加工容器中除去介质和金属淤渣并进行处理。
设想给料的溶解组分可以用于生产柴油,之后也将在说明书中讨论。另一方面,设想可以从任何残余介质(其可以返回到加工容器)中分离给料的沉淀或沉降组分,并且可以使用任何合适的金属回收技术或工艺处理金属淤渣。
虽然可以以所述方式处理任何合适的给料,但是设想在本发明的一个实施方案中,给料包括聚合物材料和金属材料(包括金属、焊料等)的混合物。这种材料的一个例子可以包括印刷电路板(PCB)。
在本发明的一些实施方案中,可以实现或增强给料的分解或溶解,使得通过在升高的温度下操作加工容器,在加工容器中生产的中间给料主要是液体。可以使用任何升高的温度,尽管设想升高的温度可以基于升高的温度使得给料流中的固体颗粒更脆或者在加工容器中易于尺寸减小(或溶解)来选择。可以使用任何合适的升高的温度,尽管在本发明的优选实施方案中,升高的温度可以为约60℃至约500℃。更优选地,升高的温度可以为约70℃至约350℃。仍更优选地,升高的温度可以为约80℃至约230℃。还更优选地,升高的温度可以为约90℃至约180℃。甚至更优选地,升高的温度可以为约100℃至约140℃。最优选地,升高的温度可以为约110℃。
此外,设想如果存在于给料流中,液体(特别是水)可以在加工容器中从给料流中除去。由于加工容器中的升高的温度,水可以通过蒸发除去。设想水可以通过一个或多个排气口、柱、烟道等排出而从加工容器中除去。水可以在离开加工容器时收集,或者可以作为蒸汽释放到大气中。
可以使用任何合适的技术将加工容器保持在升高的温度下。例如,可以使用一个或多个热源(诸如燃烧器、热探针等)将加工容器保持在升高的温度下。可选地,可以在介质存在下将给料流引入到加工容器中。在本发明的一些实施例中,介质可以被加热到升高的温度。在本发明的其它实施例中,加工容器可设有加热和/或冷却系统。可以使用任何合适的系统,尽管在本发明的特定实施方案中,设想加工容器可以至少部分地被夹套包围,加热和/或冷却流体可以通过该夹套循环,以便控制加工容器内的温度。可选地,加热和/或冷却流体可以通过位于加工容器内的一个或多个管道或夹套循环,以便控制其中的温度。这种热交换也可导致该方法内能量效率的提高。优选地,加热和/或冷却流体确保加工容器保持在基本恒定的温度,从而在加工容器内保持发生反应的最佳环境。
在本发明的可选的实施方案中,可以使用一个或多个热源将加工容器内的温度初始地升高到升高的温度。然而,设想加工容器内的反应可以是放热的。因此,在本发明的该实施方案中,容器内的反应可足以基本上保持加工容器内的升高的温度。可选地,如果加工容器内的放热反应本身不产生足够的热量来维持升高的温度,则会周期性地需要热源来维持加工容器内的升高的温度。
在加工容器中可以使用任何合适的介质。然而,优选地,介质可以是液体。更优选地,介质可以是油。在本发明的具体实施方案中,介质可以是载体油。优选地,该油能够在低于约400℃的温度下操作而基本上不降解,以便充当热传递剂,并且还最小化在该工艺内油的消耗,特别是如果该油具有相对高的硫含量。
可以使用任何合适的载体油,例如但不限于矿物油,植物油(菜籽油、向日葵油、蓖麻油等),坚果油等,或其组合。在本发明的其它实施方案中,载体油可以包括石油,例如燃料油、柴油、生物柴油等,或其任何合适的组合。
在本发明的一些实施方案中,载体油可以帮助溶解给料流中的固体材料以形成中间给料流。在本发明的其它实施方案中,可以向载体油中加入一种或多种溶剂以帮助溶解给料流中的固体材料。可以使用任何合适的溶剂,尽管在本发明的优选实施方案中,溶剂可以包括甲基咪唑鎓和/或吡啶鎓离子。因此,在本发明的一些实施方案中,催化剂还可以充当溶剂。
在本发明的可选的实施方案中,加工容器内的介质可以由一种或多种离子液体组成。在该实施方案中,一种或多种离子液体还可以包含催化剂。可以使用任何合适的离子液体,尽管设想离子液体可以包含液体有机盐。离子液体可优选包括甲基咪唑鎓和/或吡啶鎓离子。合适的离子液体的一个具体实例可以是1-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物。设想离子液体也可用作溶剂。因此,在本发明的具体实施方案中,设想离子液体(或离子液体的混合物)可以包含加工容器内的全部介质,并且可以用作溶剂和催化剂。
使用离子液体(或离子液体的混合物)作为加工容器中的介质有许多优点。例如,离子液体没有蒸气压,无污染并且没有气味。离子液体在该工艺中是可再循环的,使得该工艺既成本有效又废物产生少。该工艺是非破坏性的,并且与现有技术工艺相比具有相对低的能量使用。最后,使用离子液体(或离子液体的混合物)作为加工容器中的介质的显著优点是由于以这种方式产生的中间给料流基本上不含固体(除了不可避免的痕量之外)而减少了工厂内管道系统中的堵塞。因此,提高了设备的可靠性和使用寿命,同时减少了由于维护引起的停机时间。
在本发明的另一个实施方案中,通过在从加工容器中提取给料的点和/或将再循环的给料重新引入加工容器的点处或附近添加一个或多个尺寸减小构件,可以进一步减小给料流中的固体材料的尺寸。可以提供任何合适的尺寸减小构件,诸如一个或多个刀片、齿、格栅、粉碎机等,或其任何合适的组合。设想使用在线混合器使给料再循环可以用足够的力将加工容器中的固体材料抽入或通过尺寸减小构件,以便在冲击时引起固体材料的破裂或分解。实际上,设想使用在线混合器可在加工容器内产生涡流并有助于形成基本上均质的中间给料流。
加工容器可以是开放容器或者可以是封闭容器。在本发明的优选实施方案中,加工容器是封闭容器。更优选地,加工容器适于基本上阻止某些气体进入加工容器。具体地,加工容器可适于基本上阻止氧气进入加工容器。
应当理解,由于中间给料流可以至少部分地包含生物柴油或类似的挥发性物质,则氧气与中间给料流的混合是不希望的。这些物质与氧气的混合可能导致火灾或爆炸。
根据前述内容,加工容器可设有气锁组件,该气锁组件适于基本上阻止氧气进入加工容器。包括一个或多个阀(例如双闸阀)的任何合适的气锁组件可以是被需要的,通过其将给料流添加到加工容器中。加工容器可设置有惰性气氛(例如,通过使用惰性气体,诸如但不限于氮气)。在本发明的这一实施方案中,加工容器内的压力可以升高到大于大气压,以便最小化或阻止气体流入加工容器。
如前所述,给料流在加工容器中的加工在催化剂存在下进行。可以使用任何合适的催化剂,并且设想催化剂可以是液体催化剂、固体催化剂或两者的组合。固体催化剂可以是任何合适的形式,尽管设想催化剂可以包括粉末。优选地,固体催化剂可以包含强碱,诸如(但不限于)氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠等,或其任何合适的组合。可选地,固体催化剂可以是硅基催化剂或硅铝酸盐,诸如沸石。
在本发明的实施方案中,其中催化剂包含液体,优选的是液体催化剂至少部分包含离子液体。可以使用任何合适的离子液体,尽管设想离子液体可以包括甲基咪唑鎓和/或吡啶鎓离子。设想离子液体也可用作溶剂。
离子液体催化剂优选单独加入。可选地,离子液体可以在引入加工容器之前与另一种液体混合。任何合适的液体可以与离子液体混合,尽管在本发明的优选实施方案中,离子液体可以与烃液体混合,烃液体例如但不限于柴油或生物柴油。烃液体和离子液体可以以任何合适的比例混合,并且烃液体可以占混合物的1%至99%,而离子液体可以占混合物的1%至99%。
应当理解,加入到加工容器中的催化剂的量可以取决于许多因素,包括给料流中材料的类型、给料和/或加工容器的体积、催化剂的类型、加工容器的温度等。
还应当理解,催化剂的目的可以是通过解聚而溶解给料流中的固体材料。设想催化反应可以不在加工容器中发生,但可以在加工进料以形成柴油的过程中发生。相反,将催化剂添加到加工容器中的目的可以是确保产生基本上均质的进料,使得加工进料以形成柴油可以是相对快速的反应。
在本发明的一些实施方案中,可以向加工容器中加入pH调节物质。设想加工容器中较高的、更碱性的pH可以增加固体材料在给料流中的溶解度,使得在本发明的优选实施方案中,pH调节物质可以是pH升高物质。可以使用任何合适的pH升高物质,尽管在本发明的优选实施方案中,pH升高物质可以是石灰。
加工容器中材料的pH可以升高到任何合适的pH。例如,加工容器中的pH可优选大于7。更优选地,加工容器中的pH可以大于8。仍更优选地,加工容器中的pH可以大于9。甚至更优选地,加工容器中的pH可以大于10。然而,应当注意,只要pH保持在8至12的范围内,加工容器中的精确的pH并不是关键的。
可以使用任何合适的技术将催化剂和/或pH调节物质加入到加工容器中。例如,催化剂和/或pH调节物质可以与给料流一起加入到加工容器中,或者直接加入到加工容器本身中。然而,更优选地,催化剂和/或pH调节物质可以加入到通过再循环泵循环的流中。这样,设想催化剂和/或pH调节物质可以在再循环流重新进入加工容器时很好地混合到再循环流中,从而有助于形成均质的中间给料流。这与将新的给料添加到已经在加工容器中进行加工的材料中的现有技术形成鲜明对比。在现有技术中没有方法将试剂精确地以剂量地加入载体油或将试剂均质地分散在混合物中。由于通过改进的混合产生的试剂和给料之间改进的接触,本发明中均质进料的形成优选地增加了反应速率(并减少了停留时间)。
催化剂和/或pH调节物质可以在任何合适的点加入到再循环流中。然而,优选的是催化剂和/或pH调节物质可以在加工容器的出口和再循环泵的入口之间的点处加入到再循环流中。催化剂和/或pH调节物质可以以任何合适的方式加入(例如,通过注射等)。可选地,催化剂和/或pH调节物质可通过文丘里管组件或类似物抽入再循环流中。因此,在本发明的优选实施方案中,催化剂和/或pH调节物质可以储存在料斗、罐或进料器中,并且催化剂和/或pH调节物质可以通过文丘里管组件从料斗、罐或进料器抽入到再循环流中。
在本发明的实施方案中,其中介质由离子液体(或离子液体的混合物)组成,设想可以为每个给料流提供多个加工容器。优选地,每个给料流的多个加工容器串联操作。这意味着给料流进入第一加工容器并在其中进行处理。将一部分给料溶解或消解在离子液体中,在一段时间之后将离子液体从加工容器中取出用于进一步处理。类似地,无机物质(包括给料流的金属组分)可以在加工容器的底部沉淀或沉降。
设想可以使用任何合适的方法(即通过离子液体的蒸发,通过过滤等)将沉淀或沉降的金属组分与任何残余有机液体分离。优选地,分离的残余离子液体可以返回到加工容器。
在本发明的该实施方案中,设想存在于给料流中(或通过给料流在加工容器中的溶解或消解产生)的烃化合物的至少一部分可以在加工容器内蒸发。在本发明的优选实施方案中,来自第一加工容器的蒸发的烃可以转移到第二加工容器用于进一步处理。
在本发明的优选实施方案中,第二加工容器可以包含离子液体(或离子液体的混合物),其密度小于第一加工容器中的离子液体(或离子液体的混合物)的密度。这样,进入第二加工容器的烃流中夹带的在第一加工容器中确实沉淀或沉降的任何无机材料(例如金属物质)可以在第二加工容器中沉淀或沉降。具体地,设想密度小于第一加工容器中离子液体的密度但大于第二加工容器中离子液体的密度的材料将在第二加工容器中沉淀或沉降。
在本发明的一些实施方案中,离开第一加工容器的蒸发烃料流可以在进入第二加工容器之前冷凝。蒸发的烃流可以使用任何合适的技术冷凝,例如但不限于使用一个或多个冷凝器。
可以串联提供任何合适数目的加工容器,并且应当理解,加工容器的确切数目可以取决于许多因素,包括:给料流的组成、加工容器的体积、在每个加工容器中处理给料流的时长、所使用的离子液体的类型、各加工容器中离子液体的密度等。
中间给料流可以在任何合适的时间共混。例如,可以连续共混来自每个加工容器的中间给料流。然而,更优选地,当来自特定加工容器的中间给料流形成基本上均质的混合物时,将其共混。
根据上述内容,设想每个单独的加工容器(或串联操作的加工容器组)可以间歇操作。也就是说,给料流可以保留在加工容器中,在那里它保留直到它变成基本上均质的混合物(在一些实施方案中,例如,具有尺寸小于1mm的固体颗粒),之后它被共混以形成进料。中间给料流的共混可以以任何合适的方式进行。例如,一旦引入反应容器,中间给料流可以共混以形成进料。可选地,可以将中间给料流在通向反应容器的管中混合在一起,使得共混的进料引入到反应容器中。
在本发明的其它实施方案中,可以将中间给料流引入中间容器以在引入反应容器之前共混。可以提供任何合适的中间容器,尽管在本发明的优选实施方案中,中间容器包括混合容器。设想中间给料流可以在混合容器中混合在一起以形成进料。进料的连续流可以从混合容器转移到发生催化解聚过程的反应容器中。设想进料将具有基本上一致的质量,以便于柴油的相对大量生产。然而,如前所述,设想可以为每个给料流提供多个加工容器,并且该加工可以在这些加工容器中处于不同的完成阶段。因此,设想可以从与每个给料流相连的多个加工容器中连续引入中间给料流。
可以使用任何合适的技术将中间给料流引入混合容器。然而,优选使用再循环泵将中间给料流从加工容器转移到混合容器。在本发明的该实施方案中,设想可以在再循环材料循环通过的管道上提供阀,并且阀的致动可以将中间给料流转移到混合容器而不是将其再循环到加工容器。
优选地,中间给料流包含约10%至50%的固体。更优选地,中间给料流包含约20%至40%的固体。仍更优选地,中间给料流包含约25%至35%的固体。最优选地,中间给料流包含约30%固体。
在本发明的优选实施方案中,中间给料流中的固体不大于约10mm。更优选地,中间给料流中的固体不大于约5mm。仍更优选地,中间给料流中的固体不大于约2.5mm。最优选地,中间给料流中的固体不大于约1mm。
在本发明的其它实施方案中,中间给料流可以基本上不含固体(除了不可避免的痕量固体之外)。
混合容器可以是任何合适的形式。然而,在本发明的优选实施方案中,混合容器在许多方面类似于加工容器。具体地,设想混合容器可被搅拌。混合容器可以具有任何合适的体积,尽管在本发明的优选实施方案中,混合容器可以具有高达20,000L的容量。更优选地,混合容器可以具有高达10,000L的容量。仍更优选地,混合容器可以具有高达5000L的容量。应当理解,混合容器的确切尺寸将取决于工艺所需的生产量和给料的可用性。因此,混合容器的尺寸可以根据这些因素而变化,或者可以根据给料的可用性等而向上或向下缩放。
可以使用任何合适的技术搅拌混合容器,诸如一个或多个叶轮。然而,更优选地,可以使用再循环泵搅拌混合容器。在本发明的一些实施方案中,除了再循环泵之外,混合容器还可以具有一个或多个叶轮。应当理解,再循环泵的功能是从混合容器中提取材料,然后将其再引入到混合容器中以引起混合容器内材料的搅拌,从而形成基本上均质的进料。
可以使用任何合适的再循环泵,尽管在本发明的优选实施例中,再循环泵可以包括在线混合器。再循环泵可从混合容器内的任何合适位置提取材料,但在优选实施例中,再循环泵可从混合容器的下部区域提取材料并将提取的材料再引入混合容器的上部区域。以这种方式,浮到混合容器顶部的相对细的轻质材料可以向下抽至加工容器中并从其底部抽取,从而产生相对均质的进料。
可以使用任何合适的技术将中间给料流引入混合容器。例如,可以通过再循环泵将中间给料流引入混合容器。可选地,中间给料流可以简单地通过一个或多个管道泵送到混合容器中。
混合容器可以在升高的温度下操作。可以使用任何升高的温度,尽管设想升高的温度可以基于升高的温度使得中间给料流中的任何残余固体颗粒更脆或另外易于在混合容器中减小尺寸来选择。可以使用任何合适的升高的温度,尽管在本发明的优选实施方案中,升高的温度可以为约60℃至约500℃。更优选地,升高的温度可以为约70℃至约350℃。仍更优选地,升高的温度可以为约80℃至约230℃。还更优选地,升高的温度可以为约90℃至约180℃。甚至更优选地,升高的温度可以为约100℃至约140℃。最优选地,升高的温度可以是约110℃。
可以使用任何合适的技术将混合容器保持在升高的温度下。例如,可以使用一个或多个热源(诸如燃烧器、热探针等)将混合容器保持在升高的温度。在本发明进一步的实施方案中,混合容器可以配备有加热和/或冷却系统。可以使用任何合适的系统,尽管在本发明的特定实施方案中,设想混合容器可以至少部分地被夹套包围,加热和/或冷却流体可以通过该夹套循环以便控制混合容器内的温度。可选地,加热和/或冷却流体可以循环通过位于混合容器内的一个或多个管道或夹套,以便控制其中的温度。
在本发明的另一个实施方案中,可以通过在从混合容器中提取中间给料的点和/或将再循环给料再引入混合容器的点处或附近添加一个或多个尺寸减小构件来进一步减小中间给料流中的固体材料的尺寸。可以提供任何合适的尺寸减小构件,诸如一个或多个刀片、齿、格栅、粉碎机等,或其任何合适的组合。设想使用在线混合器再循环中间给料可以用足够的力将混合容器中的固体材料抽入或通过尺寸减小构件,从而在冲击时引起固体材料的破裂或分解。实际上,设想使用在线混合器可在混合容器内产生涡流并有助于形成基本上均质的进料。
混合容器可以是开放容器或者可以是封闭容器。在本发明的优选实施方案中,混合容器是封闭容器。更优选地,混合容器可适于基本上阻止某些气体进入混合容器。具体地,混合容器可适于基本上阻止氧气进入混合容器。
应当理解,由于中间进料流可以至少部分地包含生物柴油或类似的挥发性物质,则氧气与进料的混合是不希望的。这些物质与氧气的混合可能导致火灾或爆炸。
根据前述内容,混合容器可设置有气锁组件,该气锁组件适于基本上阻止氧气进入混合容器。包括一个或多个阀(例如双闸式阀)的任何合适的气锁组件可以是被需要的,通过其将中间给料流添加到混合容器中。混合容器可以设有惰性气氛(例如,通过使用惰性气体,诸如但不限于氮气)。在本发明的该实施方案中,混合容器内的压力可以升高到大于大气压,以便最小化或阻止气体流入混合容器。
中间给料流在混合容器中的混合可以在催化剂存在下进行。可以使用任何合适的催化剂,并且设想催化剂可以是液体催化剂、固体催化剂或两者的组合。固体催化剂可以是任何合适的形式,尽管设想催化剂可以包括粉末。优选地,固体催化剂可以包含强碱,诸如(但不限于)氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠等,或其任何合适的组合。可选地,固体催化剂可以是硅基催化剂或硅铝酸盐,诸如沸石。
在本发明的实施方案中,其中催化剂包含液体的,优选的是液体催化剂至少部分包含离子液体。可以使用任何合适的离子液体,尽管设想离子液体可以包括甲基咪唑鎓和/或吡啶鎓离子。设想离子液体也可用作溶剂。
离子液体催化剂可以单独加入或者可以在引入混合容器之前与另一种液体混合。任何合适的液体可以与离子液体混合,尽管在本发明的优选实施方案中,离子液体可以与烃液体混合,烃液体例如但不限于柴油或生物柴油。烃液体和离子液体可以以任何合适的比例混合,并且烃液体可以占混合物的1%至99%,而离子液体可以占混合物的1%至99%。
应当理解,加入到混合容器中的催化剂的量可以取决于许多因素,包括中间给料流中材料的类型、中间给料流和/或混合容器的体积、催化剂的类型、混合容器的温度等。
还应当理解,催化剂的目的可以是通过解聚溶解中间给料流中的固体材料。因此,混合容器中的反应包括催化解聚过程。
在本发明的可选的实施方案中,可以不向混合容器中加入另外的催化剂。相反,混合容器的内容物可以完全由中间给料流组成。在本发明的该实施方案中,设想中间给料流可以基本上不包含固体(除了不可避免的痕量之外),这意味着给料流的有机组分的溶解或消解可以基本上完成。因此,在本发明的该实施方案中,混合容器的目的可仅是通过混合中间给料流产生基本上均质的进料。
特别地,设想使用离子液体(或离子液体的组合)作为加工容器中的全部介质可导致给料中无机材料的至少80%的回收。更优选地,使用离子液体(或离子液体的组合)作为加工容器中的全部介质可导致给料中无机材料的至少90%的回收。仍更优选地,使用离子液体(或离子液体的组合)作为加工容器中的全部介质可导致给料中无机材料的至少95%的回收。更优选地,使用离子液体(或离子液体的组合)作为加工容器中的全部介质可导致给料中无机材料的至少99%的回收。最优选地,使用离子液体(或离子液体的组合)作为加工容器中的全部介质可导致给料中无机材料的基本上100%的回收。
在本发明的一些实施方案中,可以向混合容器中加入pH调节物质。设想混合容器中更高、更碱性的pH可以增加固体材料在给料流中的溶解度,由此在本发明的优选实施方案中,pH调节物质可以是pH升高物质。可以使用任何合适的pH升高物质,尽管在本发明的优选实施方案中,pH升高物质可以是石灰。
混合容器中材料的pH可以升高到任何合适的pH。例如,混合容器中的pH可优选大于7。更优选地,混合容器中的pH可以大于8。仍更优选地,混合容器中的pH可以大于9。甚至更优选地,混合容器中的pH可以大于10。然而,应当注意,只要pH保持在8至12的范围内,混合容器中的精确的pH并不是关键的。
可以使用任何合适的技术将催化剂和/或pH调节物质加入到混合容器中。例如,催化剂和/或pH调节物质可以与中间给料流一起加入到混合容器中,或者直接加入到混合容器本身中。然而,更优选地,催化剂和/或pH调节物质可以加入到通过再循环泵循环的流中。这样,设想催化剂和/或pH调节物质可以在再循环流重新进入混合容器时很好地混合到再循环流中,从而有助于形成均质的进料。
催化剂和/或pH调节物质可以在任何合适的点加入到再循环流中。然而,优选的是催化剂和/或pH调节物质可以在混合容器的出口和再循环泵的入口之间的点处加入到再循环流中。催化剂和/或pH调节物质可以以任何合适的方式加入(例如,通过注射等)。可选地,催化剂和/或pH调节物质可通过文丘里管组件或类似物被抽入再循环流中。因此,在本发明的优选实施方案中,催化剂和/或pH调节物质可以储存在料斗、罐或进料器中,并且催化剂和/或pH调节物质可以通过文丘里管组件从料斗、罐或进料器被抽入再循环流中。
在本发明的一些实施方案中,可以提供多个混合容器。可以提供多个混合容器,其中可以引入中间给料流用于共混。可选地,可将各中间给料流引入单独的混合容器中进行混合,且中间给料流的共混可仅在反应容器中进行,或在将中间给料流转移至反应容器期间进行。
中间给料流的任何合适的共混物可用于形成进料。然而,在本发明的优选实施方案中,可以以约95:5至5:95的聚合物中间给料流与生物质给料流的比率共混中间给料流。更优选地,可以以约90:10至20:80的聚合物中间给料流与生物质给料流的比率共混中间给料流。仍更优选地,可以以约80:20至50:50的聚合物中间给料流与生物质给料流的比率共混中间给料流。还更优选地,可以以约75:25至35:65的聚合物中间给料流与生物质给料流的比率共混中间给料流。最优选地,可以以约70:30的聚合物中间给料流与生物质给料流的比率共混中间给料流。
在第三方面,本发明广泛地存在于一种用于生产柴油的方法,所述方法包括以下步骤:将进料引入反应容器中,所述反应容器与一个或多个搅拌装置相连,所述搅拌装置适于搅拌所述进料以确保所述进料的基本均质性,在升高温度的条件下处理所述反应容器中的所述进料以便蒸发所述进料的至少一部分以形成蒸发的进料;将所述蒸发的进料引入分馏塔以形成柴油馏分,从所述分馏塔移除所述柴油馏分并冷凝所述柴油馏分以形成柴油。
优选地,反应容器中的反应是催化解聚过程。
反应容器可以是任何合适的形式。例如,反应容器可以是罐、贮槽、反应器等。反应容器可以具有任何合适的体积,尽管在本发明的优选实施方案中,反应容器可以具有高达6000L的容量。更优选地,反应容器可以具有高达4000L的容量。仍更优选地,反应容器可以具有高达2000L的容量。应当理解,反应容器的确切尺寸将取决于该工艺所需的生产量和进料的可用性。因此,反应容器的尺寸可以取决于这些因素而变化,或者可以根据进料的可用性等向上或向下缩放。
在本发明的实施方案中,其中反应容器接收来自本发明第一方面的混合容器的进料,设想反应容器可以具有与混合容器大致相同的体积。
在本发明的一些实施方案中,可以提供多个反应容器。
可以使用任何合适的技术,诸如一个或多个叶轮搅拌反应容器。然而,更优选地,可以使用再循环泵搅拌反应容器。在本发明的一些实施方案中,除了再循环泵之外,反应容器还可以具有一个或多个叶轮。应当理解,再循环泵的功能是从反应容器中提取材料,然后将其再引入到反应容器中以引起反应容器内材料的搅拌,从而形成基本上均质的进料。
可以使用任何合适的再循环泵,尽管在本发明的优选实施例中,再循环泵可以包括高剪切混合器。再循环泵可以从反应容器内的任何合适位置提取材料,尽管在优选实施方案中,再循环泵可以从反应容器的下部区域提取材料并将提取的材料再引入反应容器的上部区域。以这种方式,可以浮到反应容器顶部的相对细的轻质材料可以向下抽至反应容器中并从其底部提取,从而产生相对均质的进料。
可以使用任何合适的技术将进料引入到反应容器中。例如,可以通过再循环泵将进料引入到反应容器中。可选地,进料可以简单地通过一个或多个管道泵入反应容器中。
如前所述,反应容器在升高的温度下操作。可以使用任何升高的温度,但设想可以基于升高的温度足以使进料的柴油组分蒸发来选择升高的温度。优选地,升高的温度可以适于选择性地使进料的柴油含量蒸发。
可以使用任何合适的升高的温度,尽管在本发明的优选实施方案中,升高的温度可以为约100℃至约600℃。更优选地,升高的温度可以为约120℃至约450℃。仍更优选地,升高的温度可以为约140℃至约300℃。还更优选地,升高的温度可以为约160℃至约220℃。最优选地,升高的温度可以为约180℃至约190℃。
可以使用任何合适的技术将反应容器保持在升高的温度下。例如,可以使用一个或多个热源(例如燃烧器、热探针等)将反应容器保持在升高的温度。在本发明进一步的实施方案中,反应容器可以配备有加热和/或冷却系统。可以使用任何合适的系统,尽管在本发明的特定实施方案中,设想反应容器可以至少部分地被夹套包围,加热和/或冷却流体可以通过该夹套循环以控制反应容器内的温度。还值得注意的是,在反应容器中发生的反应可以是放热的。因此,一旦反应容器达到所需温度,可能需要冷却系统以将反应容器中的温度保持在所需水平。
可选地,加热和/或冷却流体可以通过位于反应容器内的一个或多个管道或夹套循环,以便控制其中的温度。在本发明的该实施方案中,设想可以提供加热流体(诸如油等)的一个或多个容器(诸如一个或多个罐等),其中加热和/或冷却流体通过一个或多个管道从一个或多个容器循环通过反应容器。在本发明的其它实施方案中,可以在反应容器中提供一个或多个加热和/或冷却装置。
在本发明的优选实施例中,加热流体可以容纳在加热容器中,而冷却流体可以容纳在冷却容器中。加热容器可以使用任何合适的技术加热,以便将加热流体保持在期望的温度。类似地,可以使用任何合适的技术冷却冷却容器,以便将冷却流体保持在期望的温度。
在本发明的另一个实施方案中,进料中的固体材料可以通过在进料从反应容器中提取的点和/或将再循环进料重新引入反应容器的点处或附近添加一个或多个尺寸减小构件来减小尺寸。可以提供任何合适的尺寸减小构件,诸如一个或多个刀片、齿、格栅、粉碎机等,或其任何合适的组合。设想使用高剪切混合器使进料再循环可以用足够的力将反应容器中的固体材料抽入或通过尺寸减小构件,以便在冲击时引起固体材料的破裂或分解。实际上,设想使用高剪切混合器可在反应容器内产生涡流并有助于形成基本上均质的进料。
反应容器可以是开放容器或者可以是封闭容器。在本发明的优选实施方案中,反应容器是封闭容器。更优选地,反应容器可适于基本上阻止某些气体进入反应容器。具体地,反应容器可适于基本上阻止氧气进入反应容器。
应当理解,如果进料可以至少部分地包含生物柴油或类似的挥发性物质,则氧气与进料的混合是不希望的。这些物质与氧气的混合可能导致火灾或爆炸。
根据前述内容,反应容器可设有气锁组件,其适于基本上阻止氧气进入反应容器。可以使用包括一个或多个阀(例如双闸式阀)的任何合适的气锁组件,通过其将进料加入到反应容器中。反应容器可以设有惰性气氛(例如,通过使用惰性气体,诸如但不限于氮气)。在本发明的该实施方案中,反应容器内的压力可以升高到大于大气压,以便最小化或阻止气体流入反应容器。
进料在反应容器中的混合可以在催化剂存在下进行。可以使用任何合适的催化剂,并且设想催化剂可以是液体催化剂、固体催化剂或两者的组合。固体催化剂可以是任何合适的形式,尽管设想催化剂可以包括粉末。优选地,固体催化剂可以包含强碱,诸如(但不限于)氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠等,或其任何合适的组合。可选地,固体催化剂可以是硅基催化剂或硅铝酸盐,诸如沸石。
在本发明的实施方案中,其中催化剂包含液体,优选的是液体催化剂至少部分包含离子液体。可以使用任何合适的离子液体,尽管设想离子液体可以包括甲基咪唑鎓和/或吡啶鎓离子。设想离子液体也可用作溶剂。
离子液体催化剂可以单独加入或者可以在引入反应容器之前与另一种液体混合。任何合适的液体可以与离子液体混合,尽管在本发明的优选实施方案中,离子液体可以与烃液体混合,烃液体例如但不限于柴油或生物柴油。烃液体和离子液体可以以任何合适的比例混合,并且烃液体可以占混合物的1%至99%,而离子液体可以占混合物的1%至99%。
应当理解,加入到反应容器中的催化剂的量可以取决于许多因素,包括进料中的材料类型、进料和/或反应容器的体积、催化剂的类型、反应容器的温度等。
还应当理解,催化剂的目的可以是通过解聚溶解进料中的固体材料。因此,如前所述,反应容器中的反应优选包括催化解聚工艺。
在本发明的可选的实施方案中,可以不将另外的催化剂加入到反应容器中。相反,反应容器的内容物可以完全由进料组成。在本发明的该实施方案中,设想进料可以基本上不包含固体(除了不可避免的痕量之外),这意味着进料中的任何有机材料可以基本上溶解。
在本发明的其它实施方案中,可以除去进料中的残余固体颗粒。这可以以任何合适的方式进行。例如,在将进料再循环到反应容器之前,至少一部分进料的再循环流可以经过过滤器以除去残余固体。可选地,可以定期从反应容器中除去固体材料,例如通过虹吸或以其它方式从反应容器中除去固体材料。从反应容器中除去固体材料可以以一定的预设时间间隔周期性地进行。可选地,反应容器可设有一个或多个适于测定进料中固体材料量的传感器(例如,液面传感器、密度传感器等)。当传感器检测到进料中的固体材料的量达到预设水平时,可以从反应容器中除去固体材料(例如通过虹吸、倾析等)。设想除了其它因素,在本发明的方法中使用的设备尤其基于其在升高的温度下操作的能力来选择,以便最小化加热和冷却流体时需要的能量消耗。这又降低了由于固体颗粒从悬浮液中掉落而导致的生产线中的堵塞的可能性。
设想从反应容器中移出的固体材料可以包括一定量的夹带液体。因此,在本发明的优选实施方案中,可以使用任何合适的过滤装置,例如但不限于压机,包括带式压机,来过滤所除去的固体材料。设想从固体材料回收的液体可以返回到反应容器中。固体材料(淤泥)可以收集在容器中,或者可以作为废物丢弃。
在本发明的一些实施方案中,反应容器可以在其中提供一个或多个适于帮助收集固体材料的屏障。例如,反应容器可包括一个或多个适于防止固体材料进入反应区的堤坝。设想再循环的进料可以进入收集区,并且液体可以溢流堤坝而进入反应容器内的反应区。固体材料可以积聚在收集区中,并且可以基本上防止固体材料溢流堤坝进入到反应区中。
设想分馏塔在设计上可以是基本上常规的,并且不需要讨论分馏塔的操作。然而,设想在本发明中,从分馏塔回收用于进一步使用的唯一馏分可以是柴油馏分。虽然可以在分馏塔中形成其它馏分,但是这些馏分可以被丢弃或者可以返回到反应容器用于进一步处理。在该方法中形成的任何灰烬也可以被收集和丢弃。
在从分馏塔回收柴油馏分之后,设想可以冷却柴油馏分。从分馏塔回收的柴油馏分可以包括水,并且在本发明的一些实施方案中,可以使用任何合适的分离技术从柴油中除去水。这些分离技术很大程度上是常规的,而不需要单独讨论这些技术。然而,典型地,设想在其中通过第一方面或第二方面的方法生产进料的本发明的实施方案中,其中使用的介质是离子液体或离子液体的混合物,柴油馏分将基本上不含水。
还设想液体催化剂可以与柴油分离。回收的液体催化剂可以被丢弃或返回到该工艺的任何合适的部分。
从分馏塔回收的柴油(或如果适用的话,一旦与水分离)可适于立即用于任何合适的应用。可选地,可使用一种或多种改质技术将柴油改质至所需质量。
柴油可以使用任何合适的技术改质。然而,在本发明的优选实施方案中,可以将柴油改质以除去存在于柴油中的至少一部分硫。可以使用任何合适的技术实现从柴油中除去硫。然而,在本发明的优选实施方案中,可以将至少一部分柴油引入改质容器。
改质容器可以是任何合适的形式。然而,在本发明的优选实施方案中,改质容器在许多方面类似于本说明书中前面提到的混合容器。具体地,设想可以搅动改质容器。改质容器可以是任何合适的体积,尽管在本发明的优选实施方案中,改质容器可以具有高达20,000L的容量。更优选地,改质容器可以具有高达10,000L的容量。更优选地,改质容器可以具有高达5000L的容量。应当理解,改质容器的确切尺寸将取决于待改质柴油的体积。因此,改质容器的尺寸可以根据这些因素变化,或者可以根据柴油的可用性等而向上或向下按比例缩放。
改质容器可以使用任何合适的技术,例如一个或多个叶轮进行搅拌。然而,更优选地,可以使用再循环泵搅拌改质容器。在本发明的一些实施方案中,除了再循环泵之外,改质容器还可以提有一个或多个叶轮。应当理解,再循环泵的功能是从改质容器中提取材料,然后将其再引入改质容器中,以引起改质容器内柴油的搅拌。
可以使用任何合适的再循环泵,尽管在本发明的优选实施例中,再循环泵可以包括在线混合器。再循环泵可以从改质容器内的任何合适位置提取材料,尽管在优选实施例中,再循环泵可以从改质容器的下部区域提取材料并将提取的材料再引入改质容器的上部区域。
可以使用任何合适的技术将柴油引入改质容器。例如,柴油可以通过再循环泵引入改质容器。可选地,柴油可以简单地通过一个或多个管道泵送到改质容器中。
在本发明的一些实施例中,可以提供多个改质容器。多个改质容器可适于串联、并联或以两者的组合操作。
设想改质容器可包含将柴油引入其中的介质。可以使用任何合适的介质,尽管在本发明的优选实施方案中,介质可以是液体介质。在本发明的优选实施方案中,液体介质可以由一种或多种离子液体组成。可以使用任何合适的离子液体,尽管设想离子液体可以包含液体有机盐。离子液体可优选包括甲基咪唑鎓和/或吡啶鎓离子。合适的离子液体的一个具体实例可以是1-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物。
优选地,柴油和离子液体在改质容器中保持彼此接触一段时间。确切的时间段可以根据许多因素(例如改质容器的体积、搅拌程度、所用离子液体的类型、柴油的硫含量等)而变化,尽管可以设想柴油和离子液体可以保持接触足够的时间以发生以下的一种或多种:柴油内的硫化合物的氧化、二氧化硫的萃取除去和/或有机硫和/或有机氮化合物的萃取除去。
设想可以从改质容器中的柴油中除去柴油中的至少一部分硫和/或氮。至少一部分硫和/或氮可以以任何合适的形式除去。然而,在本发明的优选实施方案中,至少一部分硫和/或氮可以气体形式从柴油中除去。在本发明最优选的实施方案中,至少一部分硫可以以气态二氧化硫的形式除去,而至少一部分氮可以以NOx的形式除去。
从柴油中除去的硫和/或氮可以从改质容器中除去。可以使用任何合适的技术将硫和/或氮排放到大气中,或者收集和/或隔离。
然而,在本发明的一个实施方案中,从改质容器中除去的二氧化硫可以转化为可销售的产品。可以提供任何合适的可销售产品,尽管在本发明的一个实施方案中,二氧化硫可以转化为肥料。在本发明的该实施方案中,设想通过使二氧化硫与合适的化合物接触以实现转化,可以将二氧化硫转化为肥料。可以使用任何合适的化合物,尽管在本发明的优选实施方案中,该化合物可以包含氨。氨可以是气体或液体形式,或其组合。氨和二氧化硫可以在任何合适的容器中彼此接触。
设想使氨和二氧化硫彼此接触可导致形成硫酸铵。硫酸铵本身可用作肥料或可与一种或多种另外的化合物和/或物质组合以形成肥料组合物。
优选地,在改质容器中除去硫之后,剩余的柴油具有非常低的硫含量。因此,在除去硫之后,柴油可以是超低硫柴油(ULSD)。具体地,柴油可以具有不超过约50ppm的硫含量。更优选地,柴油可以具有不超过约25ppm的硫含量。仍更优选地,柴油可以具有不超过约15ppm的硫含量。最优选地,柴油可以具有不超过约10ppm的硫含量。
优选地,一旦已经除去至少一部分硫和/或氮,可以将改质容器加热至升高的温度。可以使用任何升高的温度,尽管设想可以基于改质容器内的柴油可以蒸发而不同时蒸发离子液体来选择升高的温度。可以使用任何合适的升高的温度,尽管在本发明的优选实施方案中,升高的温度可以在约100℃和约500℃之间。更优选地,升高的温度可以在约125℃和约400℃之间。仍更优选地,升高的温度可以在约150℃和约300℃之间。还更优选地,升高的温度可以在约175℃和约250℃之间。最优选地,升高的温度可以是约200℃。
可以使用任何合适的技术将改质容器保持在升高的温度下。例如,可以使用一个或多个热源(诸如燃烧器、热探针等)将改质容器保持在升高的温度。在本发明进一步的实施方案中,改质容器可以配备有加热和/或冷却系统。可以使用任何合适的系统,尽管在本发明的特定实施例中,可以设想改质容器可以至少部分地被夹套包围,加热和/或冷却流体可以通过该夹套循环,以控制改质容器内的温度。可选地,加热和/或冷却流体可以通过位于改质容器内的一个或多个管道或夹套循环,以便控制其中的温度。
设想在升高的温度下,柴油可以从离子液体中蒸发。可以使用任何合适的技术从改质容器中除去柴油。优选地,将蒸发的柴油引入冷凝器,此时气态柴油返回到液态。
在本发明的替代实施方案中,离子液体和低硫柴油的混合物可以使用任何合适的技术处理以将柴油与离子液体分离。例如,柴油和离子液体可以转移到分离器(例如但不限于低压分离器)。设想在分离器中,离子液体和柴油可以彼此分离。
改质容器可以是开放容器或可以是封闭容器。在本发明的优选实施方案中,改质容器是封闭容器。更优选地,改质容器可适于基本上排除某些气体进入改质容器。具体地,改质容器可适于基本上阻止氧气进入混合容器。应当理解,氧气与柴油的混合是不希望的,因为这会导致火灾或爆炸。
根据前述内容,改质容器可设有气锁组件,该气锁组件适于基本上阻止氧气进入改质容器。包括一个或多个阀(例如双闸式阀)的任何合适的气锁组件可以是被需要的,通过其将柴油添加到改质容器中。改质容器可设置有惰性气氛(例如,通过使用惰性气体,诸如但不限于氮气)。在本发明的该实施方案中,改质容器内的压力可以升高至大于大气压,以便最小化或阻止气体流入改质容器。
在柴油从离子液体中蒸发之后,可以将另外的柴油引入改质容器中,并且可以重复脱硫过程。可选地,在引入另外的柴油之前,可通过除去杂质再生离子液体(其仍可含有杂质,包括含硫化合物和/或含氮化合物)。可以使用任何合适的技术除去杂质,尽管在本发明的优选实施方案中,可以在容器(且特别是真空下的容器)中加热离子液体,以便从离子液体中蒸发和分离任何杂质。然后可将离子液体返回到该工艺内的任何合适位置。
设想在其中混合中间给料流以产生相对低硫进料的本发明的实施方案中,通过本发明的方法生产的柴油可以具有非常低的硫含量。因此,柴油可以是超低硫柴油(ULSD)。具体地,柴油可以具有不超过50ppm的硫含量。更优选地,柴油可以具有不超过25ppm的硫含量。仍更优选地,柴油可以具有不超过15ppm的硫含量。最优选地,柴油可以具有不超过10ppm的硫含量。
该方法可以生产任何合适量的柴油。例如,设想该方法可以生产至少1000L/h的柴油。更优选地,该方法可以生产至少2000L/h的柴油。还更优选地,该方法可以生产至少3000L/h的柴油。仍更优选地,该方法可以生产至少4000L/h的柴油。
优选地,通过该方法生产的柴油包括合成柴油,和更优选可再生合成柴油。
在第四方面,本发明广泛地存在于用于从柴油中除去硫和/或氮的方法,该方法包括以下步骤:将含有硫和/或氮的柴油引入含有一种或多种离子液体的容器中,和使一种或多种离子液体与柴油接触,使得柴油中的至少部分硫和/或氮从中分离。
第五方面,本发明广泛地存在于用于生产柴油的方法,该方法包括形成根据本发明第一方面的进料和根据本发明第三方面由进料形成柴油。
在第六方面,本发明广泛地存在于用于生产柴油的方法,该方法包括形成根据本发明第二方面的进料和根据本发明第三方面由进料形成柴油。
在第七方面,本发明广泛地存在于用于生产低硫柴油的方法,该方法包括形成根据本发明第一方面的进料,根据本发明第三方面由进料形成柴油和根据本发明第四方面的从柴油中除去至少一部分硫。
在第八方面,本发明广泛地存在于用于生产低硫柴油的方法,该方法包括形成根据本发明第二方面的进料,根据本发明第三方面的进料形成柴油和根据本发明第四方面从柴油中除去至少一部分硫。
在本发明的优选实施方案中,催化解聚方法可以连续操作。催化解聚方法的连续操作的优点在于最小化或消除了在间歇工艺中发生的工艺管线中的堵塞。这些堵塞发生在例如固体颗粒从悬浮液中掉出时。
在本发明的范围内,在此描述的任何特征可以与在此描述的任何一个或多个其他特征以任何组合进行组合。
本说明书中对任何现有技术的引用不是且不应被认为是对现有技术形成公知常识的一部分的承认或任何形式的建议。
附图说明
本发明的优选的特征、实施方案和变型可以从下面的具体实施方式中看出,该具体实施方式为本领域技术人员提供了执行本发明的足够信息。具体实施方式不应视为以任何方式限制前述发明内容的范围。具体实施方式将参考如下的多个附图:
图1示出了根据本发明实施方案的给料分选工艺的流程图。
图2示出了根据本发明实施方案的用于生产柴油的方法的流程图。
图3示出了根据本发明实施方案的加工容器的剖视图。
图4示出了根据本发明实施方案的加工容器的截面图。
图5示出了根据本发明实施方案的用于将催化剂添加到工艺流中的装置。
图6示出了根据本发明的可选的实施方案的用于生产柴油的方法的流程图。
图7示出了根据本发明的实施方案的用于从柴油中除去硫的方法的流程图。
具体实施方式
在图1中,说明了根据本发明实施方案的给料分选工艺的流程图。给料分选工艺适于制备用于制备催化解聚工艺的给料的两种或更多种给料流。
在图1中,聚合物材料(塑料、轮胎、橡胶等)形式的给料储存在聚合物材料储存料库10中,而生物质(木材和其它基于植物的物质)形式的给料储存在生物质储存料库11中。来自储存料库10、11的材料通过输送机12(以70%聚合物材料与30%生物质的比率并且以6吨/小时的吞吐量)转移到预分选工艺13,在预分选工艺13中废物14(例如,以玻璃、岩石和其它不可处理的废物的形式)从给料中去除。剩余的给料在切碎机15中进行尺寸减小工艺,之后使用具有5mm孔径的滚筒筛16筛分切碎的给料。
穿过滚筒筛16的小于5mm的颗粒的筛下流(undersize stream)17被传送到给料流存储料仓18,而大于5mm的颗粒的筛上流(oversize stream)被带到磁体19附近,以便去除磁性杂质(特别是铁杂质)。
在去除磁性杂质之后,在切碎机20中再次对筛上流进行尺寸减小工艺,以将筛上流中的颗粒的尺寸减小到5mm以下。然后将筛上给料流与筛下给料流合并到存储料仓18中。设想料仓18的尺寸可以设置成容纳足够的材料以允许加工厂即使在中断供应给料的情况下保持操作一段时间。优选地,料仓18容纳足够的材料,使得如果发生给料供应中断,则加工厂可以继续运行至少两周。
如果所希望的是在料仓18中储存材料一段时间,由于自燃的可能性,给料流中细料的最小化也是希望的。因此,优选给料流中大部分颗粒的尺寸大于5mm。在一个具体实施方案中,给料流中的平均颗粒尺寸可以为约50mm。
通过气动传送系统21,给料流从存储料仓18被传送到多个加工容器22。
在图2中,示出了根据本发明实施方案的用于生产柴油的方法的流程图。给料23被分成(使用图1的流程图)聚合物材料给料流24和生物质给料流25。将各给料流24、25引入加工容器26中。加工容器用气锁门27密封,并保持氮气气氛,以防止氧气进入加工容器26。为了提高给料流24、25中的固体颗粒在加工容器26中的载体油(在该实施方案中为生物柴油)中的溶解度,将每个加工容器26保持在180℃的温度。
使用叶轮28搅拌加工容器26,尽管使用在线混合器29提供进一步的搅拌,在线混合器29从加工容器26的下部区域提取材料并将其返回到加工容器26的上部区域。在线混合器29对给料流24、25施加高程度的抽吸,使得就连浮在加工容器26中的液体表面上的细小的轻质颗粒也被抽吸通过在线混合器29。由在线混合器29产生的高剪切条件(与加工容器26中的升高温度一起)用于进一步减小给料流24、25中的颗粒尺寸,并且还用于形成离开加工容器26的基本上均质的中间给料流30。
将细小固体八面沸石形式的催化剂31加入到加工容器26中,同时还加入石灰32,以将中间给料流30的pH提高到约8至12之间。
一旦发生给料流24、25的充分溶解,中间给料流30已经在加工容器26中形成,中间给料流30可以被引入混合容器33,在那里中间给料流30被合并以形成进料34。
与加工容器26一样,混合容器33用气锁门35密封,并保持氮气气氛,以防止氧气进入混合容器33。混合容器33保持在180℃的温度,以便增加固体颗粒在中间给料流30中在混合容器33中的载体油(在该实施方案中为生物柴油)中的溶解度。
使用叶轮36搅拌混合容器33,尽管使用从混合容器33的下部区域提取材料并将其返回到混合容器33的上部区域的在线混合器37提供进一步的搅拌。在线混合器37对中间给料流30施加高程度的抽吸,使得就连浮在混合容器33中的液体表面上的细小的轻质颗粒也被抽吸通过在线混合器37。由在线混合器37产生的高剪切条件(与混合容器33中的高温一起)用于进一步减小中间给料流30中的颗粒尺寸,并且还用于形成离开混合容器33的基本上均质的进料34。此外,高剪切条件提高了催化剂和石灰在中间给料流中的均匀分散,从而提高了反应速度。
将细小固体八面沸石形式的催化剂31加入到混合容器33中,同时还加入石灰32以将进料34的pH保持在约8至12之间。
一旦在混合容器33中形成基本上均质的进料34,将进料34引入到反应容器38中。反应容器38保持氮气气氛,以防止氧气进入反应容器38。将反应容器38保持在280℃的温度下,以便既有助于反应容器38中发生的催化解聚反应,又使至少一部分进料34(优选至少进料34的柴油馏分)蒸发,其中进料34的蒸发部分进入分馏塔39以回收柴油馏分。水也在分馏塔39中回收。
回收的柴油和水使用冷却器40冷凝,然后柴油可以使用分离器41与水分离。然后回收的柴油可以被使用或处理以提高柴油的质量。
通过提供热油罐42来维持反应容器38中的温度,所述热油罐42使热油循环通过反应容器38中的管43。这样,反应容器38中的进料34的温度可以保持在基本恒定的温度,从而确保反应容器38内的一致反应速率。
反应容器38与高剪切混合器44相连,高剪切混合器44从反应容器38的下部区域提取进料34并将其返回到反应容器38的上部区域。高剪切混合器44有助于确保进料34保持基本均质的混合物,并且进料34中的催化剂31基本均质地分布在整个进料34中,以确保高反应效率。
周期性地,循环通过高剪切混合器44的进料34可以被转移到污泥分离工艺。该转移的进料45经历分离步骤(使用倾析器),其中来自反应容器38的淤渣与柴油分离。
从淤渣中分离的柴油返回到反应容器38,同时使用带式压滤机(未示出)过滤淤渣。从带式压滤机回收的柴油也返回到反应容器38。
图3示出了根据本发明实施方案的加工容器26的剖视图。在本发明的该实施方案中,使用在线混合器29搅拌加工容器26,在线混合器29通过管46从加工容器26的下部区域提取加工容器26中的给料流,并通过管47将其返回到加工容器26的上部区域。
在图3中可以看出,由在线混合器29产生的高吸力在给料流内产生涡流48,从而确保在加工容器26内形成基本上均质的混合物。
图4示出了根据本发明实施方案的加工容器26的截面图。除了在线混合器29之外,图4的加工容器26类似于图3的加工容器,加工容器26包括叶轮28,该叶轮28适于进一步混合给料并且还适于当给料与叶片49接触时减小给料中固体颗粒的尺寸。
图5示出了根据本发明实施方案的用于将催化剂添加到工艺料流中的装置50。装置50包括用于保持固体催化剂的料斗51,料斗51与管52流体连通,从加工容器、混合容器或反应容器中提取的工艺流通过管52在由在线混合器29产生的抽吸下循环。
来自料斗51的催化剂通过文丘里管组件53被吸入循环工艺流中。由在线混合器29产生的混合条件确保催化剂均匀地分散在工艺流中,从而形成基本上均质的工艺流。
在图6中,示出了根据本发明实施例的用于生产柴油的方法的可选的流程图。给料被分成聚合物材料给料流24和生物质给料流25。将各给料流24、25引入加工容器26中。加工容器用气锁门27密封,并保持氮气气氛,以防止氧气进入加工容器26。每个加工容器26保持在110℃的温度下,以便增加给料流24、25中的固体颗粒在加工容器26中的介质中的溶解度。在本发明的该实施方案中,介质是离子液体,特别是1-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物。
可以使用燃烧器、加热夹套等保持加工容器26中的高温。然而,在图6所示的本发明的实施方案中,加工容器26中的升高的温度最初可以使用加热设备(未示出)来实现,然而升高的温度可以基本上通过在加工容器26中发生的反应是放热的事实来保持。如果放热反应产生的热量本身不足以维持升高的温度,则可以周期性地使用加热设备(未示出)以维持加工容器26中的升高的温度。
在图6所示的本发明的实施方案中,加工容器26内的升高的温度导致包含在给料流24、25中的水蒸发。蒸发的水以蒸汽的形式从加工容器26中除去,经过冷凝器100,然后收集在罐101中。
使用叶轮28搅拌加工容器26,尽管使用在线混合器29提供进一步的搅拌,在线混合器29从加工容器26的下部区域提取材料并将其返回到加工容器26的上部区域。在线混合器29对给料流24、25施加高程度的抽吸,使得就连浮在加工容器26中的液体表面上的细小的轻质颗粒也被抽吸通过在线混合器29。由在线混合器29产生的高剪切条件(与加工容器26中的升高温度一起)用于进一步减小给料流24、25中的颗粒尺寸,并且还用于形成离开加工容器26的基本上均质的中间给料流30。
加工容器26中的离子液体既用作催化剂又用作溶剂,并且取决于给料流24、25中的材料类型,给料流24、25中的有机化合物在一段时间内溶解(solubilize)或分解(dissolve)到离子液体中。
设想金属物质可以存在于塑料给料流24中。设想在本发明的该实施方案中,金属物质不会被离子液体溶解或分解,而是沉降或沉淀到加工容器26的底部(由于金属物质和离子液体之间的密度差异),在那里它将形成金属淤渣(未示出)。该金属淤渣将从加工容器26收集并处理以回收金属物质(特别是在印刷电路板和类似装置中发现的贵金属)。
一旦发生给料流24、25的充分溶解,中间给料流30已经在加工容器26中形成,中间给料流30可以被引入混合容器33,在那里中间给料流30被合并以形成进料34。
在图6所示的本发明的实施方案中,进料34含有不超过30%的固体。然而,更优选地,进料基本上不含固体(除了不可避免的痕量之外)。通过使进料中固体颗粒的量最小化,可以减少或消除由于沉降或沉积的固体造成的工厂中管道系统的堵塞。
与加工容器26一样,混合容器33用气锁门35密封,并保持氮气气氛,以防止氧气进入混合容器33。混合容器33保持在110℃的温度,以便增加固体颗粒在中间给料流30中在混合容器33中的载体油(在该实施方案中为生物柴油)中的溶解度。
使用叶轮36搅拌混合容器33,尽管使用从混合容器33的下部区域提取材料并将其返回到混合容器33的上部区域的在线混合器37提供进一步的搅拌。在线混合器37对中间给料流30施加高程度的抽吸,使得就连浮在混合容器33中的液体表面上的细小的轻质颗粒也被抽吸通过在线混合器37。由在线混合器37产生的高剪切条件(连同混合容器33中的升高的温度)用于进一步减小中间给料流30中的颗粒(如果有的话)的尺寸,并且还用于形成离开混合容器33的基本上均质的进料34。
如果需要,则可以通过进料器102将另外的离子液体和/或石灰添加到混合容器33中。
一旦在混合容器33中形成基本上均质的进料34,将进料34引入到反应容器38中。反应容器38保持氮气气氛,以防止氧气进入反应容器38。将反应容器38保持在180℃的温度下,以便既有助于反应容器38中发生的催化解聚反应,又使至少一部分进料34(优选至少进料34的柴油馏分)蒸发,其中进料34的蒸发部分进入分馏塔39以回收柴油馏分。如果存在的话,水也在分馏塔39中回收。
回收的柴油(和水,如果存在的话)使用冷却器40冷凝,然后柴油可以使用分离器41与水分离。然后回收的柴油可以被使用或处理以提高柴油的质量。
通过提供热油罐42来维持反应容器38中的温度,所述热油罐42使热油循环通过反应容器38中的管43。这样,反应容器38中的进料34的温度可以保持在基本恒定的温度,从而确保反应容器38内的一致反应速率。
反应容器38与高剪切混合器44相连,高剪切混合器44从反应容器38的下部区域提取进料34并将其返回到反应容器38的上部区域。高剪切混合器44有助于确保进料34保持基本均质的混合物。
如前所述,可以处理从分馏塔39回收的柴油以提高柴油的质量。在一个实施方案中,可以根据用于从柴油中除去硫的流程图处理柴油,如图7所示。
在图7中,将1-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物形式的离子液体103添加到改质容器104中。使用叶轮105搅拌改质容器104。
柴油106被引入改质容器104并保持与离子液体103接触一段时间(通常至少1小时,尽管这将取决于改质容器的尺寸、柴油的硫含量等)。设想离子液体103和柴油106之间的接触将导致柴油106中的至少一部分硫(和/或氮)转化成气态二氧化硫(和/或NOx)。这些气态化合物在离开改质容器104时被收集,并且至少在二氧化硫的情况下被转化成可销售的产品。特别地,通过使二氧化硫与氨接触以形成硫酸铵,可以将二氧化硫转化为肥料。
除了除去气态二氧化硫(和/或NOx)之外,离子液体103和柴油之间的接触导致硫(以氧化硫的形式)和有机硫(和/或有机氮)化合物从柴油106萃取到离子液体103中。
在从柴油106中除去硫和/或氮化合物之后,将离子液体103和柴油106的混合物从改质容器104转移至分离罐107,在分离罐107中使用燃烧器、加热夹套等将其加热至约200℃的升高的温度。升高的温度具有从离子液体103选择性地蒸发柴油106的效果。然后收集蒸发的柴油108并冷凝。理想地,所得柴油产物将具有不超过10ppm的硫含量。
在除去柴油108之后,将离子液体103转移到再生容器109中,在再生容器109中,在真空下加热离子液体103以蒸发任何剩余的硫和/或氮化合物111,然后将其从再生容器108中除去。然后将再生的离子流体110返回改质容器104以供进一步使用。
在本说明书和权利要求中,如果有的话,词语“包含(comprising)”,及其派生词,包括“包含(comprises)”和“包含(comprise)”,包括每个所述整数,但不排除包括一个或多个其它整数。
在整个说明书中提及“一个实施方案”或“实施方案”意味着结合该实施方案描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施方案中。因此,本说明书各处出现的短语“在一个实施方案中”或“在实施方案中”不一定都指相同的实施方案。此外,特定特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合在一种或多种组合中。
根据法规,本发明已经针对结构或方法特征或多或少地进行了语言描述。应当理解,本发明不限于所示出或描述的特定特征,因为本文所描述的方式包括实施本发明的优选形式。因此,本发明要求保护在本领域技术人员适当解释的所附权利要求(如果有的话)的适当范围内的任何形式或修改。
Claims (42)
1.一种制备用于催化解聚工艺的进料的方法,所述方法包括以下步骤:基于给料的一种或多种性质将所述给料分离成两种或更多种给料流,将所述两种或更多种给料流中的每一种引入到一或多个加工容器中,在升高的温度条件下在所述加工容器中在催化剂的存在下加工所述给料流,以产生两种或更多种中间给料流,和共混所述两种或更多种中间给料流以形成所述进料。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述给料的一种或多种性质包括所述给料中的材料类型。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述给料流包括生物质给料流和聚合物材料给料流。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述给料流中的每一种在被引入所述一个或多个加工容器之前进行尺寸减小工艺。
5.根据权利要求4所述的方法,其中离开所述尺寸减小工艺的颗粒基于颗粒尺寸被分离,其中低于预设颗粒尺寸的颗粒被引入到所述一个或多个加工容器中。
6.根据权利要求5所述的方法,其中引入所述加工容器的颗粒具有约20mm至约1000mm之间的颗粒尺寸。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述加工容器中的所述升高的温度在约160℃和约200℃之间。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中在加热至所述升高的温度的介质的存在下将所述给料流引入所述加工容器。
9.根据权利要求8的方法,其中所述介质是矿物油、植物油或石油形式的载体油。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述催化解聚工艺在催化剂的存在下进行,所述催化剂包含液体催化剂。
11.根据权利要求10所述的方法,其中所述液体催化剂包含离子液体催化剂。
12.根据权利要求11所述的方法,其中所述离子液体催化剂包含甲基咪唑鎓和/或吡啶鎓离子。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述加工容器中的pH保持在8至12的范围内。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中使用一个或多个再循环泵搅动所述一个或多个加工容器。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述两种或更多种中间给料流中的每一种是基本上均质的。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述两种或更多种中间给料流中的每一种包含约25%至35%的固体。
17.根据权利要求16所述的方法,其中所述中间给料流中的固体不大于约2.5mm。
18.根据权利要求3所述的方法,其中所述生物质给料流形成生物质中间给料流,并且所述聚合物给料流形成聚合物中间给料流。
19.根据权利要求18所述的方法,其中以约75:25至35:65的所述聚合物中间给料流与所述生物质中间给料流的比率共混所述中间给料流。
20.一种制备用于催化解聚工艺的进料的方法,所述方法包括以下步骤:将给料流引入到加工容器中,在由离子液体或离子液体的混合物组成的所述加工容器中的介质的存在下加工所述给料流以制备所述进料。
21.根据权利要求20所述的方法,其中所述离子液体或离子液体的混合物包含甲基咪唑鎓和/或吡啶鎓离子。
22.根据权利要求20或21所述的方法,其中所述离子液体是1-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的方法,其中所述加工容器在升高的温度下操作。
24.根据权利要求23所述的方法,其中所述升高的温度为约100℃至约140℃之间。
25.一种用于生产柴油的方法,所述方法包括以下步骤:将进料引入到反应容器中,所述反应容器与一个或多个搅拌装置相连,所述搅拌装置适于搅拌所述进料以确保所述进料的基本均质性,在升高的温度的条件下处理所述反应容器中的所述进料以便使所述进料的至少一部分蒸发以形成蒸发的进料,将所述蒸发的进料引入分馏塔以形成柴油馏分,从所述分馏塔移除所述柴油馏分并冷凝所述柴油馏分以形成柴油,并且其中所述方法在连续的基础上操作。
26.根据权利要求25所述的方法,其中在所述反应容器中发生的反应是催化解聚工艺。
27.根据权利要求26所述的方法,其中所述催化解聚工艺在催化剂的存在下进行,所述催化剂包括液体催化剂。
28.根据权利要求27所述的方法,其中所述液体催化剂包括离子液体催化剂。
29.根据权利要求28所述的方法,其中所述离子液体催化剂包含甲基咪唑鎓和/或吡啶鎓离子。
30.根据权利要求25至29中任一项所述的方法,其中所述反应容器中的所述升高的温度为约160℃至约220℃之间。
31.根据权利要求25至30中任一项所述的方法,其中所述反应容器适于基本上阻止氧气进入所述反应容器。
32.根据权利要求25至31中任一项所述的方法,其中所述一个或多个搅拌装置包括一个或多个再循环泵。
33.根据权利要求25至32中任一项所述的方法,其中所述柴油的硫含量不超过15ppm。
34.一种用于从柴油中除去硫和/或氮的方法,所述方法包括以下步骤:将含硫和/或氮的柴油引入到含有一种或多种离子液体的容器中,和使所述一种或多种离子液体与所述柴油接触,使得所述柴油中的至少一部分硫和/或氮从中分离。
35.根据权利要求34所述的方法,其中所述至少一部分硫以气态二氧化硫的形式从所述柴油中除去。
36.根据权利要求34或35所述的方法,其中,在所述一种或多种离子液体与所述柴油充分接触之后,将所述离子液体和所述柴油加热至升高的温度,以从所述离子液体选择性地蒸发所述柴油。
37.根据权利要求36所述的方法,其中所述升高的温度为约200℃。
38.根据权利要求34至37中任一项所述的方法,其中所述离子液体包含甲基咪唑鎓和/或吡啶鎓离子。
39.一种用于生产柴油的方法,所述方法包括:形成根据权利要求1至19中任一项所述的进料和根据权利要求25至33中任一项所述的方法由所述进料形成柴油。
40.一种用于生产柴油的方法,所述方法包括:形成根据权利要求20至24中任一项所述的进料和根据权利要求25至33中任一项所述的方法由所述进料形成柴油。
41.一种用于生产柴油的方法,所述方法包括:形成根据权利要求1至19中任一项所述的进料,根据权利要求25至33中任一项所述的方法由所述进料形成柴油,和根据权利要求34至38中任一项所述的方法除去所述柴油中的至少一部分硫。
42.一种用于生产柴油的方法,所述方法包括:形成根据权利要求20至24中任一项所述的进料,根据权利要求25至33中任一项所述的方法由所述进料形成柴油,和根据权利要求34至38中任一项所述的方法除去所述柴油中的至少一部分硫。
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