轉化固體生物質材料的方法

2023-12-06 08:44:56 1

轉化固體生物質材料的方法
【專利摘要】一種轉化固體生物質材料的方法，所述方法包括在提升管反應器中在超過400℃的溫度下使固體生物質材料與催化裂化催化劑接觸以產生一種或多種裂化產品，其中所述提升管反應器包括提升管反應器管和底部區域，所述提升管反應器管的直徑沿下遊方向增加，所述底部區域的直徑大於提升管反應器管的直徑，和其中固體生物質材料在底部區域提供給提升管反應器。
【專利說明】轉化固體生物質材料的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及轉化固體生物質材料的方法和生產生物燃料和/或生物化學品的方法。
【背景技術】
[0002]隨著礦物原油供給的減少，對於生產液體燃料來說使用可再生能源變得越來越重要。這些來自可再生能源的燃料通常被稱為生物燃料。
[0003]由於不與食品生產發生競爭，由不可食用的可再生能源如纖維素材料衍生的生物燃料是優選的。這些生物燃料也被稱為是第二代、可再生或先進的生物燃料。但是不可食用的可再生能源大多數是固體材料，將其轉化為液體燃料是繁雜的。
[0004]例如，W02010/062611中描述的轉化固體生物質為烴的方法需要三個催化轉化步驟。首先固體生物質在約50-200°C的溫度下操作的第一提升管中與催化劑接觸以產生第一生物質-催化劑混合物和包含烴的第一產品(稱作預處理)。隨後將第一生物質-催化劑混合物加入在約200-400°C的溫度下操作的第二提升管中，從而生產第二生物質-催化劑混合物和包含烴的第二產品(稱作脫氧和裂化)；和最後將第二生物質質-催化劑混合物加入到在大於約450°C的溫度下操作的第三提升管中，以生產廢催化劑和包含烴的第三產品。最後一步被稱為生產燃料或特殊化學產品的轉化。W02010/062611提到有可能製備在常規石油煉廠裝置中共同處理的生物質。但是W02010/062611的方法比較繁雜，因為它需要三個步驟，且每一個步驟均需要它自己的特定催化劑。
[0005]W02010/135734描述了在煉廠裝置中共處理生物質原料和煉廠原料的方法，包括在包含流化床反應器的煉廠裝置中催化裂化生物質原料和煉廠原料，其中將氫從煉廠原料轉移至生物質原料的碳和氧。在W02010/1`35734的一個實施方案中，生物質原料包括多個平均粒度為50-1000微米的固體生物質顆粒。附帶地，其中進一步提到可以將固體生物質顆粒預處理以增加其脆性、對催化轉化的敏感性(例如通過烘烤、烘炒和/或烘焙)和/或與石油化工原料混合的容易度。
[0006]在由A.A.Lappas等人在Fuel vol81 (2002)第2087-2095頁中發表的標題為「Biomass pyrolysis in a circulating fluid bed reactor for production of fuelsand chemicals」的文章中，描述了在循環流化床(CFB)反應器中生物質閃熱解的方法。所述CFB反應器包括一個立式的提升管類型的反應器(7.08mm ID)。提升管的高度為165cm。設計和構建了一套整合的螺旋加料器系統用來為裝置有效引入生物質。應用特殊設計的注入-混合系統，由螺旋加料器將生物質引入到提升管的底部。該系統由通過錐形區與提升管反應器連接的大直徑底部容器組成。在所有的試驗中，應用由Rettenmaier GmbH提供的木質纖維素HBS150-500(粒度為200-400微米)作為生物質原料。在常規的生物質熱解試驗中，應用石英砂作為熱載體。應用由希臘煉廠提供的商用平衡FCC催化劑實施生物質催化熱解。在提升管溫度為400-50(TC下實施生物質熱解實驗。每次生物質熱解運行需要2小時建立和加熱裝置和3小時的穩態操作。[0007]進一步改進上述方法將是本領域的進步。
[0008]例如，現在已經首次認識到由於固體生物質原料中的殘餘水分，這種固體生物質原料可能會在其催化裂化過程中形成附加氣體。這些附加氣體可能會使固體生物質原料在提升管反應器中比常規石油基原料膨脹更嚴重。附加氣體形成可能會導致氣速增加和/或壓力增加。氣速增加反過來可能會導致固體生物質原料轉化不充分和/或過程不夠耐用。更高的壓力可能會造成安全危險增加。
[0009]另外，未轉化的固體顆粒可能會造成對構件的腐蝕和/或磨蝕。另外，未轉化的固體生物質材料顆粒可能會增加反應器結垢。這反過來可能會影響方法的耐用性和可靠性。
[0010]因此，為了將固體生物質原料的催化裂化放大至工業規模，所述方法可能需要改進以滿足目前轉化率、穩固維修和/或安全的要求。

【發明內容】

[0011]本發明方法就實現了這樣一種改進。通過經底部區域向提升管反應器進料固體生物質材料，其中所述提升管反應器包括提升管反應器管和底部區域，底部區域的直徑大於提升管反應器管的直徑和提升管反應器管的直徑沿下遊方向增加，這樣可以更有效地轉化固體生物質材料。
[0012]因此本發明提供一種轉化固體生物質材料的方法，所述方法包括在提升管反應器中在超過400°c的溫度下使固體生物質材料與催化裂化催化劑接觸以產生一種或多種裂化產品，其中所述提升管反應器包括提升管反應器管和底部區域，所述提升管反應器管的直徑沿下遊方向增加，所述底部區域 的直徑大於提升管反應器管的直徑，和其中固體生物質材料在底部區域提供給提升管反應器。
[0013]在另一個實施方案中，本發明提供一種轉化固體生物質材料的方法，所述方法包括在提升管反應器中的超過400°C的溫度下使固體生物質材料與催化裂化催化劑接觸以產生一種或多種裂化產品，其中所述提升管反應器包括提升管反應器管和底部區域，所述提升管反應器管的直徑沿下遊方向增加，所述底部區域的直徑大於提升管反應器管的直徑，其中固體生物質材料在底部區域提供給提升管反應器，和其中還有流體烴原料在提升管反應器中與催化裂化催化劑接觸。
[0014]本發明的方法可以有利地允許固體生物質材料在提升管反應器中有更長的停留時間。另外，固體生物質材料可以利用提升管反應器底部更高的溫度和更高的催化劑與原料的重量比。這反過來可能會導致固體生物質材料的轉化率增加。
[0015]應用直徑沿下遊方向增加的提升管反應器管可以進一步允許原料在提升管反應器內安全膨脹。即使固體生物質材料中的殘餘水分可能會造成在提升管反應器管中形成更多氣體，但提升管反應器中的氣速和壓力仍可以保持不變。當固體生物質材料與優選常規的流體烴原料共處理時，這是特別有利的，因為本發明方法可以進一步允許氣速、壓力和所述流體烴共同進料的停留時間保持不變。
[0016]在本發明的方法中，固體生物質材料可以被轉化為中間餾分油產品，這種中間餾分油產品又可以被裂化為一種或多種裂化產品。
[0017]通過增加固體生物質材料的轉化率，未轉化的固體生物質材料顆粒的量可以減少。這反過來可以降低反應器結垢和可以提高所述方法的耐用性和可靠性。[0018]本發明方法可以在現有煉廠中容易地實施。
[0019]本發明方法生產的一種或多種裂化產品可以作為中間產物用於製備生物燃料和/或生物化學品組分。這種方法可能是簡單的，和可能需要最少的工藝步驟來轉化固體生物質材料為生物燃料組分或/或生物化學品組分。這種生物燃料組分可以是完全可替代的。
[0020]生物燃料和/或生物化學品組分可以有利地進一步轉化和/或與一種或多種其它組分共混為新的生物燃料和/或生物化學品。
[0021]因此，本發明方法還可以提供通過固體生物質材料轉化至第二代或先進的生物燃料和/或生物化學品的更直接途徑。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1給出了本發明的第一種方法的示意圖。
【具體實施方式】
[0023]在這裡固體生物質材料被理解為由可再生來源獲得的固體物料。在這裡可再生來源被理解為與由石油、天然氣或煤獲得或衍生的物質的組合物相對的生物來源的物質的組合物。不希望被任何種類的理論所局限，據信這種由可再生來源獲得的材料可以包含約為
0.0000000001%的碳-14同位素，以碳的總摩爾數計。
[0024]可再生來源優選為纖維素或木質纖維素來源的物質的組合物。任何固體生物質材料均可在本發明方法中應用。在一個優選的實施方案中，固體生物質材料不是用於食品生產的材料。優選的固體生物質材料的例子包括水生植物和藻類、農業廢物和/或林業廢物和/或造紙廢物和/或由生活垃圾獲得的植物物質。
[0025]固體生物質材料優選包含纖維素和/或木質纖維素。合適的包含纖維素和/或木質纖維素的材料的例子包括農業廢物如玉米秸杆、大豆杆、玉米芯、稻草、稻殼、燕麥皮、玉米纖維、穀物稻杆如小麥、大麥、粗麥和燕麥的稻杆；草；林業產品和/或林業殘洛如木材和木材相關的材料如鋸屑；廢紙；食糖加工殘渣如甘蔗渣和甜菜渣；或它們的混合物。固體生物質材料更優選選自木材、鋸屑、稻草、草、甘蔗渣、玉米秸杆和/或它們的混合物。當固體生物質材料為木材時，硬木和軟木都可以應用。
[0026]在與催化劑接觸前，固體生物質材料可能已經經受過乾燥、烘焙、蒸汽爆炸、粒度減小、緻密化和/或制粒，從而改進方法的可操作性和經濟性。
[0027]固體生物質材料優選為烘焙後的固體生物質材料。在一個優選的實施方案中，本發明方法包括在在超過200°C的溫度下烘焙所述固體生物質材料的步驟，從而產生隨後與催化裂化催化劑接觸的烘焙後的固體生物質材料。在這裡術語烘焙和烘乾可以相互替換使用。
[0028]在這裡烘焙或烘乾被理解為在大於或等於200°C至小於或等於350°C的溫度範圍內在基本不含催化劑和在貧氧(優選為不含氧)的氣氛下處理所述固體生物質材料。貧氧氣氛被理解為包含小於或等於15vol%氧的氣氛，優選為小於或等於10vol%的氧，和更優選為小於或等於5vol%的氧。不含氧的氣氛被理解為在基本不含氧的情況下實施烘焙。
[0029]烘焙所述固體生物質材料優選在大於200°C的溫度下實施，更優選的溫度大於或等於210°C，進一步優選的溫度大於或等於220°C，甚至更優選的溫度大於或等於230°C。另外，烘焙所述固體生物質材料優選在小於350°C的溫度下實施，更優選的溫度小於或等於3300C，進一步優選的溫度小於或等於310°C，甚至更優選的溫度小於或等於300°C。
[0030]烘焙所述固體生物質材料優選在基本不含氧的條件下實施。更優選地，所述烘焙在包含例如惰性氣體如氮、二氧化碳和/或蒸汽的惰性氣氛下實施；和/或在還原氣體如氫、氣態烴如甲烷和乙烷或一氧化碳的存在下在還原氣氛下實施。
[0031]所述烘焙步驟可以在寬的壓力範圍內實施。但優選地，所述烘焙步驟在大氣壓力(約Ibar絕壓，對應於約0.1MPa)下實施。
[0032]所述烘焙步驟可以間歇或連續實施。
[0033]烘焙後的固體生物質材料具有更高的能量密度、更高的質量密度和更大的可流動性，使得它易於運輸、制粒和/或貯存。因為更脆，它可以更容易地減小為更小的顆粒。
[0034]以乾物質(即基本不含水的物質)的總重量計，所述烘焙後的固體生物質材料的氧含量優選大於或等於10wt%,更優選為大於或等於20wt%,和最優選大於或等於30wt%,至小於或等於60wt%,更優選至小於或等於50wt%。
[0035]在進一步優選的實施方案中，任意的烘乾或烘焙步驟還包括在將這種固體生物質材料烘焙之前使所述固體生物質材料乾燥。在這種乾燥步驟中，優選乾燥所述固體生物質材料，直到所述固體生物質材料的水分含量為大於或等於0.lwt%至小於或等於25wt%,更優選的範圍為大於或等於5wt%至小於或等於20wt%，和最優選為大於或等於5wt%至小於或等於15wt%。對於實際目的，水分含量可以通過用於確定生物質中總固體量的ASTME1756-01標準測試方法確定。在這種方法中，乾燥過程中損失的重量是原始水分含量的度量。
[0036]固體生物質材料優選為微粉化的固體生物質材料。在這裡微粉化的固體生物質材料被理解為固體生物質材料的顆粒粒度分布的平均粒度按雷射散射粒度分布分析儀測量為大於或等於5微米至小於或等於5000微米`。在一個優選的實施方案中，本發明方法包括任選在這種固體生物質材料烘焙之前或之後減小所述固體生物質材料顆粒粒度的步驟。當固體生物質材料包括木材或烘焙後木材時，這種顆粒粒度減小步驟可能是特別有利的。任選烘焙後的固體生物質材料的粒度可以用本領域熟練技術人員已知的適合於此目的的任何方式來減小。粒度減小的合適方法包括壓碎、研磨和/或粉碎。粒度減小優選可以通過球磨機、錘磨機、(刀)刨片機、粉碎機、刀切磨機或截斷機來實現。
[0037]固體生物質材料的顆粒粒度分布的平均粒度優選為大於或等於5微米、更優選大於或等於10微米、甚至更優選大於或等於20微米、和最優選大於或等於100微米，至小於或等於5000微米、更優選至小於或等於1000微米，和最優選至小於或等於500微米。
[0038]固體生物質材料的顆粒粒度分布的平均粒度最優選為大於或等於100微米，從而避免堵塞管道和/或噴嘴。最優選地，所述固體生物質材料的顆粒粒度分布的平均粒度為小於或等於3000微米，從而允許很容易地注入提升管反應器。
[0039]針對實際目的，固體生物質材料的粒度分布和平均粒度可以用雷射散射粒度分布分析儀(KSSHoriba LA950)按標題為〃Particle size analysis-Laser diffractionmethods"的 IS013320 方法確定。
[0040]因此，本發明方法優選包括任選在烘焙之前和/或之後減小固體生物質材料粒度的步驟，使產生的顆粒粒度分布的平均粒度為大於或等於5、更優選大於或等於10微米、和最優選大於或等於20微米至小於或等於5000微米、更優選至小於或等於1000微米和最優選至小於或等於500微米，從而產生微粉化的任選烘焙後的固體生物質材料。
[0041]在一個任選的實施方案中，任選烘焙後的固體生物質材料的粒度減小在將固體生物質材料懸浮在含烴液體和/或水中實施，從而提高可加工性和/或避免灰塵。
[0042]在一個實施方案中，使用如下所述的流體烴共同進料作為含烴液體。
[0043]在一個優選的實施方案中，在提供給提升管反應器之前，乾燥所述任選微粉化和任選烘焙後的固體生物質材料。因此，如果要烘焙固體生物質材料，可以在烘焙之前和/或之後進行乾燥。如在用作提升管反應器原料之前乾燥，固體生物質材料優選在大於或等於50°C至小於或等於200°C的溫度下乾燥，更優選為大於或等於80°C至小於或等於150°C。任選微粉化和/或烘焙後的固體生物質材料優選乾燥大於或等於30分鐘至小於或等於2天的時間段，更優選的時間段為大於或等於2小時至小於或等於24小時。
[0044]除了任選微粉化和/或任選烘焙後的固體生物質材料外，流體烴原料(這裡也稱為流體烴共同進料)優選也在提升管反應器中與催化裂化催化劑接觸。
[0045]在一個優選的實施方案中，在固體生物質材料提供給提升管反應器的位置下遊的位置處將流體烴原料提供給提升管反應器。這有利地允許固體生物質材料有更長的停留時間。另外，這也允許固體生物質材料利用比提升管反應器上遊(例如在固體生物質被流體烴原料急冷之前)更高的溫度和更高的催化劑與原料重量比。當流體烴原料在下遊提供時，在流體烴原料提供給提升管反應器的位置處固體生物質材料可能已經部分或全部轉化為油和/或裂化產品。在一個優選的實施方案中，在所述位置處，l_100wt%、更優選5-100%的固體生物質材料轉化為中間餾分油產品和/或裂化產品。
[0046]在另一個優選的實施方案中，在流體烴原料提供給提升管反應器的位置下遊的位置處，將固體生物質材料提供`給提升管反應器。不希望被任何種類的理論所局限，據信通過允許流體烴原料首先與催化裂化催化劑接觸，可以產生氫，正如典型的FCC操作那樣。當固體生物質材料在提升管反應器的更下遊與催化裂化催化劑接觸時，這種氫的可獲得性有助於減少焦炭的形成。
[0047]在另一個實施方案中，向提升管反應器提供固體生物質材料在流體烴原料中懸浮的懸浮體。這允許固體生物質材料更好的加工性。
[0048]在另外一個實施方案中，在第一位置處向提升管反應器提供在第一流體烴原料中懸浮的固體生物質材料的懸浮體和在第一位置下遊的第二位置處向提升管反應器提供第二流體烴原料。對於第一和第二流體烴原料的優選如在下文中針對流體烴原料所述。
[0049]烴原料在這裡被理解為包含一種或多種烴化合物的原料。烴化合物在這裡被理解為包含氫和碳和優選由碳和氫組成的化合物。流體烴原料在這裡被理解為不是固態的烴原料。更具體地，流體烴原料在這裡被理解為當引入提升管反應器時不是固態的烴原料。
[0050]流體烴共同進料優選為液態烴共同進料、氣態烴共同進料或它們的混合物。流體烴共同進料可以以基本液態、基本氣態或者部分液態-部分氣態的形式進料至催化裂化反應器。當以基本或部分液態進入催化裂化反應器中時，流體烴共同進料優選在入口處蒸發，並優選以氣態形式與催化裂化催化劑和/或固體生物質材料接觸。對於高粘性的流體烴原料，可能有利的是在進入提升管反應器之前預熱這種原料。例如，流體烴原料如常壓渣油、真空瓦斯油和/或它們的混合物可以被預熱至大於或等於250°C的溫度。[0051]流體烴原料可以是本領域熟練技術人員已知的適合用作催化裂化裝置原料的任何非固體烴原料。流體烴原料可以例如由以下物質獲得:常規原油(有時也被稱為石油或礦物油)、非常規原油(即應用非傳統油井方法的技術產出或抽出的油)或可再生油(即由可再生來源如熱解油、植物油、液化生物質衍生的油和/或它們的混合物)、費-託油(有時也被稱為合成油)和/或這些中任意一些的混合物。
[0052]在一個實施方案中，所述流體烴原料衍生自原油，優選常規原油。常規原油的例子包括西德克薩斯中等原油、布倫特原油、杜拜-阿曼原油、阿拉伯輕質原油、Midway Sunset原油或塔皮斯原油。
[0053]流體烴原料更優選包含(優選常規的)原油或可再生油的餾分。優選的流體烴原料包括直餾(常壓)粗柴油、閃蒸的餾出物、真空瓦斯油(VGO)、焦化瓦斯油、柴油、汽油、煤油、石腦油、液化石油氣、常壓渣油(「常壓渣油」)和減壓渣油(「減壓渣油」)和/或它們的混合物。流體烴原料最優選包括常壓渣油和/或真空瓦斯油。
[0054]在一個實施方案中，按分別基於標題為「Standard Test Method forDistillation of Petroleum Products at Atmospheric Pressure」的ASTM D86 的蒸懼方法測量和標題為 「Standard Test Method for Distillation of Petroleum Products atReduced Pressure」的ASTM D1160測量，流體烴原料在Ibar (對應於0.1MPa)的絕對壓力下的5wt%沸點為大於或等於100°C，更優選大於或等於150°C。這種流體烴原料的例子是真空瓦斯油。
[0055]在第二個實施方 案中，按分別基於標題為「Standard Test Method forDistillation of Petroleum Products at Atmospheric Pressure」 的 ASTM D86 的蒸懼方法測量和標題為 「Standard Test Method for Distillation of Petroleum Productsat Reduced Pressure」的ASTM D1160測量,流體烴原料在Ibar (0.1 MPa)的絕對壓力下的5wt%沸點為大於或等於200°C，更優選大於或等於220°C，最優選大於或等於240°C。這種流體烴原料的例子是常壓渣油。
[0056]在另一個優選的實施方案中，大於或等於70wt%、優選大於或等於80wt%、更優選大於或等於90wt%和甚至更優選大於或等於95wt%的流體烴原料的沸點為大於或等於150°C至小於或等於600°C，所述沸點在lbar(0.1MPa)的絕對壓力下分別按基於標題為「Standard Test Method for Distillation of Petroleum Products atAtmospheric Pressure」 的 ASTM D86 的蒸懼方法測量和標題為 「Standard Test Methodfor Distillation of Petroleum Products at Reduced Pressure」 的 ASTM D1160 測量。
[0057]流體烴原料的組成可以在很寬範圍內變化。
[0058]以流體烴原料的總重量計，流體烴原料優選包含大於或等於50wt%、更優選為大於或等於75wt%和最優選大於或等於90wt%至小於或等於100wt%的只由碳和氫組成的化合物。
[0059]流體烴原料可以包含例如鏈烷烴(包括環烷烴)、烯烴和/或芳烴。
[0060]以總的流體烴原料計，流體烴原料更優選包含大於或等於lwt%的鏈烷烴，更優選為大於或等於5wt%的鏈烷烴，和最優選大於或等於10wt%的鏈烷烴，和優選小於或等於100wt%的鏈烷烴，更優選小於或等於90wt%的鏈烷烴，和最優選小於或等於30wt%的鏈烷烴。鏈烷烴可以理解為所有的正_、環狀和支化的鏈烷烴。[0061]在另一個實施方案中，流體烴原料包括鏈烷類流體烴原料或由其組成。在這裡鏈烷類流體烴原料被理解為以流體烴原料的總重量計，流體烴原料包含至少50wt%的鏈烷烴，優選至少70wt%的鏈烷烴，和最優選至少90wt%鏈烷烴，至多且包括100wt%的鏈烷烴。
[0062]針對實際目的，初沸點為至少260°C的所有流體烴原料中的鏈烷烴含量可以按標題為「Standard test method for characteristic groups in rubber extenderand processing oils and other petroleum-derived oils by clay-gel absorptionchromatographic method」的ASTM方法D2007-03進行測量，其中飽和物含量代表鏈烷烴含量。對於所有其它流體烴原料，流體烴原料的鏈烷烴含量可以通過全多維氣相色譜法(GCxGC)進行測量，如在 P.J.Schoenmakers, J.L.M.M.0omen, J.Blomberg, ff.Genuit, G.vanVelzen, J.Chromatogr.A, 892 (2000) p.29 及之後所述。
[0063]鏈烷類流體烴原料的例子包括如在W02007/090884中描述和在這裡作為參考引入的所謂的費-託衍生烴物流、或者是富氫原料如加氫處理器產品或蠟油。蠟油被理解為加氫裂化器的底部餾分。可以產生能夠用作流體烴原料的底部餾分的加氫裂化法的例子在EP-A-699225、EP-A-649896、TO-A-97/18278、EP-A-705321、EP-A-994173 和 US-A-4851109中有述，它們在這裡作為參考引入。
[0064]「費-託衍生烴物流」指所述烴物流為費-託烴合成方法的產品或者通過加氫步驟即加氫裂化、加氫異構化和/或加氫而由所述產品衍生。
[0065]費-託衍生的烴物流可以合適地為所謂的合成原油，如在GB-A-2386607、GB-A-2371807或EP-A-0321305中所述。其它合適的費-託烴物流可以為通過費_託烴類合成方法獲得和任選接著進行加氫處理步驟的沸點在石腦油、煤油、粗柴油或蠟範圍內的烴餾分。
[0066]固體生物質材料與任意流體烴原料的重量比可以在很寬範圍內變化。為了方便共同處理，流體烴原料與固體生物質材料的重量比優選大於或等於50:50(5:5)，更優選大於或等於70:30 (7:3)，更加優選大於或等於80:20 (8:2)，甚至更優選大於或等於90:10 (9:1)。針對實際目的，`流體烴原料與固體生物質材料的重量比優選小於或等於99.9:0.1(99.9:0.1)，更優選小於或等於95:5 (95:5)。流體烴原料和固體生物質材料優選以上述範圍的重量比進料至提升管反應器。
[0067]以提供給提升管反應器的固體生物質材料和任意流體烴原料的總重量計，固體生物質材料的量優選小於或等於30wt%,更優選小於或等於20wt%,最優選小於或等於10wt%和甚至更優選小於或等於5wt%。針對實際目的，以提供給提升管反應器的固體生物質材料和流體烴原料的總重量計，所存在的固體生物質材料的量優選大於或等於0.lwt%，更優選大於或等於lwt%。
[0068]在一個優選的實施方案中，按總流體烴原料的幹基(即不含水)計，所述流體烴原料包含大於或等於8wt%的元素氫(即氫原子)，更優選大於或等於12wt%的元素氫。元素氫的含量高，例如大於或等於8wt%，使得流體烴原料在催化裂化過程中用作便宜的氫供體。特別優選的元素氫含量大於或等於8wt%的流體烴原料為費-託衍生的蠟質殘液。這種費-託衍生的蠟質殘液例如可以包含約85wt%的元素碳和15wt%的元素氫。
[0069]不希望被任何種類的理論所局限，進一步確信的是流體烴原料與固體生物質材料之間的重量比越高，越能夠通過氫轉移反應使固體生物質材料提質。[0070]固體生物質材料在提升管反應器中與催化裂化催化劑接觸。在這裡提升管反應器被理解為適合於實施催化裂化反應的細長反應器，優選基本為管狀反應器。流化催化裂化催化劑合適地在提升管反應器中從反應器的上遊端流向下遊端。細長反應器、優選為管狀的反應器優選以基本垂直的方式取向。流化催化裂化催化劑優選從提升管反應器的底部向上流向提升管反應器的頂部。
[0071]提升管反應器優選為催化裂化裝置的一部分(即作為催化裂化反應器)，更優選為流化催化裂化(FCC)裝置的一部分。
[0072]合適的提升管反應器的例子在Joseph W.Wilson的標題為「Fluid CatalyticCracking technology and operations，，的手冊(由PennWell Publishing Company(1997)出版)的第3章，特別是第101-112頁中有述，其在這裡作為參考引入。
[0073]例如，正如其中所述，提升管反應器可以是所謂的內部提升管反應器或所謂的外部提升管反應器。
[0074]內部提升管反應器優選為基本垂直的反應器，和優選為基本管狀的基本垂直的反應器，它可以具有位於容器外部的基本垂直的上遊端和位於容器內部的基本垂直的下遊端。所述容器合適地為適合於催化裂化反應的反應容器和/或包括一個或多個旋風分離器和/或渦流分離器的容器。內部提升管反應器的位於容器內部的下遊端優選佔提升管反應器總長度的大於或等於30%，更優選大於或等於40%，仍更優選大於或等於50%，和最優選大於或等於70%。內部提升管反應器特別有利，這是因為在提升管反應器中，固體生物質材料可以被轉化為中間餾分油產品。由於在這種中間餾分油產品中可能存在有含氧烴和/或烯烴，因此，這種中間餾分油產品可能比常規油更易於聚合。另外，由於可能存在有含氧烴，中間餾分油產品可能比常規油更具腐蝕性。應用內部提升管反應器允許人們降低由於聚合造成堵塞的危險和/或減少腐蝕的危險，從而增加安全性和構件的一體性。
[0075]在這裡外部提升管優選被理解為位於容器外部的提升管反應器。外部提升管反應器合適地通過所謂的跨接管與容`器相連。外部提升管反應器優選包括優選基本垂直的提升管反應器管。這種提升管反應器管位於容器外部。提升管反應器管可以合適地通過優選基本水平的下遊跨接管與容器相連。下遊跨接管的方向優選基本橫切提升管反應器管的方向。所述容器可以合適地為適合於催化裂化反應的反應容器和/或包括一個或多個旋風分離器和/或渦流分離器的容器。跨接管也可以合適地與旋風分離器和/或渦流分離器直接連接。
[0076]當應用外部提升管反應器時，可能有利的是應用在其終端具有彎管或低速區的外部提升管反應器，如例如在由PennWell PublishingCompany(1997)出版的JosephW.Wilson 的標題為 「Fluid Catalytic Cracking technology and operations」 的手冊的第3章附圖3-7中所述，所述文獻在這裡作為參考引入。
[0077]低速區在這裡優選被理解為在外部提升管反應器內部的區域或面積，其中優選流化的催化裂化催化劑的速度最小。低速區可以例如包括如上所述位於上遊提升管反應器管最下遊端的累積空間，它延伸所述提升管反應器管超出與跨接管的連接。低速區的一個例子是所謂的「盲端三通」。
[0078]已經有利地發現部分催化裂化催化劑可能在彎管或低速區內沉積，從而形成保護層防止如上所述的催化裂化催化劑和/或任何殘餘固體顆粒和/或任何含氧烴的腐蝕和/或磨蝕。
[0079]內部提升管反應器或外部提升管反應器也可能是所謂的U形彎管的一部分。在這種情況中，U形彎管的一個腿可以用作立管，和U形彎管的另一個腿可以用作提升管反應器。例如，再生催化劑從催化劑再生器流入位於U形彎管上遊端的入口，向下流過U形彎管，和隨後向上流出位於U形彎管下遊端的出口。
[0080]在本發明的方法中，提升管反應器包括提升管反應器管和底部區域，所述底部區域的直徑比提升管反應器管的直徑大，和固體生物質材料在底部區域提供給提升管反應器。
[0081]提升管反應器管優選與底部區域流體相連。提升管反應器管更優選在其上遊端與底部區域流體相連。流體相連在這裡被理解為固體、液體或氣體可以從底部區域流入提升管反應器管。在這裡上遊端被理解為固體生物質材料或由固體生物質材料衍生的任何中間餾分油產品或裂化產品最先進入提升管反應器管的提升管反應器管終端
[0082]在底部區域提供固體生物質材料在這裡被理解為固體生物質材料通過底部區域提供給提升管反應器，與通過提升反應器管在更下遊提供相對。
[0083]當在提升管反應器的底部區域引入固體生物質材料時，底部直徑增加有利地允許人們增加固體生物質材料在該部分提升管反應器的停留時間。另外，它允許固體生物質材料利用在所述反應器位置處高的催化裂化催化劑溫度。另外，在提升管反應器的底部區域加入固體生物質材料可以有利地導致在所述底部區域中原位形成水。原位形成水可以降低烴分壓並減少二級氫轉移反應，從而導致更高的烯烴收率。烴分壓優選降低至壓力為 0.3-3.3bar 絕壓(0.03-0.33MPa)，更優選至壓力 0.5-2.8bar 絕壓(0.05-0.28MPa)，甚至更優選至壓力0.7-2.8bar絕壓(0.07-0.28MPa)，和最優選至壓力1.2-2.8bar絕壓(0.12-0.28MPa)。
[0084]直徑更大的底部區域例如可以具有提升鬥的形式。因此，在這裡直徑更大的底部區域也被稱為提升鬥或增大的底部區域。
[0085]底部區域的直徑優選為大於或等於0.4米，更優選為大於或等於0.8米，和最優選為大於或等於I米，和所述直徑優選為小於或等於5米，更優選為小於或等於4米，最優選為小於或等於2米。
[0086]底部區域的高度優選為大於或等於I米至小於或等於5米。
[0087]可能有利的是在提升管反應器的底部區域也加入提升氣。這種提升氣的例子包括蒸汽、汽化的油和/或油餾分、和它們的混合物。從實際的角度來看，蒸汽作為提升氣是最優選的。但是，應用汽化的油和/或油餾分(優選為汽化的液化石油氣、汽油、柴油、煤油或石腦油)作提升氣可能具有的優點是所述提升氣可同時用作氫供體和可以防止或減少結焦。在一個特別優選的實施方案中，蒸汽和汽化的油和/或汽化的油餾分(優選為液化石油氣、汽化的汽油、柴油、煤油或石腦油)都用作提升氣，任選地，蒸汽和汽化的油和/或汽化的油餾分在提升氣混合物中混合在一起。提升氣最優選由蒸汽組成。
[0088]在進入提升管反應器之前，固體生物質材料可以優選與提升氣或提升氣混合物混合。如果在進入提升管反應器之前固體生物質材料沒有與提升氣混合，則它可以與提升氣同時(在一個相同的位置處)進料至提升管反應器，和任選在提升管反應器入口處混合；或者它可以與任何提升氣(在不同的位置處)分別進料至提升管反應器。[0089]當將固體生物質材料和提升氣兩者均加入到提升管反應器底部時，提升氣與固體生物質材料的重量比優選大於或等於0.01: 1，更優選大於或等於0.05:1，至小於或等於5:1，更優選至小於或等於1.5:1。
[0090]提升管反應器管的直徑優選為大於或等於0.3米，更優選為大於或等於0.6米，仍更優選為大於或等於I米，和所述直徑優選為小於或等於3米，更優選為小於或等於2.5米，甚至更優選為小於或等於2米，和最優選為小於或等於1.8米。
[0091]在本發明的方法中，提升管反應器包括提升管反應器管，所述提升管反應器管的直徑沿下遊方向增加。直徑沿下遊方向增加的提升管反應器管可以有利地容納在固體生物質材料轉化過程中產生的氣體體積的增加。直徑的增加可以是間歇的，從而形成兩個或多個具有固定直徑的提升管反應器管段，其中當沿下遊方向行進時，前面每一段的直徑均比後一段的直徑小；直徑的增加也可以是漸進的，導致沿下遊方向提升管反應器管的直徑逐漸增加；或者直徑的增加可以是漸進增加和間歇增加的組合。
[0092]在一個優選的實施方案中，提升管反應器管最窄部分內徑(即提升管反應器管最小直徑DmiI?p)為大於或等於0.3米，更優選為大於或等於0.5米，仍更優選為大於或等於
0.6米，至小於或等於2.5米，更優選至小於或等於2.25米，甚至更優選至小於或等於2.0米，和最優選至小於或等於1.75米。
[0093]在另一個優選的實施方案中，提升管反應器管最寬部分內徑(即提升管反應器管最大直徑Dma?p)為大於或等於0.35米，更優選為大於或等於0.60米，仍更優選為大於或等於1.00米，至小於或等於3.00米，更優選至小於或等於2.50米，甚至更優選至小於或等於
2.00米,和最優選至小於或等於1.80米。
[0094]提升管反應器管最寬部分內徑與提升管反應器管最窄部分內徑的比(即Dfflax-rp:Dfflin_rp)優選為大於或等於1.001:1，更優選為大於或等於1.01:1，和最優選為大於或等於1.10:1 ;和優選為小於或等於3.00:1`，更優選為小於或等於2.00:1，最優選為小於或等於 1.50:1。
[0095]提升管反應器的總長度(包括提升管反應器管和底部區域兩者)可以在寬範圍內變化。針對實際目的，提升管反應器的長度優選為大於或等於10米，更優選為大於或等於15米，和最優選為大於或等於20米，至小於或等於65米，更優選至小於或等於55米，和最優選至小於或等於45米。
[0096]底部區域的直徑大於提升管反應器管的直徑。當應用時，直徑在這裡被理解為內徑，例如為底部區域或提升管反應器管的內徑(內部直徑)。
[0097]底部區域最下遊部分內徑合適地大於提升管反應器管最上遊部分內徑。即在底部區域和提升管反應器管的連接處，底部區域的內徑合適地大於提升管反應器管的內徑。提升管反應器底部區域最大內徑優選大於提升管反應器管最大內徑。底部區域最大內徑與提升管反應器管最大內徑的比(Dmax_bs:Dma?p)優選為大於或等於1.001:1，更優選為大於或等於1.01:1，和最優選為大於或等於1.10:1。進一步，底部區域最大內徑與提升管反應器管最大內徑的比(Dmax_bs:Dma?p)優選為小於或等於3.00:1，更優選為小於或等於2.00:1，和最優選為小於或等於1.50:1。
[0098]提升管反應器中的溫度優選為大於或等於450°C，更優選大於或等於480°C，至小於或等於800°C，更優選至小於或等於750°C。[0099]提供固體生物質材料的位置處的溫度優選為大於或等於500°C，更優選大於或等於550°C，和最優選大於或等於600°C，至小於或等於800°C，更優選至小於或等於750°C。
[0100]提升管反應器中的壓力優選為大於或等於0.5bar絕壓至小於或等於IObar絕壓(0.05-lMPa),更優選大於或等於1.0bar絕壓至小於或等於6bar絕壓(0.1-0.6MPa)。
[0101]固體生物質材料的總平均停留時間優選為大於或等於I秒，更優選大於或等於
1.5秒，甚至更優選大於或等於2秒，至小於或等於10秒，優選至小於或等於5秒，和更優選至小於或等於4秒。
[0102]在本專利申請中提到的停留時間以出口條件下的蒸氣停留時間計，即停留時間不僅包括特定原料(如固體生物質材料)的停留時間，也包括其轉化產品的停留時間。
[0103]當固體生物質材料的平均粒度為100-1000微米時，固體生物質材料的總平均停留時間最優選為大於或等於I秒至小於或等於2.5秒。
[0104]當固體生物質材料的平均粒度為30-100微米時，固體生物質材料的總平均停留時間最優選為大於或等於0.1至小於或等於I秒。
[0105]在這裡催化劑與原料(即固體生物質材料和任何流體烴原料的總進料)的重量比也被稱為催化劑:原料比，該比值優選大於或等於1:1，更優選大於或等於2:1和最優選大於或等於3:1，至小於或等於150:1，更優選至小於或等於100:1，最優選至小於或等於50:1。
[0106]在將固體生物質材料提供給提升管反應器的位置處，催化劑與固體生物質材料的重量比(催化劑:固體生物質材料的比)優選為大於或等於1:1，更優選大於或等於2:1，和最優選大於或等於3:1，至小於或等於150:1，更優選至小於或等於100:1，甚至更優選至小於或等於50:1，最優選至小`於或等於20:1。
[0107]在本發明的方法中，如果存在，任何流體烴原料可以在固體生物質材料的下遊引入提升管反應器。在一個優選的實施方案中，可以在固體生物質材料的停留時間已經為大於或等於0.01秒、更優選大於或等於0.05秒和最優選大於或等於0.1秒至小於或等於2秒、更優選至小於或等於I秒和最優選至小於或等於0.5秒的位置處向催化裂化反應器加入流體烴原料。
[0108]在提升管反應器中提供流體烴原料的位置處的溫度優選為大於或等於450°C，更優選大於或等於480°C，至小於或等於650°C，更優選至小於或等於600°C。不希望被任何種類的理論所局限，據信加入流體烴原料可以急冷催化裂化催化劑，和因此可能導致其加入提升管反應器的位置處更低的溫度。
[0109]因此，固體生物質材料優選在具有溫度Tl的位置處加入到提升管反應器中，和如果存在，流體烴原料在具有溫度T2的位置處加入到提升管反應器中，並且溫度Tl高於T2。Tl和T2優選均大於或等於400°C，更優選均大於或等於450°C。
[0110]固體生物質材料和流體烴原料可以以本領域熟練技術人員已知的任何方式提供
給提升管反應器。
[0111]但是固體生物質材料優選藉助於螺旋加料器提供給提升管反應器，特別是當固體生物質材料沒有作為固體生物質顆粒在含烴液體中的懸浮體和/或與提升氣的混合物來提供時。當固體生物質材料作為固體生物質顆粒在含烴液體中的懸浮體提供給提升管反應器時，可以有利地應用漿液泵將固體生物質材料提供給提升管反應器。[0112]催化裂化催化劑可以是本領域熟練技術人員已知的適合在裂化方法中應用的任何催化劑。催化裂化催化劑優選包含沸石組分。另外，催化裂化催化劑可以包含無定形粘合劑化合物和/或填料。無定形粘合劑組分的例子包括二氧化矽、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋯和氧化鎂、或它們的兩種或更多種的組合。填料的例子包括粘土(如高嶺土)。
[0113]沸石優選為大孔沸石。大孔沸石包括含多孔結晶型鋁矽酸鹽結構的沸石，其中所述結晶型鋁矽酸鹽結構具有多孔內部晶胞結構，和孔的主軸範圍為0.62-0.8納米。沸石的軸在 W.M.Meier,D.H.0lson 和 Ch.Baerlocher 的，Atlas of Zeolite Structure Types',第四版，1996年，Elsevier, ISBN0-444-10015-6中有述。這種大孔沸石的例子包括FAU或八面沸石，優選為合成的八面沸石，例如沸石Y或X、超穩沸石Y (USY)、稀土沸石Y (=REY)和稀土 USY (REUSY)。按照本發明，USY優選用作大孔沸石。
[0114]催化裂化催化劑還可以包括中孔沸石。可以在本發明中應用的中孔沸石為含多孔結晶型鋁矽酸鹽結構的沸石，其中所述結晶型鋁矽酸鹽結構具有多孔內部晶胞結構，孔的主軸範圍為0.45-0.62納米。這種中孔沸石的例子有:MFI結構類型，例如ZSM-5 ;MTW類型，例如ZSM-12 ;Τ0Ν結構類型，例如Θ I類；和FER結構類型，例如鎂鹼沸石。按照本發明，ZSM-5優選用作中孔沸石。
[0115]按照另一個實施方案，可以應用大孔和中孔沸石的共混物。在裂化催化劑中大孔沸石與中孔徑沸石的比優選為99:1至70:30，更優選為98:2至85:15。
[0116]相對於催化裂化催化劑的總質量，在裂化催化劑中存在的大孔沸石和/或中孔沸石的總量優選為5-40wt%，更優選 為10-30wt%，甚至更優選為10-25wt%。
[0117]固體生物質材料和任選的流體烴原料優選沿相同方向並流流動。催化裂化催化劑可以以並流、逆流或交叉流流型與所述固體生物質材料的流動和如果存在的流體烴原料流接觸。催化裂化催化劑優選以並流流型與固體生物質材料和如果存在的流體烴原料的並流流型接觸。
[0118]在一個優選的實施方案中，本發明方法包括:
[0119]催化裂化步驟，所述步驟包括在提升管反應器中在超過400°C的溫度下使固體生物質材料和任選的任何流體烴原料與催化裂化催化劑接觸，以產生一種或多種裂化產品和廢催化裂化催化劑；
[0120]分離步驟，所述分離步驟包括使一種或多種裂化產品與廢催化裂化催化劑分離；
[0121]再生步驟，所述再生步驟包括再生廢催化裂化催化劑，以產生再生後的催化裂化催化劑、熱量和二氧化碳；和
[0122]循環步驟，所述循環步驟包括將所述再生後的催化裂化催化劑循環至催化裂化步驟。
[0123]催化裂化步驟優選按上文所述實施，其中固體生物質材料在提升管反應器中與催化裂化催化劑接觸。在提升管反應器中，可以產生由固體生物質材料衍生的任何中間餾分油產品和/或裂化產品。
[0124]分離步驟優選藉助一個或多個旋風分離器和/或一個或多個渦流管實施。實施分離步驟的合適方法例如在Reza Sadeghbeigi的標題為「Fluid CatalyticCracking; Design, Operation, and Troubleshooting of FCC Facilities，，的手冊(由 GulfPublishing Company (1995)出版)、特別是第 219-223 頁中有述,和在 Joseph W.Wilson 的手冊〃Fluid Catalytic Cracking technology and operations，，(由PennWell PublishingCompany (1997)出版)的第3章、特別是第104-120頁和第6章、特別是第186-194頁中有述，它們在這裡均作為參考引入。旋風分離器優選在18-80米/秒的速度下操作，更優選的速度為25-55米/秒。
[0125]另外，所述分離步驟還可以包括氣提步驟。在該氣提步驟中，可以使廢催化劑氣提，從而在再生步驟之前回收廢催化劑上吸收的產品。這些產品可以循環和加入到催化裂化步驟獲得的裂化產品物流中。
[0126]再生步驟優選包括在大於或等於550°C的溫度下在再生器中使廢催化裂化催化劑與含氧氣體接觸，從而產生再生後的催化裂化催化劑、熱量和二氧化碳。在再生的過程中，由於催化裂化反應而可能在催化劑上沉積的焦炭被燒掉，從而恢復了催化劑活性。
[0127]含氧氣體可以為本領域熟練技術人員已知的適合於在再生器中使用的任何含氧氣體。例如含氧氣體可以為空氣或富氧空氣。在這裡富氧空氣可以理解為以空氣的總體積計含大於21vol%氧(O2)的空氣,更優選為含大於或等於22vol%氧的空氣。
[0128]優選使用放熱的再生步驟產生的熱量，從而為吸熱的催化裂化步驟提供能量。另外，所產生的熱量可用於加熱水和/或產生蒸汽。蒸汽可以在煉廠的其它地方應用，例如在提升管反應器中作為提升氣。
[0129]廢催化裂化催化劑優選在大於或等於575°C、更優選大於或等於600°C至小於或等於950°C、更優選至小於或等於850°C的溫度下再生。廢催化裂化催化劑優選在大於或等於0.5bar絕壓至小於或等於IObar絕壓(0.05-lMPa)、更優選大於或等於1.0bar絕壓至小於或等於6bar絕壓(0.1-0.6MPa)的壓力下再生。
[0130]再生後的催化裂化催化劑可以循環至催化裂化步驟。在一個優選的實施方案中，向循環物流加入補充催化劑的側線物流，以補充反應區和再生器中損失的催化劑。
[0131]在本發明方法中，生產一種或多種裂化產品。在一個優選的實施方案中，所述一種或多種裂化產品隨後蒸餾，以產生一種或多種產品餾分。
[0132]正如這裡所示，一種或多種裂化產品可以包含一種或多種含氧烴。這種含氧烴的例子包括醚、酯、酮、酸和醇。在一個具體的例子中，一種或多種裂化產品可以包含酚。
[0133]蒸餾可以按本領域熟練技術人員已知的適合於蒸餾催化裂化裝置產品的任何方式實施。例如蒸懼可以按Joseph W.Wilson的標題為「Fluid Catalytic Crackingtechnology and operations」的手冊(由 PennWell Publishing Company (1997)出版)第14-18頁和第8章、特別是第223-235頁中所述來實施，其在這裡作為參考引入。
[0134]一種或多種產品餾分可以包含一種或多種含氧烴。這種含氧烴的例子包括醚、酯、酮、酸和醇。具體地，一種或多種產品餾分可以包含酚和/或取代酚。
[0135]在另一個實施方案中，通過蒸餾獲得的一種或多種產品餾分中的至少一種隨後進行加氫脫氧以產生加氫脫氧後的產品餾分。該加氫脫氧後的產品餾分可以用作生物燃料和/或生物化學品組分。
[0136]在這裡加氫脫氧被理解為在加氫脫氧催化劑的存在下，通過使包含含氧烴的一種或多種產品餾分與氫接觸而降低一種或多種產品餾分中含氧烴的濃度。可以脫除的含氧烴包括酸、醚、酯、酮、醛、醇(如酚)和其它含氧化合物。
[0137]加氫脫氧優選包括:在大於或等於20(TC、優選大於或等於250°C至小於或等於450°C、優選小於或等於400°C的溫度下；在大於或等於IObar絕壓(IMPa)至小於或等於350bar絕壓(35MPa)的總壓下；和氫分壓大於或等於2bar絕壓(0.2MPa)至小於或等於350bar絕壓(35MPa)下；在加氫脫氧催化劑的存在下，使一種或多種產品餾分與氫接觸。
[0138]加氫脫氧催化劑可以是本領域熟練技術人員已知的適合於此目的的任何種類的加氫脫氧催化劑。
[0139]加氫脫氧催化劑優選包括一種或多種加氫脫氧金屬，優選載帶在催化劑載體上。
[0140]最優選的加氫脫氧催化劑包括:在氧化鋁上的銠(Rh/Al203)、在氧化鋁上的銠-鈷(RhCoAl2O3)、在氧化鋁上的鎳-銅(NiCuAl2O3)、在氧化鋁上的鎳-鎢(NiW/Al203)、在氧化鋁上的鈷-鑰(CoMo/A1203)或在氧化鋁上的鎳-鑰(NiMo/ΑΙΑ)。
[0141]如果一種或多種產品餾分也包含一種或多種含硫烴，可以有利地應用硫化的加氫脫氧催化劑。如果加氫脫氧催化劑是硫化的，則催化劑可以原位或異位硫化。
[0142]除了加氫脫氧外，一種或多種產品餾分可以經受加氫脫硫、加氫脫氮、加氫裂化和/或加氫異構化。所述加氫脫硫、加氫脫氮、加氫裂化和/或加氫異構化可以在加氫脫氧之前、之後和/或與加氫脫氧同時實施。
[0143]在一個優選的實施方案中，蒸餾產生的一種或多種產品餾分和/或加氧脫氧產生的一種或多種加氫脫氧產品可以作為生物燃料組分和/或生物化學品組分與一種或多種其它組分共混，以生產生物燃料和/或生物化學品。可以與一種或多種加氫脫氧產品共混的一種或多種其它組分的例子包括抗氧化劑、防腐劑、無灰清淨劑、去霧劑、染料、潤滑性能改進劑和/或礦物燃料組分以及常規的石油衍生的汽油、柴油和/或煤油餾分。
[0144]替代地，一種或多種產品餾分和/或一種或多種加氫脫氧產品可以作為中間產物用於製備生物燃料組分和/或生物化學品組分。在這種情況中，一種或多種產品餾分和/或一種或多種加氫脫氧產品可以經受進一步的轉化和該進一步轉化的產品可以隨後與一種或多種其它組分(如上所列)共混，以製備`生物燃料和/或生物化學品。
[0145]在這裡生物燃料和生物化學品分別被理解為至少部分由可再生能源衍生的燃料或化學品。
[0146]圖1中描述了本發明的一個實施方案。在圖1中，將固體生物質材料的原料(102)和蒸汽原料(104)都引入外部提升管反應器(107)的底部區域(106)。提升管反應器(107)包括通過其截錐出口(106a)與提升反應器管(105)相連的底部區域(106)。所述底部區域
(106)的最大內徑(Dmax_bs)大於提升管反應器管(105)的最大內徑(Dma?p)。提升管反應器管(105)的內徑沿下遊方向增加。
[0147]在提升管反應器(107)的底部區域(106)中，固體生物質材料(102)和蒸汽原料
(104)與熱的再生催化裂化催化劑(108)混合。催化裂化催化劑(108)、固體生物質材料
(102)和蒸汽原料(104)的混合物然後進入提升管反應器(107)。在固體生物質材料(102)在提升管反應器(107)中約0.1秒的停留時間後，將流體烴原料(110)引入提升管反應器
(107)。在提升管反應器(107)中，將固體生物質材料(102)和附加的流體烴原料(110)催化裂化，以生產一種或多種裂化產品。一種或多種裂化產品、催化裂化催化劑、蒸汽、和任何殘餘的未裂化固體生物質材料、和流體烴原料的混合物然後通過連接管(112)從提升管反應器(107)的頂部進入反應器容器(114)，反應器容器(114)包括與第二旋風分離器(118)緊密偶合的第一旋風分離器(116)。裂化產品(120)通過第二旋風分離器(118)的頂部抽出，並任選隨後進入蒸餾塔(未示出)。廢催化裂化催化劑(122)從旋風分離器(116和118)的底部抽出，並隨後進入汽提器(124)，在其中從廢催化裂化催化劑(122)中汽提出進
一步的裂化產品。
[0148]廢的且汽提後的催化裂化催化劑(126)隨後進入再生器(128)，在其中廢催化裂化催化劑與空氣(130)接觸，以生產熱的再生後的催化裂化催化劑(108)，後者可以循環至提升管反應器(107)的底部( 106)。
【權利要求】
1.一種轉化固體生物質材料的方法，所述方法包括在提升管反應器中在超過400°c的溫度下使固體生物質材料與催化裂化催化劑接觸以產生一種或多種裂化產品，其中所述提升管反應器包括提升管反應器管和底部區域，所述提升管反應器管的直徑沿下遊方向增加，所述底部區域的直徑大於提升管反應器管的直徑，和其中固體生物質材料在底部區域提供給提升管反應器。
2.權利要求1的方法，其中提升管反應器管最寬部分內徑與提升管反應器管最窄部分內徑的比為大於或等於1.001:1和小於或等於3.00:1。
3.前述權利要求任一項的方法，其中底部區域最大內徑與提升管反應器管最大內徑的比為大於或等於1.001:1和小於或等於3.00:1。
4.前述權利要求任一項的方法，其中固體生物質材料作為固體生物質材料和氣體的混合物進料至提升管反應器。
5.權利要求4的方法，其中所述氣體選自蒸汽、汽化的液化石油氣、汽油、柴油、煤油、石腦油和它們的混合物。
6.前述權利要求任一項的方法，其中在將固體生物質材料提供給提升管反應器的位置處催化劑與固體生物質材料的重量比為大於或等於1:1至小於或等於150:1。
7.前述權利要求任一項的方法，其中還有流體烴原料在提升管反應器中與催化裂化催化劑接觸。
8.權利要求7的方法，其中在流體烴原料提供給提升管反應器的位置上遊的位置處將固體生物質材料提供給提升管反應器。
9.權利要求7 或8的方法，其中流體烴原料包括直餾(常壓)粗柴油、閃蒸的餾出物、真空瓦斯油(VGO)、焦化瓦斯油、汽油、石腦油、柴油、煤油、常壓渣油(「常壓渣油」)和減壓渣油(「減壓渣油」)和/或它們的混合物。
10.權利要求7-9任一項的方法，其中在固體生物質材料的停留時間已經為大於或等於0.1秒至小於或等於I秒的位置處將流體烴原料引入提升管反應器。
11.前述權利要求任一項的方法，其中一種或多種裂化產品隨後蒸餾以產生一種或多種產品餾分。
12.權利要求11方法，其中通過蒸餾獲得的一種或多種產品餾分隨後加氫脫氧以獲得一種或多種加氫脫氧產品。
13.—種製備生物燃料和/或生物化學品的方法，其中按權利要求11產生的一種或多種產品餾分與一種或多種其它組分共混以製備生物燃料和/或生物化學品。
14.一種製備生物燃料和/或生物化學品的方法，其中按權利要求12產生的一種或多種加氫脫氧產品與一種或多種其它組分共混以製備生物燃料和/或生物化學品。
【文檔編號】C10B49/22GK103562352SQ201280026018
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年4月23日 優先權日:2011年4月21日
【發明者】C·J·斯查沃裡恩, A·Q·M·博恩, A·H·楊森, J·W·哈裡斯, S·范帕森, J·W·高塞林克, N·W·J·威 申請人:國際殼牌研究有限公司