Катализатор для гидротермального сжижения биомассы растительного происхождения



Владельцы патента RU 2668423:

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" (RU)

Изобретение относится к катализаторам для гидротермального сжижения биомассы растительного происхождения и может быть использовано при получении альтернативных жидких моторных топлив. Катализатор нахадится во фторированной и/или сульфатированной форме и содержит, мас.%: оксид стронция или оксид титана, или оксид олова, или их смесь 1-50, мелкодисперсный алюмосодержащий оксидный носитель, включающий фосфаты или арсенаты алюминия - остальное, до 100. Достигаемый технический результат заключается в повышении активности катализатора за счет его большей удельной поверхности и наличия изомеризующего компонента. При этом высокое значение удельной поверхности катализатора приводит к повышенному содержанию бензиновой составляющей, а изомеризующая функция используемого катализатора в условиях реакции гидротермального сжижения приводит к повышению октанового числа бензиновой фракции, содержащейся в полученной бионефти. Кроме того, использование описываемого катализатора приводит к улучшению низкотемпературных свойств дизельной составляющей получаемой бионефти, обусловленное также повышенным содержанием в последней углеводородов изостроения. 7 пр.

 

Изобретение относится к катализаторам для гидротермального сжижения биомассы и может быть использовано при получении альтернативных жидких моторных топлив.

В настоящее время предложено множество методов конверсии биомассы в жидкие углеводороды. Среди них можно выделить два основных подхода: 1) переработка отдельных компонентов биомассы (в частности, гидролиз целлюлозы и сбраживание с получением биоэтанола, переэтерификация триацилглицеридов), 2) переработка биомассы целиком.

Ко второй группе относятся, прежде всего, пиролиз, который может осуществляться как в присутствии водорода (гидропиролиз) либо без него и гидротермальное сжижение (hydrothermal liquefaction) с получением бионефти (bio-oil).

Из всех методов наиболее экономически целесообразным является процесс гидротермального сжижения, поскольку его реализации не требует проведения энергетически затратной глубокой осушки биомассы, как в случае проведения пиролиза. При этом, для переработки вполне подходит сырье, содержащее 50-90% масс. влаги. Таким образом, биомасса зеленых растений, водной растительности или микроводорослей может быть подвергнута конверсии напрямую.

В ходе процесса гидротермального сжижения биомассу подвергают быстрому нагреву в закрытом объеме до температуры 250-600°C, а затем выдерживают некоторое время при максимальной температуре. Затем реакционную массу охлаждают, выгружают из реактора и разделяют.

Основными продуктами процесса гидротермального сжижения являются: 1) смесь газов: метана, С2-С3-углеводородных газов, 2) смесь жидких углеводородов или бионефть, 3) водная фаза, содержащая аммонийный азот, карбоновые кислоты и другие водоростворимые органические вещества, 4) твердый остаток.

Варьируемыми факторами процесса является скорость нагрева, максимальная температура и время выдержки. Наиболее ценным компонентом является бионефть, поэтому процесс обычно ведут таким образом, чтобы ее выход был максимальным.

Качество бионефти может быть оценено такими показателями, как, в частности, фракционный состав (содержание бензиновой и дизельной фракции) окислительная стабильность отдельных фракций, плотность.

Использование катализаторов позволяет увеличить выход бионефти и, как правило, способствует снижению оптимальной температуры процесса, а в некоторых случаях может влиять и на качество получаемой бионефти.

Известен катализатор для гидротермального сжижения биомассы с получением компонентов топлив, состоящего из гидрирующего компонента и крупнопористого носителя, объем пор составляет 30-60% по объему. В качестве гидрирующего компонента используют рутений (ЕР 2904070, 2015). Главный недостаток описанного катализатора заключается в необходимости использования в его составе дорогостоящего гидрирующего металла, используемого в сложном технологическом процессе.

Известно использование в качестве катализатора процесса гидротермального сжижения биомассы микроводорослей гомогенных катализаторов, т.е. веществ, растворимых в воде. Увеличение выхода бионефти для различных катализаторов происходит в следующем порядке: Na2CO3>СН3СООН>КОН>НСООН. При этом содержание азота в бионефти, полученной с использованием органических кислот в качестве катализаторов, выше, чем в случае использования щелочных катализаторов (Ross А.В., Biller P., Kubacki M.L., Li Н., Lea-Langton А., Jones J.M. Hydrothermal processing of microalgae using alkali and organic acids // Fuel. 2010. vol. 89. №9. p. 2234-2243).

Природа катализатора, в данном случае, является причиной того, что эти вещества расходуются во время проведения процесса и не могут быть регенерированы, при практической реализации процесса это требует дополнительных затрат и служит причиной низкой экономической эффективности катализатора.

Известно использование в качестве катализатора процесса гидротермального сжижения биомасы микроводорослей, в частности, Chlorella vulgaris и Nannochloropsis occulta гетерогенных катализаторов Со/Мо/Al2O3, Pt/Al2O3 и Ni/Al2O3. Их влияние на выход и свойства бионефти исследовалось в работе (Biller P., Riley R., Ross А.В. Catalytic hydrothermal processing of microalgae: Decomposition and upgrading of lipids // Bioresource Technology. 2011. vol. 102. №7. p. 4841-4848). Использование гетерогенных катализаторов незначительно повышает выход бионефти, однако при этом увеличение теплоты сгорания и уменьшение содержания кислорода составляет 10%. Установлено, что Со/Мо/Al2O3 и Pt/Al2O3 катализаторы оказывают большее влияние на углеводы и белки, a Ni/Al2O3 понижает содержание кислорода в продуктах разложения липидов. Недостаток описанного катализатора заключается в его низкой эффективности, в том числе, высокой стоимости вследствие содержания платины.

Наиболее близким аналогом описываемого изобретения является катализатор, предназначенный для гидротермального сжижения биомассы микроводорослей (CN 105797730, 2016). Описанный гетерогенный катализатор состоит из носителя - порошкообразной глины и активного компонента - оксида никеля. Однако, указанный катализатор недостаточно эффективен, поскольку имеет низкое значение удельной, которое не превышает 10-15 м2/г. Последнее приводит к затруднению транспорта компонентов биомассы к активному компоненту катализатора и, как следствие, к повышенному содержанию высококипящей углеводородной составляющей в целевой бионефти. Кроме того, отсутствие изомеризующей активности используемого катализатора приводит к низкому качеству целевого продукта (низкое значение октанового числа бензиновой фракции в продуктах гидротермального сжижения не более 66п). Таким образом, известный катализатор недостаточно эффективен.

Техническая проблема описываемого технического решения заключается в повышении эффективности катализатора для гидротермального сжижения биомассы.

Указанная проблема решается описываемым катализатором для гидротермального сжижения биомассы, содержащим, оксид стронция или оксид титана, или оксид олова, или их смесь, мелкодисперсный алюмосодержащий оксидный носитель, включающий фосфаты или арсенаты алюминия, при следующем соотношении компонентов, % масс:

- оксид стронция или
оксид титана, или оксид олова,
или их смесь 1,0-50,0
- мелкодисперсный алюмосодержащий
оксидный носитель, включающий
фосфаты или арсенаты алюминия остальное, до 100.

во фторированной и/или сульфатированной форме.

Достигаемый технический результат заключается в повышении активности катализатора за счет его большей удельной поверхности, и наличия изомеризующего компонента. При этом высокое значение удельной поверхности катализатора приводит к повышенному содержанию бензиновой составляющей, а изомеризующая функция используемого катализатора в условиях реакции гидротермального сжижения, приводит к повышению октанового числа бензиновой фракции, содержащейся в полученной бионефти. Кроме того, использование описываемого катализатора приводит к улучшению низкотемпературных свойств дизельной составляющей получаемой бионефти, обусловленное также повышенным содержанием в последней углеводородов изостроения.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Описываемый катализатор получают следующим образом. Смешивают, взятые в расчетном количестве мелкодисперсный алюмосодержащий носитель, изомеризующий компонент, порообразующий компонент и связующий компонент.

В качестве мелкодисперсного алюмосодержащего носителя используют алюмосодержащие оксидные материалы, например, оксид алюминия, каолин, отходы производства галлуазита. Наиболее предпочтительно используют отходы производства галлуазита, представляющие собой смесь оксида кремния, каолина и других глинистых минералов. Использование отходов производства галлуазита обеспечивает низкую стоимость сырья при производстве катализатора.

В качестве изомеризующего компонента используют оксид стронция или оксид титана, или оксид олова, или их смеь.

В качестве порообразующего компонента используют водорастворимые полимеры, обладающие свойством разлагаться при прокаливании с выделением газов. Порообразующий компонент используют в виде водного раствора концентрацией от 0,1 до 50,0% масс. В качестве порообразующего компонента предпочтительно используют поливиниловый спирт, поливинилацетат, поливинилпирролидон или другие водорастворимые полимеры, содержащие азот. Наиболее предпочтительно в качестве порообразующего компонента используют поливиниловый спирт.

В качестве связующего компонента используют неорганические кислоты, образующие малорастворимые в воде соли алюминия. Предпочтительно используют ортофосфорную или ортомышьяковую кислоту. Наиболее предпочтительно в качестве связующего компонента используют фосфорную кислоту.

Полученную смесь формуют путем продавливания через экструдер, сушат при температуре 110-150°C до удаления влаги, а затем прокаливают при температуре 400-600°C в течение 5-10 часов.

Затем прокаленную смесь переводят во фторированную и/или сульфатированную форму с целью введения сульфат-иона, фторид-иона или их смеси с получением целевого катализатора.

Фторирование или сульфатирование проводят с использованием промотирующего компонента - веществ, содержащих сульфат-ион или фторид-ион, в частности, серной кислоты, разбавленной фтористоводородной кислоты, газообразного фтороводорода.

Для этого прокаленную массу обрабатывают разбавленной серной кислотой или разбавленной фтористоводородной кислотой, или газообразным фтороводородом. В том случае, если используют разбавленные кислоты, проводят прокаливание обработанной массы при 200-250°C. Количество кислот или фтороводорода выбирают таким образом, чтобы содержание сульфат-или фторид-ионов составляло 1-20% от прокаленной смеси.

В результате получают катализатор, содержащий, % масс:

- оксид стронция или оксид титана,
или оксид олова,
или их смесь 1-50%
- мелкодисперсный алюмосодержащий
оксидный носитель, включающий
фосфаты или
арсенаты алюминия остальное, до 100

во фторированной и/или сульфатированной форме.

Эффективность катализатора оценивают следующим образом.

Исходную биомассу растительного происхождения, предназначенную для гидротермального сжижения, измельчают, если это биомасса зеленых растений или водной растительности или используют в исходном виде, если это биомасса водорослей, и смешивают с катализатором. Количество катализатора составляет 1-10% от веса биомассы. Полученную смесь помещают в автоклав с мешалкой, нагревают до температуры в диапазоне от 250 до 400°C со скоростью от 10 до 100°C/мин и выдерживают при заданной температуре в течение от 1 до 50 мин. Затем автоклав охлаждают до комнатной температуры. Полученный продукт разделяют на органическую, водную фазы и твердый остаток, взвешивают каждый из компонентов. Вычисляют разницу между исходной массой загруженных компонентов и суммой полученных, результат фиксируют как массу образовавшейся газовой фазы.

Органическую фазу обезвоживают и разгоняют по Энглеру для определения фракционного состава. Определяют массы фракции н.к. - 180°C (бензиновая), 180-360°C (дизельная) и массу остатка.

Углеводородный состав выделенной бензиновой фракции анализируют на газовом хроматографе, по результатам анализа рассчитывают октановое число указанной фракции.

Для оценки низкотемпературных свойств дизельной фракции измеряют ее температуру застывания.

Удельная поверхность полученного катализатора составляет от 100 до 300 м2/г. Ниже представлены примеры, иллюстрирующие изобретение, но не ограничивающее его.

Пример 1

Мелкодисперсный оксид алюминия массой 18,0 г и оксид стронция массой 1,0 г тщательно смешивают при растирании в керамической ступке. К полученному порошку добавляют 150,0 г 10%-ного водного раствора поливинилового спирта с молекулярной массой 6000 г/моль и 1,6 г 85%-ной ортофосфорной кислоты, после чего тщательно перемешивают до образования плотной консистенции. Затем полученную смесь формуют путем продавливания через экструдер. Образованную смесь сушат при температуре 140°C градусов до удаления влаги, после чего прокаливают при 400°C в течение 10 часов в токе воздуха. При этом формируется смесь, содержащая оксид стронция и мелкодисперсный оксид алюминия, содержащий фосфаты алюминия. Количество полученной прокаленной смеси составляет 20,0 г. При этом содержание фосфат-иона в пересчете на фосфорный ангидрид составляет 5,0% от массы прокаленной смеси.

Полученную прокаленную смесь переводят в сульфатированную форму пропитыванием 10%-ным раствором серной кислоты массой 50 г и сушкой в закрытой печи при температуре 250°C. При этом содержание сульфат-иона составляет 20,0% (в пересчете на серный ангидрид) от массы прокаленной смеси.

Получают катализатор следующего состава, % масс:

- оксид стронция - 5,0
- мелкодисперсный
оксид алюминия, содержащий
фосфаты алюминия - 95,0
в сульфатированной форме.

Масса полученного катализатора составляет 24,0 г.

Эффективность катализатора оценивают, используя биомассу цианобактерии Anabaena variabilis массой 150 г. Биомассу и полученный катализатор в количестве 5 г помещают в автоклав с мешалкой. Нагревают до 300°C со скоростью 70°C/мин при интенсивном перемешивании, после чего выдерживают в течение 30 минут. Затем автоклав охлаждают до комнатной температуры. Образовавшийся твердый остаток отделяют путем фильтрования. Жидкость разделяют на водную и органическую фазу на делительной воронке. Взвешивают каждый из компонентов и вычисляют массу образовавшихся газов.

В описываемом примере выход органической фазы составляет 37% от сухого веса взятой биомассы. По результатам разгонки содержание бензиновой фракции (начало кипения - 180°C) составляет 54% масс, дизельной фракции (180-360°C) 39% масс, остатка - 7% масс.

Октановое число по исследовательскому методу бензиновой фракции, рассчитанное по результатам хроматографического анализа, составляет 86 п. Температура застывания дизельной фракции - минус 7°C.

Пример 2

Приготовление катализатора и оценку его эффективности проводят по методике, описанной в примере 1, с той разницей, что навеску оксида алюминия берут равной 17 г, в качестве изомеризующего компонента используют оксид титана массой 2 г, в качестве связующего компонента используют ортомышьяковую кислоту в количестве 3,8 г 30%-ного раствора, в качестве порообразующего компонента - поливинилацетат в количестве 50 г 20%-ного раствора в метаноле. Смесь сушат при 110°C до удаления метанола и влаги, затем прокаливают при 600°C в течение 5 часов. При этом формируется смесь, содержащая оксид титана и мелкодисперсный оксид алюминия, содержащий арсенаты алюминия.

Количество полученной прокаленной смеси составляет 20 г. При этом количество арсенат-иона составляет 5,0% масс от массы прокаленной смеси в пересчете на мышьяковый ангидрид.

Полученную прокаленную смесь переводят во фторированную форму пропитыванием ее 4%-ным раствором фтористоводородной кислоты массой 52,5 г и сушкой в закрытой печи при температуре 250°C. Масса катализатора во фторированной форме составляет 24 г. При этом содержание фторид-иона в пересчете на фтористый водород составляет 10,0% от массы прокаленной смеси.

Получают катализатор следующего состава, % масс:

- оксид титана 10,0
- мелкодисперсный
оксид алюминия, содержащий
арсенаты алюминия 90,0
во фторированной форме.

Эффективность катализатора оценивают, используя биомассу микроводоросли Dunaliella tertiolecta. Процесс гидротермального сжижения проводят при скорости нагрева 30°C/мин до максимальной температуры 250°C и времени выдержки - 50 минут.

В описываемом примере выход органической фазы составляет 36% масс, содержание бензиновой фракции - 55% масс, дизельной фракции - 38 масс, остаток - 7% масс. Октановое число бензиновой фракции - 88 п. Температура застывания дизельной фракции - минус 10°C.

Пример 3

Приготовление катализатора и оценку его эффективности проводят по методике, описанной в примере 1, с той разницей, что в качестве мелкодисперсного носителя используют каолин массой 10 г, в качестве изомеризующего компонента используют оксид олова массой 8 г, в качестве связующего компонента используют ортофосфорную кислоту (3,3 г 85%-ной фосфорной кислоты), в качестве порообразующего компонента - поливиниловый спирт с молекулярной массой 1⋅106 - 2⋅106 г/моль. (140 г 1%-ного водного раствора). Смесь сушат при 125°C для удаления влаги. Затем прокаливают при 500°C в течение 10 часов. При этом формируется смесь, содержащая оксид олова и мелкодисперсный каолин, содержащий фосфаты алюминия. Количество прокаленной смеси составляет 20 г. При этом содержание фосфат-иона в пересчете на фосфорный ангидрид составляет 10% от массы прокаленной смеси. Полученную прокаленную смесь переводят в сульфатированную форму путем ее пропитки 0,5%-ным раствором серной кислоты массой 50 г. При этом содержание сульфат-иона составляет 1% (в пересчете на серный ангидрид) от массы прокаленной смеси.

В результате получают катализатор следующего состава, % масс:

- оксид олова 40,0
- мелкодисперсный каолин,
содержащий фосфаты алюминия 60,0
в сульфатированной форме.

Масса полученного катализатора составляет 20 г.

Эффективность катализатора оценивают, используя биомассу микроводоросли Nannochloropsis sp. Процесс гидротермального сжижения проводят при скорости нагрева 10°C/мин до максимальной температуры 250°C и времени выдержки - 40 минут.

В описываемом примере выход органической фазы составляет 34% масс, содержание бензиновой фракции - 45% масс, дизельной фракции - 52% масс, остаток - 3%. Октановое число бензиновой фракции - 86 п. Температура застывания дизельной фракции - минус 10°C.

Пример 4

Приготовление катализатора и опенку его эффективности проводят по методике, описанной в примере 1, с той разницей, что в качестве мелкодисперсного носителя используют каолин массой 14 г, в качестве изомеризующего компонента используют оксид циркония массой 5,8 г, в качестве связующего компонента используют ортофосфорную кислоту (0,33 г 85%-ной фосфорной кислоты), в качестве порообразующего компонента - поливинилпирролидон с молекулярной массой 3⋅103 - 6⋅103 г/моль. (50 г 12%-ного водного раствора). Смесь сушат при 125°C для удаления влаги и прокаливают при 550°C в течение 7 часов. При этом формируется смесь, содержащая оксид циркония и мелкодисперсный каолин, содержащий фосфаты алюминия. Получают прокаленную смесь в количестве 22 г. При этом содержание фосфат-иона в пересчете на фосфорный ангидрид составляет 1,0% от прокаленной смеси. Далее переводят прокаленную смесь во фторированную форму. Перевод осуществляют путем обработки массы газообразным фтороводородом в пластиковом эксикаторе. Обработку ведут в течение 20 минут с периодическим перемешиванием смеси.

Получают катализатор следующего состава, % масс:

- оксид циркония 29,0;
- мелкодисперсный
каолин, содержащий
фосфаты алюминия 71,0.

Масса полученного катализатора составляет 22 г.

При этом содержание фторид-иона в пересчете на фтористый водород составляет 1,0% от прокаленной смеси.

Эффективность катализатор оценивают, используя биомассу микроводоросли Chlorella sp. Процесс гидротермального сжижения проводят при скорости нагрева 100°C/мин до максимальной температуры 400°C и времени выдержки - 1 минута.

В описываемом примере выход органической фазы составляет 41% масс, содержание бензиновой фракции - 38% масс, дизельной фракции - 56% масс, остаток - 6%. Октановое число бензиновой фракции - 83 п. Температура застывания дизельной фракции составляет 0°C.

Пример 5

Приготовление катализатора и оценку его эффективности проводят по методике, описанной в примере 1, с той разницей, что в качестве мелкодисперсного носителя используют отходы производства галлуазита массой 8 г, в качестве изомеризующего компонента используют оксид титана массой 10 г, в качестве связующего компонента используют ортофосфорную кислоту (3,3 г 85%-ной фосфорной кислоты), в качестве порообразующего компонента - поливиниловый спирт с молекулярной массой 3⋅103 - 6⋅103 г/моль. (100 г 2%-ного водного раствора). Смесь сушат при 140°C для удаления влаги и прокаливают при 500°C в течение 10 часов. При этом формируется смесь, содержащая оксид титана и мелкодисперсные отходы производства галлуазита, включащие фосфаты алюминия. Получают прокаленную смесь в количестве 20 г, в которой содержание фосфат-иона в перечете на фосфорный ангидрид составляет 10% от прокаленной смеси. Затем переводят прокаленную смесь во фторированную и сульфатированную формы путем ее пропитки поочередно 2%-ным раствором серной кислоты (массой 30 г) и 1%-ным раствором фтористоводородной кислоты массой 50 г с последующей сушкой.

Получают катализатор следующего состава, % масс:

- оксид титана 40,0;
- мелкодисперсные
отходы производства галлуазита,
включащие фосфаты алюминия 60,0
в сульфатной и фторированной форме.

Масса полученного катализатора составляет 5,0 г.

Эффективность катализатор оценивают, используя биомассу цианобактерии Mastigocladus laminosus. Процесс гидротермального сжижения проводят при скорости нагрева 80°C/мин до температуры 320°C и времени выдержки - 10 минут.

В описываемом примере выход органической фазы составляет 41% масс, содержание бензиновой фракции - 41% масс, дизельной фракции - 53% масс, остаток - 6% масс. Октановое число бензиновой фракции - 82 п. Температура застывания дизельной фракции составляет минус 8°C.

Пример 6

Приготовление катализатора и оценку его эффективности проводят по методике, описанной в примере 1, с той разницей, что в качестве мелкодисперсного носителя используют отходы производства галлуазита массой 19 г, в качестве изомеризующего компонента используют оксид олова массой 0,2 г, в качестве связующего компонента используют ортофосфорную кислоту (1,3 г 85%-ной фосфорной кислоты), в качестве порообразующего компонента - полиэтиленгликоль с молекулярной массой 300-400 г/моль. (12 г 50%-ного водного раствора). Смесь сушат при 150°C для удаления влаги, затем прокаливают при 550°C в течение 6 часов. При этом формируется смесь, содержащая оксид олова и мелкодисперсные отходы производства галлуазита, включащие фосфаты алюминия. При этом содержание фосфат-иона в пересчете на фосфорный ангидрид составляет 4,0% от прокаленной смеси. Затем переводят прокаленную массу в сульфатную форму путем ее пропитки 10%-ным раствором серной кислоты массой 50,0 г и последующей сушки. Содержание сульфат-иона в пересчете на серный ангидрид составляет 20% в пересчете на серный ангидрид от прокаленной массы.

Получают катализатор следующего состава, % масс:

- оксид олова 1,0;
- мелкодисперсные
отходы производства галлуазита,
включащие
фосфаты алюминия 99,0
в сульфатной форме.

Масса полученного катализатора составляет 20 г.

Эффективность катализатор оценивают, используя биомассу консорциума водной растительности озера Байкал. Процесс гидротермального сжижения проводят при скорости нагрева 100°C/мин до максимальной температуры 360°C и времени выдержки 2 минуты.

В описываемом примере выход органической фазы составляет 44% масс, содержание бензиновой фракции - 53% масс, дизельной фракции - 41% масс, остаток - 6% масс. Октановое число бензиновой фракции составляет 81 п. Температура застывания дизельной фракции составляет минус 5°C.

Пример 7

Приготовление катализатора и оценку его эффективности проводят по методике, описанной в примере 1, с той разницей, что навеску оксида алюминия берут равной 16,0 г, в качестве изомеризующих компонентов вводят оксид титана массой 1,0 г, оксид олова массой 1,0 г и оксид стронция массой 1,0 г. Количество полученной прокаленной смеси составляет 20 г. При этом количество фосфат-иона составляет 5,0% от массы прокаленной смеси в пересчете на фосфорный ангидрид.

Полученную прокаленную смесь переводят во фторированную форму пропитыванием ее 4%-ным раствором фтористоводородной кислоты массой 52,5 г и сушкой в закрытой печи при температуре 250°C. Масса катализатора во фторированной форме составляет 24 г. При этом содержание фторид-иона в пересчете на фтористый водород составляет 10,0% от прокаленной смеси.

Получают катализатор следующего состава, % масс:

- оксид титана 5,0
- оксид олова 5,0
- оксид стронция 5,0
- мелкодисперсный
оксид алюминия, содержащий
фосфат алюминия 85,0
во фторидной форме

Эффективность катализатора оценивают, используя биомассу микроводоросли Dunaliella tertiolecta. Процесс гидротермального сжижения проводят при скорости нагрева 40°C/мин до максимальной температуры 300°C и времени выдержки - 15 минут.

В описываемом примере выход органической фазы составляет 43% масс, содержание бензиновой фракции - 52% масс, дизельной фракции - 38 масс, остаток - 10% масс. Октановое число бензиновой фракции - 89 п. Температура застывания дизельной фракции - минус 8°C.

Использование состава катализатора, содержащего компоненты в иных концентрациях, не выходящих за рамки заявленных, приводит к аналогичным результатам, а в концентрациях, отличных от заявленных, не приводит к желаемым результатам.

Таким образом, из приведенных данных следует, что при использовании катализатора с большей удельной поверхностью, составляющей 100-300 м2/г (удельная поверхность известного катализатора не превышает 10-15 м2/г), а также обладающего изомеризующей активностью, содержание бензиновой фракции в бионефти возрастает с 30% до 35-55%, октановое число увеличивается с 66 п до 81-88 п, кроме того, температура застывания дизельной фракции снижается до минус 10 - 0°C.

Катализатор для гидротермального сжижения биомассы растительного происхождения, содержащий оксид стронция или оксид титана, или оксид олова, или их смесь, мелкодисперсный алюмосодержащий оксидный носитель, включающий фосфаты или арсенаты алюминия, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- оксид стронция или
оксид титана, или оксид олова,
или их смесь 1-50
- мелкодисперсный алюмосодержащий
оксидный носитель, включающий
фосфаты или
арсенаты алюминия остальное, до 100

во фторированной и/или сульфатированной форме.



 

Похожие патенты:

Данное изобретение относится к технологическому процессу отделения соединений, получаемых дериватизацией лигнина, от пиролизного масла. Описан способ обработки пиролизного масла, включающий в себя; (а) получение пиролизного масла; (b) приведение в контакт указываемого пиролизного масла по меньшей мере, с одной α-гидроксисульфоновой кислотой при условиях, эффективных в целях осуществления фазового разделения пиролизного масла на водорастворимую фазу, содержащую сахара, органические кислоты и карбонильные соединения, и нерастворимую в воде фазу, содержащую лигниновые и фенольные соединения; (с) отделение нерастворимой в воде фазы от водорастворимой фазы; а также (d) удаление α-гидроксисульфоновой кислоты в виде ее соединения из водорастворимой фазы посредством нагревания и/или понижения давления в целях получения водорастворимой фазы с удаленной из нее кислотой, по существу, не содержащей α-гидроксисульфоновой кислоты.

Изобретение относится к производству древесного угля, а именно к способам и устройствам пиролиза углесодержащего материала, например древесины в ретортах. Установка для производства древесного угля, содержащая отдельные последовательно установленные камеры с разной температурой нагрева, сообщающиеся между собой трубами, входные и выходные отверстия которых расположены на различных уровнях; с установленными в камерах ретортами; устройства подачи сырья и выгрузки готового продукта, при этом внутри реторт расположены шнеки; реторты внутри каждой камеры соединены между собой трубами для вывода парогазов и трубными переборками для пересыпания сырья, вмонтированными в отверстия боковых цилиндрических поверхностей реторт; реторты каждой камеры соединены с конденсатором, расположенным вне камеры; компрессором отрицательного давления, создающим вакуум в установке, последовательно соединенным с конденсатором; резервуар для сбора очищенного пиролизного газа, последовательно соединенный с компрессором; соединенный с компрессором и соответствующей камерой котел, обеспечивающий необходимый температурный режим соответствующей камеры; емкость для сбора пиролизной жижки, соединенную с конденсаторами всех трех камер.
Изобретение раскрывает непрерывный способ получения торрефицированной уплотненной биомассы, включающий стадии:(a) обеспечения подачи уплотненного материала биомассы, (b) погружения уплотненного материала биомассы в горючую жидкость, (c) торрефикации уплотненного материала биомассы в горючей жидкости при температуре или в пределах диапазона температур от примерно 270°C до примерно 320°C в течение периода времени от по меньшей мере 10 минут до примерно 120 минут с образованием торрефицированной уплотненной биомассы, (d) транспортировки торрефицированной уплотненной биомассы из горючей жидкости в ванну с водой и (e) извлечения охлажденной торрефицированной уплотненной биомассы из ванны с водой, при этом торрефицированная уплотненная биомасса, извлеченная на стадии (e), содержит не более чем примерно 20% мас./мас.

Изобретение относится к области термической переработки биомассы растительного и животного происхождения в топливо или органическое удобрение для использования в различных отраслях народного хозяйства.

Изобретение относится к газификации топлива из биомассы для получения сингаза. Способ включает пиролиз биомассы под давлением, в котором пиролиз биомассы осуществляют при использовании микроволнового излучения в сочетании с плазмой, и происходит обработка углеродных остатков после пиролиза с использованием плазмы.

Изобретение относится к утилизации органических отходов, а именно к устройствам для их переработки путем пиролиза с получением генераторного газа, и может быть использовано для утилизации отходов заводов по производству риса и овса с получением аморфного кремнийсодержащего остатка.

Изобретение относится к области получения угля из древесины и ее отходов методом пиролиза и может быть использовано для переугливания древесных топливных брикетов, в том числе из всех видов отходов лесозаготовки и промышленной переработки древесины.

Изобретение относится к обработке древесины, в частности к торрефикации, и может быть использовано в лесотехнической промышленности для утилизации отходов древесины с получением полезных составляющих компонентов, используемых в качестве топлива в энергетике.

Изобретение раскрывает способ торрефикации высушенной и нагретой биомассы, включающий в себя этап охлаждения упомянутой биомассы в течение реакции торрефикации в зоне торрефикации агрегата для торрефикации, так чтобы по меньшей мере частично нейтрализовать повышение температуры в зоне торрефикации, возникающее от экзотермических реакций торрефикации в зоне торрефикации, причем упомянутая биомасса является древесной биомассой из ели или эвкалипта.

Изобретение раскрывает способ получения продукта из отходов, включающий: a) обеспечение отходов; b) воздействие на отходы низкочастотным макроволновым излучением с длиной волны в диапазоне от 700 нм до 1 мм, с достижением температуры от 205°С до 900°С и давления от 1,0 бар до 19,0 бар, с образованием вследствие этого угля; при этом указанные отходы подвергают воздействию излучения в реакционном сосуде, имеющем двойную металлическую стенку, с обеспечением нагрева наружной металлической стенки указанного реакционного сосуда с помощью первичного источника излучения, нагретого до по меньшей мере 700°С, вследствие чего указанная наружная стенка препятствует переносу тепловой энергии путем проводимости и конвекции и в результате чего указанная наружная металлическая стенка представляет собой вторичный источник излучения для указанного материала, содержащегося в пределах указанной внутренней металлической стенки; и где указанные отходы содержат углерод в количестве от 9 до 85%, водород в количестве от 1 до 15% и кислород в количестве от 0 до 65% в пересчете на сухую массу материала.

Изобретение относится к области органического синтеза и, в частности, к катализаторам и реакциям алкилирования бифенила олефинами С2-С6. Предложены катализаторы алкилирования бифенила олефинами С2-С6, в которых в качестве носителя используют фторированный Al2O3 или SiO2, а в качестве модификатора используют гетерополикислоты H3PW12O41 или H4SiW12O41, при этом содержание гетерополикислот на поверхности носителя составляет 10-20% масс.
Настоящее изобретение относится к катализатору гидродесульфирования, содержащему подложку, фосфор, по меньшей мере, один металл, выбранный из группы VIB, причем металлом группы VIB является молибден, и, по меньшей мере, один металл, выбранный из группы VIII периодической системы элементов, причем металлом группы VIII является кобальт, причем содержание металла группы VIB, выраженного в расчете на содержание оксидов, составляет от 6 до 25 вес.% от общего веса катализатора, содержание металла группы VIII, выраженное в расчете на содержание оксидов, составляет от 0,5 до 7 вес.% от общего веса катализатора, подложка содержит по меньшей мере 90 вес.% оксида алюминия, который получен из размешанного и экструдированного геля бемита, и причем плотность молибдена в катализаторе, выраженная в числе атомов молибдена на нм2 катализатора, составляет от 3 до 5, атомное соотношение Co/Mo составляет от 0,3 до 0,5, и атомное соотношение P/Mo составляет от 0,1 до 0,3, и удельная поверхность указанного катализатора составляет от 60 до 150 м2/г.

Изобретение относится к области нефтепереработки, а именно к разработке катализатора изодепарафинизации и способа получения низкозастывающих дизельных топлив зимних и арктического сортов с использованием разработанного катализатора.

Изобретение относится к области нефтепереработки, а именно к разработке катализатора изодепарафинизации и способа получения низкозастывающих дизельных топлив зимних и арктического сортов с использованием разработанного катализатора.

Настоящее изобретение относится к катализатору для получения акриловой кислоты на основе биологического сырья, содержащей анионы фосфата и, по меньшей мере, один одновалентный катион и, по меньшей мере, один многовалентный катион.

Изобретение относится к способу приготовления катализатора гидроочистки нефтяных фракций путем пропитки прокаленного алюмооксидного носителя водным раствором комплексных соединений фосфатов с активными компонентами Мо и Ni или Мо и Со.

Изобретение относится к катализатору для очистки выхлопных газов, содержащему носитель, содержащий оксид алюминия в качестве основного компонента; и серебросодержащее вещество и вещество, содержащее фосфорную кислоту, нанесенные на носитель, при этом атомное отношение (Р/Al) фосфора (Р) к алюминию (Al) в катализаторе для очистки выхлопных газов составляет от 0,15 до 0,5, и вещество, содержащее фосфорную кислоту, содержит кристаллическую фазу фосфата алюминия.

Изобретение относится к катализатору для очистки выхлопных газов, содержащему носитель, содержащий оксид алюминия в качестве основного компонента; и серебросодержащее вещество и вещество, содержащее фосфорную кислоту, нанесенные на носитель, при этом атомное отношение (Р/Al) фосфора (Р) к алюминию (Al) в катализаторе для очистки выхлопных газов составляет от 0,15 до 0,5, и вещество, содержащее фосфорную кислоту, содержит кристаллическую фазу фосфата алюминия.

В данном изобретении предложены катализаторы на подложке, способ его получения, а также способ гидроочистки, гидродеазотирования и/или гидродесульфуризации с применением катализаторов на подложках.

Изобретение относится к способу получения акролеина из глицерина. Способ заключается в дегидрировании глицерина в присутствии катализатора MWOA, где MWO представляет собой смесь простых оксидов и/или смешанных оксидов вольфрама и по меньшей мере одного металла М, выбранного из циркония, кремния, титана, алюминия и иттрия, и А представляет собой одно или несколько оснований Льюиса, причем упомянутое основание Льюиса имеет формулу B(R1)p(R2)q(R3)r, где В представляет собой элемент, выбранный из С, S, Р, О, N и галидов, R1, R2 и R3 независимо друг от друга представляют собой Н, C1-С6-алкильную группу, О, ОН или OR, где R представляет собой C1-С6-алкильную группу и сумма р, q и r составляет от 0 до 4.

Изобретение относится к области органического синтеза и, в частности, к катализаторам и реакциям алкилирования бифенила олефинами С2-С6. Предложены катализаторы алкилирования бифенила олефинами С2-С6, в которых в качестве носителя используют фторированный Al2O3 или SiO2, а в качестве модификатора используют гетерополикислоты H3PW12O41 или H4SiW12O41, при этом содержание гетерополикислот на поверхности носителя составляет 10-20% масс.

Изобретение относится к катализаторам для гидротермального сжижения биомассы растительного происхождения и может быть использовано при получении альтернативных жидких моторных топлив. Катализатор нахадится во фторированной иили сульфатированной форме и содержит, мас.: оксид стронция или оксид титана, или оксид олова, или их смесь 1-50, мелкодисперсный алюмосодержащий оксидный носитель, включающий фосфаты или арсенаты алюминия - остальное, до 100. Достигаемый технический результат заключается в повышении активности катализатора за счет его большей удельной поверхности и наличия изомеризующего компонента. При этом высокое значение удельной поверхности катализатора приводит к повышенному содержанию бензиновой составляющей, а изомеризующая функция используемого катализатора в условиях реакции гидротермального сжижения приводит к повышению октанового числа бензиновой фракции, содержащейся в полученной бионефти. Кроме того, использование описываемого катализатора приводит к улучшению низкотемпературных свойств дизельной составляющей получаемой бионефти, обусловленное также повышенным содержанием в последней углеводородов изостроения. 7 пр.

Наверх