197556. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szénhidrogéntartalmú folyadékok előállítására biomasszából
3 197556 4 eljárásokkal összehasonlítva. A viszonylag stabilis, mérsékelten viszkózus folyadéktermékek képződése — amelyet a találmány szerinti eljárás révén elérünk — igen előnyös, mivel az ilyen termékek könnyen tárolhatók vagy szállíthatók; továbbá, ha e termékek katalitikus hidrogénezésnek vetjük alá, akkor kisebb mennyiségű hidrogén szükséges, mint a technika jelenlegi állása szerint ismert, erősen telítetlen termékek esetében, amelyek hidrogénezése ezen felül a polimer melléktermékek képződése következtében a katalizátor gyors inaktiválódását idézi elő. A találmány szerinti eljárást előnyösen enyhén savas körülmények között hajtjuk végre, azaz a reakciótérben a pH-értéket 7 alatt, előnyösen 2 és 5 között tartjuk. A savas melléktermékek képződése következtében legtöbbnyire nem szükséges további, savas vegyületek bevitele a reakciótérbe. Egy bizonyos mértékű közömbösítés a nyersanyagnak az első reakciótérbe való bevezetése előtt vagy után akkor lehet szükséges, ha erősen alkálikus jellegű nyersanyagot dolgozunk fel. A találmány szerinti eljárás céljára nyersanyagként igen különböző, és különböző eredetű biomasszák alkalmazhatók, például: aprított fa (akár kemény-, akár puhafa), levelek, növények, füfélék, szecska, bagasz (kilúgozott cukornád) és egyéb (mezőgazdasági) hulladékok, trágya, kommunális hulladékok, tőzeg és/vagy barnaszén. Előnyösen alkalmazható biomassza a lignocellulóz, faforgács vagy fűrészpor alakjában. A részecskékből álló biomasszát előnyösen a fluid anyaggal egyidejű áramlással vezethetjük a reakciótéren át, előnyösen lényegében kapcsolódó áramlási körülmények között. Legfeljebb 50 mm, előnyösebben 5 mm (még előnyösebben 3 mm) szita finomságot meg nem haladó biomassza-részecskéket célszerűen vízzel vagy reciklizált, vizes folyadékkal pépesítünk a reakciótérbe való belépés előtt; a részecskeméretnek megfelelően csekélynek kell lennie, hogy a részecskék közötti hőátvitel ne korlátozódjék, különösen azért, mert folyamatos üzemű reaktor alkalmazása — amely állhat egy vagy több reakciótérből — a találmány szerinti eljárás végrehajtása során előnyös. Egyes esetekben a találmány szerinti eljárás során előnyös lehet a kívánt termékeket tartalmazó fluid anyag elkülönítése a több reakciótérből kilépő szilárd anyagoktól és fluid anyagtól (amelyek valamennyien egy vagy több folyamatos reaktorban lehetnek), és a megmaradó szilárd anyagok és fluid anyag átvitele egy másik reakciótérbe vagy elkülönítő zónába. A fluid anyagnak ez a lépcsőzetes eltávolítása a reakcióterekből előnyös azokban az esetekben, amikor egyes kívánt termékek rövidebb reakcióidő alatt képződnek, m.nt a nyersanyagnak a reakcióterekben való átlagos tartózkodási ideje, és amikor a hosszabb reakcióidők nemkívánt szenesedéshez vezethetnek. Ezzel szemben — a biomassza-nyersanyag összetett természetének tulajdoníthatóan — a kívánt terméknek egy másik része esetleg csak hosszabb reakcióidő után képződik; az ilyen termékek abban a fluid anyagban lesznek jelen, amelyet egy későbbi vagy a végső reakciótérből kilépő fluid anyagból és szilárd részecskékből álló áramból különítünk el. A találmány szerinti eljárás egyik jellemző vonása szilárd részek elkülönítése abból a fluid anyagból, amelyet egyetlen fázisban tartunk, s ami által lehetővé válik az elkülönítés hatékonysága (a fluid anyag hozama és a hő hasznosítása szempontjából) viszonylag egyszerű kétfázisú (szilárd-gáz fázisú) szeparátorokban ülepítéssel, szűréssel vagy centrifugális erő alkalmazásával. A reakciótérből kilépő fluid anyagból a szilárd részeket előnyösen legalább egy ciklonban vagy a ciklonok sorozatában különítjük el. A találmány egyik előnyös megvalósítási módja szerint azokat a szilárd részeket, amelyeket a reakciótérből kilépő fluid anyagból (például egy ciklon segítségével) elkülönítünk, ezt követően extrakciós kezelésnek vetjük alá, — például olyan, alacsony forráspontú folyadékokkal; amelyeket a fluid anyag további áramlása során elkülönítünk — abból a célból, hogy a szilárd részekben visszamaradó, értékes folyadéktermékek mennyiségét csökkentsük. (Ezek a szilárd részek főleg szénből és ásványi anyagokból állnak.) Azt a fluid anyagot, amelyet a szilárd részektől elkülönítettünk a fentebb leírt módon, célszerűen folyadékra és gázra választhatjuk el, s ezt a továbbiakban elválasztásnak vethetjük alá. A fluid anyag elválasztását előnyösen legalább két elülönítő zónában végezzük, minden egyes egymást követő zónában alacsonyabb hőmérséklet és nyomás alkalmazásával, ami lehetővé teszi az elkülönített áramoknak a folyamat más szakaszaiba (például a reakciótérbe, a biomasszát pépesítő térbe és/vagy az extrakciós térbe) történő reciklizálását a megfelelő hőmérsékleten és nyomáson; ez energiát takarít meg, amely különben ezeknek a folyadékáramoknak ismételt felmelegítéséhez és/vagy kompressziójához lenne szükséges. Egy vagy több elkülönítő zónában, előnyösen egy második zónában, egy lényegében vizes folyadékot különítünk el egy lényegében nemvizes folyadéktól, amely utóbbi tartalmazza a kívánt, szénhidrogéntartalmú termékek túlnyomó részét; a biomassza át nem alakult vagy csak részben átalakult komponensei általában egy bizonyos mértékig vízben oldhatók, valószínűleg magas oxigéntartalmuk következtében, s ezért túlnyomórészt a lényegében vizes folyadékban lesznek jelen. Abból a célból, hogy a találmány szerinti eljárással előállított, lényegében dekarboxilezett folyadéktermékek hozamát növeljük, a lényegében vizes folyadékot — amelyet a reakciótérből kilépő fluid anyagból elkülönítünk — előnyösen reciklizáljuk abból a célból, hogy 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
