(57)【要約】  バイオ成分原材料が、水素ガスの供給源として水素含有製油所（ｈｙｄｒｏｇｅｎ−ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  ｒｅｆｉｎｅｒｙ）を用いて水素処理され得る。水性ガスシフト触媒および／または使用済みの水素処理触媒などの比較的低コストの触媒が、このプロセスのための水素添加触媒として用いられ得る。水素処理は、例えば、約２０モル％〜約６０モル％の水素を含有する比較的低価値の製油所ストリームを用いることによって、バイオ成分原料のオレフィン飽和および／または脱酸素を可能にし得る。
2013515843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオ成分原材料を水素処理して、ディーゼル沸点範囲生成物を生成するための方法であり、既存の製油所反応器からのパージガスおよび／またはオフガスストリームを処理して硫化水素と二酸化炭素とを除去する工程であって、前記処理後の製油所ストリームの水素含量が、約２０モル％〜約６０モル％、例えば約２５モル％〜約５０モル％である工程；及び、反応器中、前記処理後の製油所ストリームと、水素添加活性を有する触媒と、場合により蒸気の存在下で、バイオ成分を含む原材料を有効な水素処理条件下で水素処理して、蒸気流出物と、水性流出物と、ディーゼル沸点範囲生成物とを製造する工程を含む方法。
【請求項２】
バイオ成分原材料を水素処理して、ディーゼル沸点範囲生成物を生成するための方法であり、既存の製油所反応器からのパージガスおよび／またはオフガスストリームを処理して硫化水素と二酸化炭素とを除去する工程であって、前記処理後の製油所ストリームの水素含量が、約２５重量％〜約５０重量％である工程；及び、反応器中、前記処理後の製油所ストリームと、水素添加活性を有する触媒と、場合により蒸気の存在下で、バイオ成分を含む原材料を有効な水素処理条件下で水素処理して、蒸気流出物と、水性流出物と、ディーゼル沸点範囲生成物とを製造する工程を含む方法。
【請求項３】
前記触媒が水性ガスシフト触媒である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記水性ガスシフト触媒が、Ｆｅ３Ｏ４などの鉄の酸化物、銅の酸化物、亜鉛の酸化物、クロムの酸化物またはそれらの組合せを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記原材料、前記処理後の製油所ガスストリームの一方または両方が、硫黄を実質的に含まない、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記触媒が、使用済みの水素処理触媒および／または再生された水素処理触媒を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記使用済みの水素処理触媒および／または再生された水素処理触媒が、Ｎｉおよび／またはＣｏなどの元素周期表の第ＶＩＢ族の少なくとも１つの金属と、Ｍｏおよび／またはＷなどの元素周期表の第ＶＩＩＩ族の少なくとも１つの金属とを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記有効な水素処理条件が、約０．５時間−１〜１．５時間−１のＬＨＳＶ、約６００°Ｆ〜約６５０°Ｆ（約３１６℃〜約３４３℃）の温度、および約１０ｐｓｉｇ〜約２００ｐｓｉｇ（約６９ｋＰａｇ〜約１．４ＭＰａｇ）の水素分圧を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記水素分圧が少なくとも約４０ｐｓｉｇ（約２８０ｋＰａｇ）である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記バイオ成分をさらなる水素含有ストリームの存在下で反応させる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記原材料を水素処理する工程が、前記処理後の製油所ストリームに対して向流で前記反応器に前記原材料を導入する工程を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記蒸気流出物が製油所燃料ガスとして用いられる、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
水素異性化触媒を用いて前記ディーゼル沸点範囲生成物を水素異性化する工程をさらに含み、前記水素異性化触媒が、ＳｉＯ２：Ａｌ２Ｏ３の比が１００以下、例えば８０以下または６０以下であるモレキュラーシーブと、金属酸化物バインダーとを含み、前記水素異性化触媒のゼオライト表面積：外部表面積の比が、少なくとも８０：１００、例えば少なくとも９０：１００、または少なくとも１０５：１００である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
以下の条件：
前記モレキュラーシーブが、ＥＵ−１、ゼオライトベータ、ＺＳＭ−３５、ＺＳＭ−１１、ＺＳＭ−５７、ＮＵ−８７、ＺＳＭ−２２、ＥＵ−２、ＥＵ−１１、ＺＢＭ−３０、ＺＳＭ−４８、ＺＳＭ−２３またはそれらの組合せ、好ましくはゼオライトベータ、ＺＳＭ−４８および／またはＺＳＭ−２３、より好ましくはＺＳＭ−４８および／またはＺＳＭ−２３であること、
前記金属酸化物バインダーが粉末形態であり、１００ｍ２／ｇ以下、例えば８０ｍ２／ｇ以下または６０ｍ２／ｇ以下の表面積を有すること、
前記金属酸化物バインダーが、シリカ、アルミナ、チタニアおよびジルコニアのうちの少なくとも１つを含むこと、
前記水素異性化触媒が、元素周期表の第ＶＩＩＩ族の金属、好ましくはＮｉ、Ｐｔおよび／またはＰｄから選択される助触媒金属も含むこと
のうち、１またはそれ以上の条件を満たす、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ディーゼル沸点範囲生成物を鉱油原料と混合する工程と、
前記混合した原料を有効な水素処理条件下で水素処理する工程と
をさらに含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
水素供給源として比較的低価値の製油所ストリームを用いた、バイオ成分原料（ｂｉｏｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ｆｅｅｄ（バイオ成分供給物、バイオ成分フィード））の水素処理（ｈｙｄｒｏｔｒｅａｔｍｅｎｔ（水素化処理、水添処理））のための設備（又はシステム、系）および方法を提供する。
【背景技術】
【０００２】
バイオ成分供給源をベースとする燃料は、将来ますます広く普及することが見込まれている。植物、動物、魚または藻類をベースとする油または脂肪などのバイオ成分供給源に由来する燃料が自動車燃料プールに最小割合は含まれるという現在および将来の要件を様々な政府が既に制定している。
【０００３】
バイオ成分供給源からのディーゼル燃料の製造には、様々な難題もある。特に、低い圧力で動作するディーゼル水素処理ユニット（又は装置）の場合、バイオ成分ベースのディーゼル原料（又はディーゼル供給物、ディーゼルフィード）におけるさらなるヘテロ原子の存在が、困難をもたらし得る。より高い処理圧力を可能にする低圧ユニットの改造および／または取り替えには、高コストの設備投資が必要であろう。
【０００４】
ディーゼル燃料の製造の場合、キャノーラ油、パーム油または他の同様の油などの植物油が、これらの植物油の炭素鎖長に基づいて適している可能性があると確認されている。バイオ成分原料単独の処理および／または共処理（ｃｏ−ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）に向けてある程度の進展はあったが、製油所設備における効率的な処理を可能にするための改良が大いに求められている。
【０００５】
特許文献１には、低い水素圧力で、バイオ成分分子から酸素を除去するための方法が記載されている。この特許文献において、原料（又は供給物、フィード）は、１５０〜２９０ｐｓｉの水素の存在下で、Ｎｉ、ＮｉＭｏ、ＰｔまたはＰｄなどの担持された水素添加触媒に曝される。
【０００６】
特許文献２には、植物油／動物油および鉱油の両方を含む原料の２段階の共処理が記載されている。この開示によれば、第１の段階が、原料中の植物油および／または動物油を主に処理するためにより低い過酷度で運転される。次に、第１の段階の生成物は、気相不純物を除去するためにストリッピングされる。次に、ストリッピングされた生成物は、より過酷な水素処理段階において水素処理されて、ディーゼル燃料が製造される。
【０００７】
特許文献３には、バイオ成分原料から酸素を除去するための反応からの生成物を制御することによって、水素消費を低減することが記載されている。より低い水素圧力が水素消費を低減するのを助けることが記載されているが、このような圧力は、触媒の失活の原因にもなることが記載されている。
【０００８】
特許文献４には、トリグリセリドまたは遊離脂肪酸と減圧軽油との混合物を水素処理することによって、直鎖アルカンを製造するための方法が記載されている。従来の水素処理触媒が、１００バール未満の反応圧力を含む比較的穏やかな条件で行われるこの方法（又はプロセス、処理）に用いられる。
【０００９】
特許文献５には、バイオマスから液体炭化水素を製造するための方法が記載されている。この方法は、バイオマスの水性スラリーおよび粘土などの層状の触媒の粒子を形成する工程を含む。スラリーは、２５０〜４００℃の温度まで加熱される。最大１０バールの水素が、場合により添加されてもよいが、この公報には、水素を添加せずにプロセスを行うことが好ましいことが示されている。
【００１０】
特許文献６には、バイオ成分供給源からディーゼル燃料を製造するための方法が記載されている。この特許文献には、この方法により、硫黄含有化合物をバイオ成分原料に添加することによって、必要な水素消費が低減されることが記載されている。
【００１１】
特許文献７には、様々なディーゼルタイプの鉱油製油所原料を用いた植物油の共処理が記載されている。この方法は、植物油および鉱油を組み合わせる工程と、組み合わされた油を水素処理する工程と、気相生成物をストリッピングする工程とを含むようである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／０１５４０７３号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８／０１６１６１４号明細書
【特許文献３】国際公開第２００８／０４０９８０号パンフレット
【特許文献４】国際公開第２００８／０２００４８号パンフレット
【特許文献５】欧州特許第１７１９８１１号明細書
【特許文献６】欧州特許第１７４１７６７号明細書
【特許文献７】欧州特許第１６９３４３２号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様は、バイオ成分原材料（ｂｉｏｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ｆｅｅｄｓｔｏｃｋ（バイオ成分供給原料、バイオ成分フィードストック））を水素処理（ｈｙｄｒｏｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（水素化処理、水添処理））して、ディーゼル沸点範囲生成物（又は沸点がディーゼル燃料の沸点の範囲にある生成物）を生成するための方法に関し、当該方法は、既存の製油所反応器からのパージガスおよび／またはオフガスストリームを処理して硫化水素と二酸化炭素とを除去する工程であって、前記処理後の製油所ストリーム（又は流れ）の水素含量が、約２０モル％〜約６０モル％、例えば約２５モル％〜約５０モル％である工程を含み、当該方法は、さらに、反応器中、前記処理後の製油所ストリームと、水素添加活性を有する触媒と、場合により蒸気の存在下で、バイオ成分（ｂｉｏｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ｐｏｒｔｉｏｎ（バイオ成分画分、バイオ成分ポーション））を含む原材料（又は供給原料、フィードストック）を有効な水素処理条件下で水素処理し、蒸気流出物（ｖａｐｏｒ  ｅｆｆｌｕｅｎｔ）と、水性流出物（ａｑｕｅｏｕｓ  ｅｆｆｌｕｅｎｔ）と、ディーゼル沸点範囲生成物とを製造する工程を含む。
【００１４】
本発明の別の態様は、バイオ成分原材料を水素処理して、ディーゼル沸点範囲生成物を生成するための方法に関し、当該方法は、既存の製油所反応器からのパージガスおよび／またはオフガスストリームを処理して硫化水素と二酸化炭素とを除去する工程であって、前記処理後の製油所ストリームの水素含量が、約２５重量％〜約５０重量％である工程を含み、当該方法は、さらに、反応器中、前記処理後の製油所ストリームと、水素添加活性を有する触媒と、場合により蒸気の存在下で、バイオ成分を含む原材料を有効な水素処理条件下で水素処理して、蒸気流出物と、水性流出物と、ディーゼル沸点範囲生成物とを製造する工程を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態にしたがってプロセス（又は方法、処理）を行うための反応系を概略的に示す。
【図２】本発明の一実施形態にしたがってプロセス（又は方法、処理）を行うための反応系を概略的に示す。
【図３】本発明の一実施形態にしたがってプロセス（又は方法、処理）を行うための反応系を概略的に示す。
【図４】本発明の一実施形態にしたがってプロセス（又は方法、処理）を行うための反応系を概略的に示す。
【図５】本発明の一実施形態にしたがってプロセス（又は方法、処理）を行うための反応系を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
多くの製油所では、水素の供給能力が、炭化水素がいかに処理されるかの制限要因であり得る。製油所は、通常、ガソリンの改質の際などの原油原料の処理の際、いくらかの水素を生成する。次に、この水素は、水素処理のためなどの、製油所における水素の必要性を満たすのに使用され得る。製油所において別の外部供給源から水素を提供することにより、不経済な程度までコストが高くなることが多い。ここで、水素を必要とする新たなプロセスが製油所に追加されるとき、この追加により、多くの場合、別のプロセスにおいて容量の低減が必要となり得る。
【００１７】
ディーゼル燃料などの燃料生成物を製造するためのバイオ成分原材料の処理は、製油所におけるこのような水素消費の問題を呈し得る。バイオ成分原料は、通常、同様の沸点範囲を有する鉱油原料よりはるかに多い量の水素を消費する。例えば、バイオ成分原料における酸素の除去および芳香族結合の飽和には、硫黄および窒素除去の場合に同等の鉱油原料の水素処理に必要とされるであろう量の最大で約５〜７倍の水素が必要となり得る。このような場合、製油所によって処理されるバイオ成分原料の各バレル当たり、処理される鉱油原料（ディーゼル）の量で約５〜７バレルもの低減が必要となり得る。
【００１８】
水素消費の問題を克服するための１つの選択肢は、バイオ成分原料の処理のための水素供給源として働き得る別の製油所ストリームを特定することである。この選択肢は、バイオ成分原料を処理するために、別の生成物の製造を低減する必要を最小限に抑えるかまたはなくすことができる。
【００１９】
水素の供給源を有効に用いるのに加えてまたはその代わりに、それらの有効性を向上させおよび／または最大限にするように他の製油所供給源を使用することに対する経済的誘因が存在し得る。例えば、少なくとも部分的に使用済みの触媒を再利用でき、および／または既存の反応器、特に必要とされるより低い耐圧強度を有する反応器を本発明において再利用して、既に建設された製油所の出力効率を向上させおよび／または最大限にすることができる。
【００２０】
様々な実施形態において、本発明は、原料中の酸素の大部分（すなわち、５０重量％超）、および場合により原料中のほぼ全て（例えば、少なくとも９５重量％、好ましくは少なくとも９８重量％、例えば少なくとも９９重量％、少なくとも９９．５重量％、少なくとも９９．９重量％、少なくとも９９．９５重量％、少なくとも９９．９７重量％、少なくとも９９．９８重量％、少なくとも９９．９９重量％、少なくとも９９．９９５重量％、または完全に全て）の酸素を除去するために、別の水素供給源を用いたバイオ成分原料の水素処理を可能にする。バイオ成分原料を水素処理するための水素供給源として用いられ得る比較的低価値の製油所ストリームの例としては、以下に限定はされないが、比較的低い圧力の処理ガス系からのパージストリーム、常圧留出物油（または自動車用ディーゼル油すなわちＡＤＯ）ユニットからのオフガス（洗浄（ｓｃｒｕｂｂｅｄ）または非洗浄（ｕｎｓｃｒｕｂｂｅｄ））、特定の水素処理および／または改質ユニット（例えば、灯油水素処理装置、ジェット燃料水素処理装置、触媒原料水素処理装置、留出物水素処理装置、ナフサ水素処理装置、ナフサ予備処理装置、ＳＣＡＮｆｉｎｅｒ、ＧＯｆｉｎｅｒ、ｕｌｔｒａＧＯｆｉｎｅｒ、残油精製装置（ｒｅｓｉｄｆｉｎｅｒ）など、またはそれらの組合せ）からのパージガスまたはオフガス、非ＦＣＣ水素化分解装置などからのパージガスまたはオフガス、あるいはそれらの組合せが挙げられる。あるいは、流動接触分解（ＦＣＣ）ユニットからのパージガスまたはオフガスが、水素供給源として用いられ得る。
【００２１】
ここで、反応のための水素原料は、通常、製油所において、燃料ガスとしての使用などのより低い値の使用に転用され得るガスストリームであり得る。比較的低い値の水素含有原料を利用することによって、バイオ成分原料から酸素を除去するのに必要な水素は、別の既存の製油所プロセスを行うというコストを負う必要がなくなる。このプロセスのためのコストは、水素処理触媒としてＦｅ３Ｏ４などの比較的低コストの水性ガスシフト触媒を用いることによってさらに低減され得る。処理の後、得られるバイオ成分生成物は、例えば、ディーゼル燃料プール（ｄｉｅｓｅｌ  ｆｕｅｌ  ｐｏｏｌ）に使用するのに好適であり得る。あるいは、バイオ成分生成物は、従来の鉱油（ディーゼル）原料と混合することができ、これは、例えば第２の水素処理工程を含み得る。しかしながら、酸素の大部分が専用のプロセスで除去されるべきであるため、鉱油原料を用いたバイオ成分生成物の共処理は、通常、低減された量または最小限の量の触媒の抑制／失活の問題を有するべきである。
【００２２】
ある実施形態において、本発明の利益の１つは、新たなタイプの製油所原料を処理するのに比較的低い値の製油所供給源（流出物ストリーム）を使用できることである。バイオ成分原料中の酸素含量は、製油所における様々な問題を生じ得る。酸素含量は、約１０〜１２重量％もの高さであり得、これは、水素添加型の反応によって酸素を除去するのに大量の水素が必要となり得ることを意味している。バイオ成分原料は、バイオ成分原料の共処理を困難にする水素化脱硫（ＨＤＳ）活性を抑制する傾向も有し得る。しかしながら、酸素除去反応は、比較的穏やかな条件下で起こることができ、通常、比較的厳しい条件を必要としない。したがって、比較的低い活性の水素添加触媒で十分なだけでなく、水素化脱酸素（ＨＤＯ）反応を触媒するのにも望ましいであろう。同様に、多くの場合、ＨＤＯを行うのに比較的低い水素分圧で十分であり得る。比較的低コストの触媒および比較的低価値の製油所ストリームを初期の処理工程に用いることによって、本発明は、低減された費用で、かつ他の製油所供給源に対してほとんど影響しないかまたは大きな影響を全く与えずにバイオ成分をベースとする（ディーゼル）生成物の製造を可能にする。特に、かなりの量の水素が、バイオ成分原料を脱酸素する際に使用するために、別の製油所操作から転用される必要がなくなり得る。
【００２３】
様々な実施形態において、バイオ成分原料を水素処理するための設備（又はシステム、系）および方法が提供される。設備および方法は、バイオ成分原料の処理のための水素処理反応器を提供する工程を含み得る。水素処理反応器用の触媒は、十分な水素添加活性も有する比較的低コストの水性ガスシフト触媒であり得る。水素処理反応用の水素供給源は、水素を含有する比較的低価値の製油所ストリームを含むかおよび／または水素を含有する比較的低価値の製油所ストリームであり得るのが有利である。水性ガスシフト反応を介して水素製造をさらに促進するために、蒸気も反応器に導入され得る。水素処理プロセスにより、蒸気生成物、ディーゼル沸点範囲生成物、および水性生成物を含む流出物が得られる。場合により、ディーゼル沸点範囲生成物は、第２の水素処理反応器において鉱油原料と共処理され得る。場合により、ディーゼル沸点範囲生成物は、低温流動性を向上させるために異性化され得る。
【００２４】
さらに他の実施形態において、比較的低い値の水素を含有する製油所ストリーム中の水素には、主な製油所水素供給から水素が補充され得る。このような実施形態において、水素の少なくとも一部は、比較的低価値の製油所ストリームから提供可能であり、それによって、主な供給から必要とされる水素の量が低減される。
【００２５】
原材料（Ｆｅｅｄｓｔｏｃｋ）
原材料（又は供給原料、フィードストック）は、バイオ成分供給源をベースとする様々な量の原料ストリーム（ｆｅｅｄｓｔｒｅａｍ（供給物ストリーム、フィードストリーム））を含み得る。必要に応じて、原料（又は供給物、フィード）は、バイオ成分供給源を基準にして少なくとも約０．１重量％の原料、例えば少なくとも約０．５重量％、少なくとも約１重量％、少なくとも約３重量％、少なくとも約１０重量％、または少なくとも約１５重量％を含み得る。このような実施形態において、原料は、約６０重量％以下のバイオ成分、例えば約５０重量％以下、約４０重量％以下、または約３０重量％以下を含み得る。他の実施形態において、バイオ成分原料の量（例えば、原料の鉱油部分との共処理の場合）は比較的少なくすることができ、例えば原料は、バイオ成分供給源を基準にして少なくとも約０．５重量％の原材料、例えば、少なくとも約１重量％、少なくとも約２．５重量％、または少なくとも約５重量％を含む。このような実施形態において、原料は、原材料を基準にして約２０重量％以下のバイオ成分、例えば約１５重量％以下、約１０重量％以下、または約５重量％以下を含み得る。
【００２６】
本明細書において使用される際、「バイオ成分原材料（又はバイオ成分供給原料、バイオ成分フィードストック）」は、植物性脂肪／油および／または動物性脂肪／油（藻類脂肪／油および魚脂肪／油を含む）などの生体原料成分に由来する炭化水素原材料（通常、いくつかの酸素原子も含有する）を指す。本明細書の趣旨での植物性脂肪／油は、一般に任意の植物由来の材料を指し、ジャトロファ（Ｊａｔｒｏｐｈａ）属の植物などの供給源に由来する脂肪／油を含むことに留意されたい。本発明に有用なバイオ成分原材料は、主にトリグリセリドおよび遊離脂肪酸（ＦＦＡ）を含むもののいずれかを含み得る。トリグリセリドおよびＦＦＡは、通常、８〜３６個の炭素、好ましくは１０〜２６個の炭素、例えば１４〜２２個の炭素を有するそれらの構造中に脂肪族炭化水素鎖を含有する。トリグリセリドのタイプは、それらの脂肪酸成分に基づいて決定され得る。脂肪酸成分は、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）分析を用いて容易に決定され得る。この分析は、脂肪または油を抽出する工程と、脂肪または油をけん化（加水分解）する工程と、けん化された脂肪または油のアルキル（例えば、メチル）エステルを調製する工程と、ＧＣ分析を用いて（メチル）エステルのタイプを決定する工程とを含む。一実施形態において、脂質材料中に存在する全トリグリセリドを基準にして、脂質材料中に存在するトリグリセリドの大部分（すなわち、５０％超）は、Ｃ１０〜Ｃ２６脂肪酸成分を含み得る。さらに、トリグリセリドは、グリセロールと３種の脂肪酸との反応生成物と同一の構造を有する分子である。ここで、トリグリセリドが脂肪酸を含むものとして明細書に記載されているが、脂肪酸成分は、カルボン酸水素を必ずしも含有するわけではないことを理解されたい。一実施形態において、全トリグリセリド含量を基準にして、バイオ成分原料中に存在するトリグリセリドの大部分は、好ましくはＣ１２〜Ｃ１８脂肪酸成分を含み得る。生体原料成分に由来する他のタイプの原料は、脂肪酸アルキルエステル（例えば、ＦＡＭＥおよび／またはＦＡＥＥ）などの脂肪酸エステルを含み得る。
【００２７】
場合によるが好ましくは、原料は、鉱油原材料（ｍｉｎｅｒａｌ  ｏｉｌ  ｆｅｅｄｓｔｏｃｋ）とバイオ成分原材料（ｂｉｏｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ｆｅｅｄｓｔｏｃｋ）とのブレンドを含み得る。「鉱油（又は鉱物油、ミネラルオイル）」原材料（又は供給原料、フィードストック）とは、例えばＡｌｄｒｉｃｈによってＣＡＳ番号８０２０−８３−５で販売されているものなどの市販の有機製品ではなく、原油などの化石／鉱物燃料源を意味する。以下の説明において、バイオ成分原材料は、植物、動物、魚および／または藻類などのバイオ成分供給源（ｂｉｏｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ｓｏｕｒｃｅｓ）からの生体原料成分に由来する炭化水素原材料を指す。一般に、これらのバイオ成分供給源は、植物性脂肪／油、動物性脂肪／油、魚油、熱分解油、および藻類脂質／油、ならびにこのような材料の成分を含み得、ある実施形態において、１つ以上のタイプの脂質化合物を特に含み得る。脂質化合物は、通常、水に不溶であるが、非極性（または脂肪）溶媒に可溶性である生体化合物である。このような溶媒の非限定的な例としては、アルコール、エーテル、クロロホルム、アルキルアセテート、ベンゼン、およびそれらの組合せが挙げられる。
【００２８】
脂質の主な種類としては、必ずしも以下に限定はされないが、脂肪酸、グリセロール由来の脂質（脂肪、油およびリン脂質を含む）、スフィンゴシン由来の脂質（セラミド、セレブロシド、ガングリオシド、およびスフィンゴミエリンを含む）、ステロイドおよびその誘導体、テルペンおよびその誘導体、脂溶性ビタミン、特定の芳香族化合物、ならびに長鎖アルコールおよびろうが挙げられる。
【００２９】
生体において、脂質は、一般に、細胞膜の基礎原料としておよび燃料貯蔵の形態として働く。脂質は、リポタンパク質およびリポ多糖類の形態などのタンパク質または炭水化物と共役することも分かっている。
【００３０】
本発明にしたがって用いられ得る植物油の例としては、以下に限定はされないが、菜種（キャノーラ）油、大豆油、ヤシ油、ヒマワリ油、パーム油、パーム核油、ラッカセイ油、リンシード油、トール油、トウモロコシ油、ヒマシ油、ジャトロファ油、ホホバ油、オリーブ油、フラックスシード油、カメリナ油、ベニバナ油、ババス油、牛脂油およびぬか油が挙げられる。
【００３１】
本明細書において言及される植物油は、処理された植物油材料も含み得る。処理された植物油材料の非限定的な例としては、脂肪酸および脂肪酸アルキルエステルが挙げられる。アルキルエステルは、通常、Ｃ１〜Ｃ５アルキルエステルを含む。メチルエステル、エチルエステル、およびプロピルエステルのうちの１つ以上が好ましい。
【００３２】
本発明にしたがって用いられ得る動物性脂肪の例としては、以下に限定はされないが、牛脂肪（牛脂）、豚脂肪（ラード）、七面鳥の脂肪、魚脂肪／油、および鶏脂肪が挙げられる。動物性脂肪は、飲食店および食肉生産施設を含む任意の好適な供給元から入手できる。
【００３３】
本明細書において言及される動物性脂肪は、処理された動物性脂肪材料も含む。処理された動物性脂肪材料の非限定的な例としては、脂肪酸および脂肪酸アルキルエステルが挙げられる。アルキルエステルは、通常、Ｃ１〜Ｃ５アルキルエステルを含む。メチルエステル、エチルエステル、およびプロピルエステルのうちの１つ以上が好ましい。
【００３４】
藻類油または脂質は、通常、膜成分、貯蔵物質、および代謝産物の形態で藻類に含有される。特定の藻類株、特に、珪藻およびシアノバクテリアなどの微細藻類が、比例的に高いレベルの脂質を含有する。藻類油用の藻類供給源は、バイオマス自体の総重量を基準にして、例えば２重量％〜４０重量％といった様々な量の脂質を含有し得る。
【００３５】
藻類油用の藻類供給源としては、以下に限定はされないが、単細胞および多細胞藻類が挙げられる。このような藻類の例としては、紅藻（ｒｈｏｄｏｐｈｙｔｅ）、緑藻（ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｔｅ）、不等毛藻（ｈｅｔｅｒｏｋｏｎｔｏｐｈｙｔｅ）、トリボファイト（ｔｒｉｂｏｐｈｙｔｅ）、灰色藻（ｇｌａｕｃｏｐｈｙｔｅ）、クロララクニオン藻（ｃｈｌｏｒａｒａｃｈｎｉｏｐｈｙｔｅ）、ユーグレナ藻（ｅｕｇｌｅｎｏｉｄ）、ハプト藻（ｈａｐｔｏｐｈｙｔｅ）、クリプト藻（ｃｒｙｐｔｏｍｏｎａｄ）、渦鞭毛藻（ｄｉｎｏｆｌａｇｅｌｌｕｍ）、植物プランクトンなど、およびそれらの組合せが挙げられる。一実施形態において、藻類は、緑藻綱（Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｃｅａｅ）および／またはハプト植物門（Ｈａｐｔｏｐｈｙｔａ）種のものであり得る。具体的な種としては、以下に限定はされないが、ネオクロリス・オレオアブンダンス（Ｎｅｏｃｈｌｏｒｉｓ  ｏｌｅｏａｂｕｎｄａｎｓ）、セネデスムス・ジモルファス（Ｓｃｅｎｅｄｅｓｍｕｓ  ｄｉｍｏｒｐｈｕｓ）、ユーグレナ・グラシリス（Ｅｕｇｌｅｎａ  ｇｒａｃｉｌｉｓ）、フェオダクチルム・トリコルヌツム（Ｐｈａｅｏｄａｃｔｙｌｕｍ  ｔｒｉｃｏｒｎｕｔｕｍ）、プレウロクリシス・カルテレ（Ｐｌｅｕｒｏｃｈｒｙｓｉｓ  ｃａｒｔｅｒａｅ）、プリムネシウム・パルバム（Ｐｒｙｍｎｅｓｉｕｍ  ｐａｒｖｕｍ）、テトラセルミス・チュイ（Ｔｅｔｒａｓｅｌｍｉｓ  ｃｈｕｉ）、およびクラミドモナス・レインハーディ（Ｃｈｌａｍｙｄｏｍｏｎａｓ  ｒｅｉｎｈａｒｄｔｉｉ）が挙げられる。
【００３６】
バイオ成分ベースのディーゼル沸点範囲原料ストリームは、通常、低い窒素および硫黄含量を有し得る。例えば、バイオ成分ベースの原料ストリームは、最大約３００重量百万分率（ｗｐｐｍ）の窒素（窒素含有化合物の形態）を含有し得る。窒素および／または硫黄の代わりに、バイオ成分ベースの原料中の主なヘテロ原子成分は、酸素（酸素含有化合物の形態）である。好適なバイオ成分ディーゼル沸点範囲原料ストリームは、最大約１０〜１２重量％の酸素を含み得る。好ましい実施形態において、バイオ成分原料ストリームの硫黄含量は、約１５ｗｐｐｍ以下、好ましくは約１０ｗｐｐｍ以下であり得るのが有利であるが、ある実施形態において、バイオ成分原料ストリームは、硫黄を実質的に含まないことがある（例えば、５０ｗｐｐｍ以下、好ましくは２０ｗｐｐｍ以下、例えば１５ｗｐｐｍ以下、１０ｗｐｐｍ以下、５ｗｐｐｍ以下、３ｗｐｐｍ以下、２ｗｐｐｍ以下、１ｗｐｐｍ以下、５００ｗｐｐｂ以下、２００ｗｐｐｂ以下、１００ｗｐｐｂ以下、５０ｗｐｐｂ以下を含有し得るか、または測定可能な硫黄を完全に含有しないことがある）。
【００３７】
ある実施形態において、例えば、水素添加触媒、好ましくは、水性ガスシフト触媒、使用済みの水素処理触媒、および／または再生された水素処理触媒などの比較的低い値の触媒の存在下での比較的低価値の製油所ストリームでの処理の前に、鉱油ディーゼル沸点範囲原料は、バイオ成分原料と混合され得る。このような実施形態において、比較的低い値の触媒は、好ましくはより高い耐硫化性を有する触媒から選択されるべきである。通常の鉱油原料中の硫黄含量は多いため、Ｆｅ３Ｏ４触媒は、あるタイプの硫化鉄に急速に転化され得る。硫化鉄は、水素添加型の反応を促進するための活性が低い傾向がある。このような実施形態において、鉱油原料は、好ましくは灯油、ジェット、または軽質の軽油原料などの比較的軽質の留出物原料であり得る。
【００３８】
バイオ成分原材料と共処理される鉱油原材料は、使用時に、少なくとも約２１５°Ｆ（約１０２℃）、例えば少なくとも約２５０°Ｆ（約１２１℃）、少なくとも約２７５°Ｆ（約１３５℃）、少なくとも約３００°Ｆ（約１４９℃）、少なくとも約３２５°Ｆ（約１６３℃）、または少なくとも約３５０°Ｆ（約１７７℃）の初留点を有し得る。それに加えて、またはその代わりに、原材料は、規定のパーセンテージの原料を沸騰させるのに必要な沸点を特徴とし得る。例えば、少なくとも５重量％の原料を沸騰させるのに必要な温度は、「Ｔ５」沸点と呼ばれる。一実施形態において、鉱油原材料は、少なくとも約２３０°Ｆ（約１１０℃）、例えば少なくとも約２５０°Ｆ（約１２１℃）または少なくとも約２７５°Ｆ（約１３５℃）のＴ５沸点を有し得る。さらにそれに加えてまたはその代わりに、鉱油炭化水素原料は、約７７５°Ｆ（約４１８℃）以下、例えば約７５０°Ｆ（約３９９℃）以下または約７２５°Ｆ（約３８５℃）以下のＴ９５沸点を有し得る。
【００３９】
バイオ成分原料ストリームと混合するための鉱油原料ストリームは、約５０〜約６０００ｗｐｐｍの窒素、例えば、約７５〜約１０００ｗｐｐｍの窒素などの、約５０〜約２０００ｗｐｐｍの窒素含量を有し得る。一実施形態において、本明細書において使用するのに好適な原料ストリームは、約１００〜約４００００ｗｐｐｍの硫黄、例えば、約３５０〜約２５０００ｗｐｐｍなどの約２００〜約３００００ｗｐｐｍの硫黄含量を有し得る。ある実施形態において、バイオ成分ストリームと混合するための鉱油ストリームは、ディーゼル沸点範囲ストリームであり得る。他の実施形態において、鉱油ストリームは、常圧軽油または減圧軽油などのより高い沸点範囲ストリームであり得る。さらに他の実施形態において、鉱油ストリームは、重質ナフサ、バージンナフサストリーム、または他のバージン留出物などのより低い沸点範囲ストリームであり得る。好適な鉱油ストリームの他の例としては、残油、循環油（例えば、軽質循環油）、およびコーカー由来の油、ならびにこれらのいずれかおよび／または他の上述したストリームのいずれかの組合せが挙げられる。
【００４０】
一実施形態において、バイオ成分原料ストリームと混合するための鉱油原料ストリームは、比較的低い窒素および硫黄含量を有し得るのが有利である。好ましくは、鉱油原料ストリームは、約５０ｗｐｐｍ以下（好ましくは約３０ｗｐｐｍ以下、例えば約１５ｗｐｐｍ以下、約１０ｗｐｐｍ以下、または約５ｗｐｐｍ以下）の硫黄含量および約５０ｗｐｐｍ以下（好ましくは約３０ｗｐｐｍ以下、例えば約１５ｗｐｐｍ以下、約１０ｗｐｐｍ以下、または約５ｗｐｐｍ以下）の窒素含量を有する精製されたディーゼルストリームであり得る。
【００４１】
ガス原料（Ｇａｓ  Ｆｅｅｄ）
様々な実施形態において、バイオ成分原材料の水素処理のための水素供給源は、例えば、６０モル％以下の水素を含有する比較的低価値の製油所ストリーム（又は流れ）であり得る。このような製油所ストリームは、ほとんどの製油所プロセスに用いられるには低過ぎる水素純度および／または高過ぎる含量の好ましくない成分を有する、と従来から見られているため、比較的低価値を有するものと考えられている。この結果、大抵は、このような製油所ストリームは品質向上され（例えば、より高い値の成分をリサイクルおよび／または再利用のために分離すること、より低い値のおよび／または特に問題のある成分を分離して、残りの成分をリサイクルおよび／または再利用することなど、またはそれらの組合せによって）、処理され（例えば、製油所ストリームのうちの１つ以上のより低い値のおよび／または特に問題のある成分を１つ以上のより高い値の成分に転化するように処理され）、燃料ガスのために燃焼され（通常、熱を生成するため、例えば、製油所の吸熱反応の温度制御を助けるため）、および／またはそれらの組合せが行われる。水素の他に、このような比較的低価値の製油所ストリームは、通常、軽質の副生成物および副産物も含有することがあり、これらの副生成物および副産物としては、以下に限定はされないが、酸化炭素、軽質留分、水、硫化水素、アンモニアなど、およびそれらの組合せが挙げられる。軽質留分は、一般に、低い炭素価の炭化水素、例えば、メタンおよびエタンなどのアルカンの混合物を表す。特定の製油所反応器（ｒｅｆｉｎｅｒｙ  ｒｅａｃｔｏｒｓ）から所望の生成物が分留され、分離され、または蒸留されると、これらの軽質（一般に気体）生成物は、パージガスまたはオフガスを形成し得る。例えば、ＦＣＣオフガスが、比較的低い圧力および比較的低いＨ２濃度を有する（例えば、約５０ｐｓｉｇ（３４５ｋＰａｇ）、場合により最大約１００ｐｓｉｇ（６９０ｋＰａｇ）の全ストリーム圧力、および２５モル％未満のＨ２濃度を有する）ことを含むいくつかの問題を有すると従来からみなされている。ＦＣＣオフガスが、通常、水素処理を示す水素分圧を達成するために、十分な圧力上昇が必要であろう。さらに、ＣＯが水素処理反応の公知の抑制剤であるため、Ｈ２含有ガスストリームのＣＯ含量が増加すると、全体水素処理活性が低下される傾向があり得る。
【００４２】
しかしながら、このような低い水素含量のガスストリームを燃料源として使用する代わりに、本発明の様々な実施形態は、このようなガスストリームがバイオ成分原料の水素処理のための水素供給源として働くのを可能にし得る。オレフィン飽和（Ｃ＝ｓａｔ）およびＨＤＯの両方が、比較的穏やかな条件で起こり得、ここでオレフィン飽和はより簡易な反応である。したがって、このような製油所ストリームの比較的低いＨ２含量でさえ、反応に十分であり得る。さらに、ＣＯが測定可能な濃度で製油所ストリーム中に存在する場合、ＣＯが触媒の活性を少なくとも部分的に抑圧することがあっても、バイオ成分原料を十分に脱酸素する（例えば、原料中の酸素の大部分を除去し、場合により原料中の酸素のほぼ全てを除去する）ほど高く活性が保たれ得るのが好ましい。
【００４３】
水素含有ガスは、本発明に係る水素処理反応器に入る際、通常、約６０モル％未満の水素含量を有し得る。様々な実施形態において、ガスストリームの水素含量は、ストリーム中のガスの総モル量を基準にして、約５５モル％以下、約５０モル％以下、約４５モル％以下、約４０モル％以下または約３５モル％以下であり得る。それに加えてまたはその代わりに、比較的低い値の製油所ガスストリームの水素含量は、ストリーム中のガスの総モル量を基準にして、少なくとも約２０モル％、例えば少なくとも約２５モル％、少なくとも約３０モル％、少なくとも約３５モル％、または少なくとも約４０モル％であり得るが、ストリーム中のガスの総モル量を基準にして少なくとも約８０モル％の水素含量は、比較的低い値としてではなく比較的高い値の水素含有ガスストリームと従来から見られている。
【００４４】
本発明にしたがって有用な通常の製油所ストリームは、水素ガスを含有しているのに加えて、軽質留分、ＣＯ、ＣＯ２、Ｈ２ＳおよびＮＨ３のうちの１つ以上をさらに含み得る。原料の化学的性質および／または製油所ストリームが生じる反応器の条件に応じて、他の成分も可能であり得る。このような水素含有ガスは、本発明にしたがって、バイオ成分原料のＨＤＯ用の水素供給源として直接用いられ得る。しかしながら、ある実施形態において、水素含有ガスストリームは、特に水素処理反応に用いられている触媒が水素含有ガス中に存在する成分に特に感受性であるとき、使用の前に洗浄され得る（例えば、ガスストリームがＨ２Ｓを含有する場合、Ｐｔおよび／またはＰｄのような第ＶＩＩＩ族の貴金属を含むものなどの硫黄に弱い触媒と接触する前に洗浄されるべきであるが、Ｈ２Ｓ含有ガスストリームの洗浄は、触媒が新鮮か、使用済みか、再生されているか（ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ）、または復活されているか（ｒｅｊｕｖｅｎａｔｅｄ）にかかわらず、従来の第ＶＩＢ／ＶＩＩＩ族の水素処理触媒などの硫黄に強い触媒を接触させるときは任意選択であろう）。水素含有ガスストリームの洗浄は、ガスストリーム中のＨ２Ｓおよび／またはＣＯ２の濃度を（好ましくは大幅に）低減し得る。好適な洗浄器（ｓｃｒｕｂｂｅｒ）の一例はアミン塔であり、アミン塔は、例えば、ジエチルアミン（ＤＥＡ）またはメチルアミンを用いて、Ｈ２ＳおよびＣＯ２を捕捉することができる。ＣＯが通常、このタイプの洗浄器によってそれほどの量は除去されないことに留意されたい。
【００４５】
上述したように、特定の状況では、Ｈ２Ｓの大幅な除去が、触媒の活性／反応性を維持するのに有益であり得る。本発明に係る好ましい水性ガスシフト触媒は、鉄、クロム、銅、亜鉛およびそれらの組合せなどの遷移金属の酸化物を主に含む。Ｈ２Ｓの存在下で、触媒の少なくとも一部は硫化物に転化されることがあり、これは、本発明の様々な実施形態において水性ガスシフト触媒などの特定の触媒にとってあまり望ましくない傾向があり得る。ある実施形態において、比較的低い値の水素含有ストリームの洗浄により、例えば、１５ｖｐｐｍ以下、例えば１０ｖｐｐｍ以下の硫黄化合物の濃度に対応して、硫黄含量が大幅に低減され得る。特定の実施形態において、洗浄された水素含有ガスストリームは、好ましくは５０ｖｐｐｍ未満のＨ２Ｓ濃度を有し得る。
【００４６】
水素含有ガスは、本発明に係る水素処理反応器に入る際、好ましくは１０モル％以下、例えば約７モル％以下、約５モル％以下、約３モル％以下、約１モル％以下、約５０００ｐｐｍ以下、約３０００ｐｐｍ以下、または約１０００ｐｐｍ以下のＣＯ２含量を有し得る。ガスストリームのＣＯ２含量がこれらのレベルを超える場合などの状況では、ＣＯ２の除去は、例えば、反応中に現場で製造される水素の量を増加させるのに有益であり得る。水性ガスシフト反応は、平衡プロセスに類似しており、平衡プロセスでは、Ｈ２ＯおよびＣＯが可逆的に反応して、Ｈ２およびＣＯ２が形成される。すなわち以下の式で表される。
【化１】
2013515843.tif 000003
【００４７】
これは平衡プロセスに類似しているため、反応に関与する化学種の１つが増加すると、その濃度を低減するための反応を促す傾向があり得る。したがって、過剰なＣＯ２の提供は、より多くのＨ２ＯおよびＣＯを形成するためにこの反応を促す傾向があり得る。Ｈ２がこの反応からの所望の生成物であるため、ＣＯ２レベルの低減は、水性ガスシフト反応によって製造されるＨ２の量を増加させるはずである。
【００４８】
Ｈ２の製造は、水素処理工程の際、蒸気を反応器に導入することによってさらに促され得る。蒸気により反応剤としてのさらなる水が得られ、これは、さらなるＨ２の生成を促すのを助け得る。蒸気が添加されるある実施形態において、バイオ成分原料の脱酸素によりいくらかの水が生成され得ることが多いため、水素処理プロセスが開始されてから、蒸気添加の量を低減することが可能であり得る。
【００４９】
触媒
様々な実施形態において、水素処理が、水性ガスシフト触媒などの比較的低コストの触媒の存在下で行われ得る。水性ガスシフト活性は、通常、オフガス中および／または反応器中のＨ２Ｏ（およびＣＯ）からさらなる水素（およびＣＯ２）を製造するのに有益である。
【００５０】
好ましい水性ガスシフト触媒は、Ｆｅ３Ｏ４などの鉄の酸化物を含む。水性ガスシフト活性を有する酸化鉄が有利であり得る。水素添加活性（ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ  ａｃｔｉｖｉｔｙ）も有する他の水性ガスシフト触媒は、例えば、アルミナに担持された、ＺｎＯおよび／またはＣｕＯなどの担持触媒、ＣｒＯ２などを助触媒として用いた酸化鉄触媒、またはそれらの組合せを含み得る。水性ガスシフト触媒は、使用の前に還元環境に曝され得るのが有利である。バイオ成分原料は、通常、低い硫黄含量を有するため、触媒は、十分な処理時間（例えば、約６ヶ月間〜約１０年間、好ましくは約１年間〜約５年間、例えば約１８ヶ月間〜約４年間）にわたって活性（例えば、ＨＤＯ活性）を維持することが可能であるべきである。
【００５１】
より一般には、好適な触媒は、例えばＮｉおよび／またはＣｏ、ならびにＷおよび／またはＭｏを含む、好ましくはＮｉおよびＭｏ、あるいはＣｏおよびＭｏの組合せ、あるいはＮｉ、ＣｏおよびＭｏ、あるいはＮｉ、ＭｏおよびＷなどの三成分の組合せを含む、１つ以上の第ＶＩＩＩ族金属および１つ以上の第ＶＩＢ族金属を含む触媒を含み得る。この水素処理触媒または各々の水素処理触媒はバルク触媒であり得、あるいはアルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニアまたはそれらの組合せなどの酸化物、または炭素などの別の公知の担体材料に担持され得る。このような触媒は、水素処理および水素化分解への使用が周知である。
【００５２】
より低い入口温度でオレフィン飽和を開始するのにＮｉＭｏ触媒が好ましくは用いられる。ほとんどのユニットは、最高動作温度に制約され、大量の熱がバイオ原料の処理から放出される。ＮｉＭｏを用いたより低い温度でのオレフィン飽和の開始は、より長いサイクル長さを可能にし（後に最高温度に達するため）、および／または、より多くのバイオ原料の処理を可能にする。
【００５３】
ＣｏＭｏ触媒は、好ましくは、より低い水素分圧での脱硫のため、およびバイオ原料の処理の速度を落とすために用いられ得る。このようなより低い活性の触媒を有することによってプロセス全体の発熱を分散させることにより、部分的な高温部分（ｈｏｔｓｐｏｔ）の数を有利に低減することができる（部分的な高温部分は、ユニットの効率を低下させ、反応器の壁付近の場合、構造上の問題を発生させるおそれがある）。高い水素分圧でＣｏＭｏを使用すると、発生するメタン化の量も低減することができ（例えば、ＣＯ＋３Ｈ２→ＣＨ４＋Ｈ２Ｏおよび／またはＣＯ２＋４Ｈ２→ＣＨ４＋２Ｈ２Ｏ）、これは水素消費の低減に役立ち得る。
【００５４】
１つの選択肢は、使用済みの従来の水素処理触媒（例えば、ＮｉＭｏおよび／またはＣｏＭｏ）を用いることであり得る。このような触媒は、従来の水素処理プロセス（ＨＤＳおよび／またはＨＤＮなど）について低下された活性を有する傾向があるが、オレフィン飽和および／またはＨＤＯの十分な活性をまだ有し得る。ＮｉＭｏおよび／またはＣｏＭｏなどの水素処理触媒は、例えば、バイオ成分原料が、水素処理反応器中で水素含有ガスに曝される前に硫黄含有鉱油原料と混合され得る特定の状況において好ましいことがある。
【００５５】
別の選択肢は、使用済みの従来の水素処理触媒を再生（触媒活性部位の単なる再活性化）および／または復活（新鮮な触媒の水素処理活性に近づけるように関連する金属のさらなる堆積と組み合わせた触媒活性部位の再活性化）したものを使用することであり得る。この選択肢は可能であるが、再生および／または復活プロセスが、プロセスに多大な費用を追加するため、好ましくない。同様に、水素処理の際に比較的高い触媒活性を有する新鮮な従来の水素処理触媒が、さらに別の可能性であるが、このような活性触媒を用いた際にコストがさらにますます増加されるため、再生および／または復活された触媒を用いるよりさらに好ましくない。
【００５６】
本明細書において使用される際、「ＣｏＭｏ」および「ＮｉＭｏ」という用語は、触媒金属としてモリブデンと、コバルトまたはニッケルのいずれかとをそれぞれ含む触媒を指す。酸化物として製造されることもあるが、このような触媒は、通常、硫化されて水素処理活性を示す。酸化物であるかまたは硫化形態であるかにかかわらず、このような触媒は、場合により担体および助触媒などの少量の他の材料も含み得る。例示として、このような水素処理触媒は、特に、例えば、米国特許第６，１５６，６９５号明細書、同第６，１６２，３５０号明細書、同第６，２９９，７６０号明細書、同第６，５８２，５９０号明細書、同第６，７１２，９５５号明細書、同第６，７８３，６６３号明細書、同第６，８６３，８０３号明細書、同第６，９２９，７３８号明細書、同第７，２２９，５４８号明細書、同第７，２８８，１８２号明細書、同第７，４１０，９２４号明細書、および同第７，５４４，６３２号明細書、米国特許出願公開第２００５／０２７７５４５号明細書、同第２００６／００６０５０２号明細書、同第２００７／００８４７５４号明細書、および同第２００８／０１３２４０７、ならびに国際公開第０４／００７６４６号パンフレット、国際公開第２００７／０８４４３７号パンフレット、国際公開第２００７／０８４４３８号パンフレット、国際公開第２００７／０８４４３９号パンフレット、および国際公開第２００７／０８４４７１号パンフレットのうちの１つ以上に記載されている。好適な水素処理触媒は、例えば、商品名ＫＦ−８４８（商標）、ＫＦ−８４１（商標）、ＫＦ−８４０（商標）、ＫＦ−７５７（商標）、ＲＴ−６０１（商標）、ＲＴ−３（商標）、およびＲＴ−２（商標）（Ａｌｂｅｍａｒｌｅ（Ｂａｔｏｎ  Ｒｏｕｇｅ、ＬＡ）製）；ＤＮ−３５５１（商標）、ＤＮ−３５３１（商標）、ＤＮ−３３３０（商標）、およびＤＮ−２００（商標）（Ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ（Ｈｏｕｓｔｏｎ、ＴＸ）製）；ＴＫ−５７６（商標）（Ｈａｌｄｏｒ−Ｔｏｐｓｏｅ（Ｈｏｕｓｔｏｎ、ＴＸ）製）；ＨＲ−６２６（商標）（Ａｘｅｎｓ（Ｈｏｕｓｔｏｎ、ＴＸ）製）などで市販品としても入手可能である。
【００５７】
ＣｏＭｏおよび／またはＮｉＭｏなどの従来の水素化脱硫触媒／水素化脱窒素触媒のほか、水素化脱酸素および水素添加（オレフィン系および／または芳香族飽和）は、それに加えてまたはその代わりに、新鮮な、再生および／または復活された、または使用済みの水素異性化触媒／脱ろう触媒を用いて行うことができる。このような水素異性化／脱ろう触媒は、１００以下、例えば８０以下または６０以下のＳｉＯ２：Ａｌ２Ｏ３比を有するが、場合により金属酸化物バインダーを含むのが好ましいモレキュラーシーブを含み得る。非限定的な例としては、以下に限定はされないが、ＥＵ−１、ゼオライトベータ、ＺＳＭ−３５、ＺＳＭ−１１、ＺＳＭ−５７、ＮＵ−８７、ＺＳＭ−２２、ＥＵ−２、ＥＵ−１１、ＺＢＭ−３０、ＺＳＭ−４８、ＺＳＭ−２３、またはそれらの組合せが挙げられ、好ましくはゼオライトベータ、ＺＳＭ−４８、および／またはＺＳＭ−２３である。特定の実施形態において、モレキュラーシーブは、シーブ（ゼオライト）表面積：外部表面積の比が、少なくとも８０：１００、例えば少なくとも９０：１００または少なくとも１０５：１００であり得る。粉末形態の金属酸化物バインダーが存在する場合、バインダーは、１００ｍ２／ｇ以下、例えば８０ｍ２／ｇ以下または６０ｍ２／ｇ以下の表面積を有するか、および／またはシリカ、アルミナ、チタニア、およびジルコニアのうちの少なくとも１つを含むのが好ましいことがある。それに加えてまたはその代わりに、必要に応じて、水素異性化／脱ろう触媒は、元素周期表の第ＶＩＩＩ族の金属から選択される助触媒金属も含み得る。第ＶＩＩＩ族金属のみが含まれる実施形態において、その第ＶＩＩＩ族金属は、好ましくは貴金属であり、より好ましくはＰｔおよび／またはＰｄを含む。第ＶＩＩＩ族金属に加えてさらなる助触媒金属が提供される実施形態において、第ＶＩＩＩ族金属は、Ｎｉおよび／またはＣｏ（好ましくはＮｉ）であり得、さらなる助触媒金属は、Ｍｏおよび／またはＷ、好ましくは少なくともＷなどの第ＶＩＢ族金属を含み得る。例示として、このような水素異性化触媒は、特に、例えば、米国特許第５，０７５，６２９号明細書、同第５，１１０，４４５号明細書、同第５，３０２，７７９号明細書、同第５，４５６，８２０号明細書、同第５，５７３，６５７号明細書、同第５，７２３，７１６号明細書、同第５，７７０，５４２号明細書、同第５，９７７，４２５号明細書、同第６，１９０，５３２号明細書、同第７，０７７，９４７号明細書、同第７，０８７，１５２号明細書、同第７，１２５，８１８号明細書、同第７，２２０，３５０号明細書、同第７，２８２，１３７号明細書、同第７，４２９，３１８号明細書、同第７，４８２，３００号明細書、同第７，５３８，０６５号明細書、および同第７，６２５，４７８号明細書、および米国特許出願公開第２００５／０１１３２５０号明細書、同第２００６／００７３９６１号明細書、同第２００８／０１６３６７２号明細書、および同第２００８／０１７１６７５号明細書のうちの１つ以上に記載されている。
【００５８】
反応条件
バイオ成分原材料、場合により蒸気、および水素含有ガス供給源が、水性ガスシフト活性を有する触媒および／または別のタイプの水素添加触媒を含む反応器に導入され得る。バイオ成分原料は、原料から酸素を除去するために有効な条件下で、触媒に曝され得るのが有利である。ある実施形態において、条件は、酸素のほぼ全てを除去するのに有効であり得る。代替的な実施形態において、条件は、酸素の少なくとも５０重量％、例えば少なくとも８０重量％、少なくとも８５重量％、または少なくとも９０重量％を除去するのに有効であり得る。このような代替的な実施形態において、条件は、通常、酸素の９９重量％以下、例えば９８重量％以下または９５重量％以下を除去するのに有効であり得る。このような代替的な実施形態において、処理されたバイオ成分原料は、鉱油ディーゼル沸点範囲原料と混合可能であり、水素処理反応器中で共処理されて、バイオ成分原料から酸素がさらに除去され得る。
【００５９】
バイオ成分原料が触媒、場合により蒸気、および水素含有ガス供給源に曝される状況において、条件は、オレフィンを飽和させ、および／または原料から酸素を除去するために有効であり得る。条件は、約０．１時間−１〜約１０時間−１、例えば約０．５時間−１〜約１．５時間−１のＬＨＳＶ、ならびに約５５０°Ｆ〜約７００°Ｆ（約２８８℃〜約３７１℃）、例えば約５７５°Ｆ〜約６７５°Ｆ（約３０２℃〜約３５７℃）または約６００°Ｆ〜約６５０°Ｆ（約３１５℃〜約３４３℃）の重量平均床温度（ＷＡＢＴ、本明細書において「温度」と略記される）を含み得る。温度範囲は、酸素除去のための水素添加活性と水性ガスシフト活性とが平衡していることを表し得ることに留意されたい。ＣＯおよびＨ２Ｏを、ＣＯ２およびＨ２へと転化するのは、発熱プロセスである。水性ガスシフト反応はまた、平衡プロセスに類似しているため、温度の上昇により、反応がＣＯおよびＨ２Ｏの生成に向かう傾向があり得る。
【００６０】
水素供給源として用いられる製油所ストリームの性質により、処理ガス速度および反応圧力のいくつかの選択肢があり得る。例えば、通常のＦＣＣオフガスは、一般に、約５０ｐｓｉｇ〜約１００ｐｓｉｇ（約３４５ｋＰａｇ〜約６９０ｋＰａｇ）の圧力を有し得る。ある実施形態において、ポンプを用いて、ＦＣＣオフガス原料の圧力を、約３００ｐｓｉｇ〜約４００ｐｓｉｇ（約２．１ＭＰａｇ〜約２．８ＭＰａｇ）などのより高い値に上昇させることができる。ＦＣＣオフガスが、一般に、約１５体積％〜約２０体積％の水素を含み得るため、その水素分圧は、おおよそ、約５０ｐｓｉｇ〜約８０ｐｓｉｇ（約３４５ｋＰａｇ〜約５５２ｋＰａｇ）であり得る。他の実施形態において、ＦＣＣオフガスは、ＦＣＣ反応器からの出力として生成される圧力で用いられ得る。さらに他の実施形態において、ＦＣＣオフガスは、約５０ｐｓｉｇ〜約４００ｐｓｉｇ（約３４５ｋＰａｇ〜約２．８ＭＰａｇ）の圧力で用いられ得る。これらの実施形態のいずれかにおいて、または他の製油所ストリームが水素の供給源として用いられる実施形態において、製油所ストリーム中の水素には、場合により、より高い純度の１つ以上の他の水素ストリームが補充されて、例えば、反応器中の水素の分圧を上昇させ、ひいてはオレフィン飽和および／またはＨＤＯ活性を高めることができる。
【００６１】
一般に、本発明に係る水素処理反応器の全反応器圧力は、約１００ｐｓｉｇ（約６９０ｋＰａｇ）〜約６００ｐｓｉｇ（約４．１ＭＰａｇ）、例えば約１５０ｐｓｉｇ（約１．０ＭＰａｇ）〜約３００ｐｓｉｇ（約２．１ＭＰａｇ）または約１５０ｐｓｉｇ（約１．０ＭＰａｇ）〜約２５０ｐｓｉｇ（約１．７ＭＰａｇ）であり得る。また、水素含有ガスストリーム中に水素以外の他の成分があるため、水素分圧は、一般に、全反応器圧力と全く異なり得る。実際に、バイオ成分原料を含む反応器において多くの場合、水素分圧は、水素処理反応器への入口における水素含有ガス中の水素の分圧として表されるが、鉱油原料のみを含む反応器においては、水素分圧は、一般に、水素処理反応器の出口における水素の分圧として表され得る。一実施形態において、水素分圧（入口）は、少なくとも約１０ｐｓｉｇ（約６９ｋＰａｇ）、例えば少なくとも約１５ｐｓｉｇ（約１００ｋＰａｇ）、少なくとも約３０ｐｓｉｇ（約２１０ｋＰａｇ）、少なくとも約４０ｐｓｉｇ（約２８０ｋＰａｇ）、少なくとも約５０ｐｓｉｇ（約３４５ｋＰａｇ）、少なくとも約６０ｐｓｉｇ（約４１０ｋＰａｇ）、少なくとも約７０ｐｓｉｇ（約４８０ｋＰａｇ）、または少なくとも約８０ｐｓｉｇ（約５５０ｋＰａｇ）であり得る。それに加えてまたはその代わりに、水素分圧（入口）は、約３５０ｐｓｉｇ（約２．４ＭＰａｇ）以下、例えば約３００ｐｓｉｇ（約２．１ＭＰａｇ）以下、約２５０ｐｓｉｇ（約１．７ＭＰａｇ）以下、約２００ｐｓｉｇ（約１．４ＭＰａｇ）以下、約１５０ｐｓｉｇ（約１．０ＭＰａｇ）以下、または約１００ｐｓｉｇ（約６９０ｋＰａｇ）以下であり得る。
【００６２】
並流反応器に関わる実施形態において、バイオ成分原料の量と比べて、用いられる水素含有ガスの量を増加することによって、比較的低い水素分圧が部分的に得られる。実際に、通常の製油所は、一般に、所与の流量でパージガスおよび／またはオフガスを生成する既存の反応器を有するであろう。関連する反応器のサイズに応じて、水素含有ガスの流量は、約５００，０００ｓｃｆ／日〜約５０，０００，０００ｓｃｆ／日（約１４，０００Ｓｍ３／日〜約１．４Ｓｋｍ３／日）であり得る。水素含有ガスストリームを用いて処理されるバイオ成分原料の量は、バイオ成分原料に対する水素供給源の所望の処理ガス比を得るように調節することができる。例えば、約２０，０００，０００ｓｃｆ／日（約０．５７Ｓｋｍ３／日）のオフガスを生成するＦＣＣユニットを用いて、１日当たり約２０００バレル（ｂｂｌ）のバイオ成分原料を処理し得る。これは、全原料に対して約１０，０００ｓｃｆ／ｂｂｌ（約１７００Ｎｍ３／ｍ３）の処理ガス比、および約１５〜２０体積％のオフガス水素含量を基準にして約１５００ｓｃｆ／ｂｂｌ〜約２０００ｓｃｆ／ｂｂｌ（約２５０Ｓｍ３／ｍ３〜約３４０Ｓｍ３／ｍ３）の水素処理ガス比におおよそ相当するであろう。
【００６３】
ある実施形態において、反応の一部は、向流反応器で行われ得る。このような場合、処理の際のバイオ成分原料の流れの方向は、水素含有ガスストリームの流れの方向とは反対であろう。蒸気が存在する場合、蒸気も、通常、向流動作の際、バイオ成分原料と反対方向に流れ得る。向流反応器を含む実施形態において、原料は、上部から反応器に流入可能であるが、水素含有ガスおよび蒸気流れは、底部から流入可能である。ガスが反応器を満たすにつれて、通常、反応器の水素が少なくなり得、一般に、反応器の上部（出口）付近で水素分圧がより低くなる。この向流機構の１つの利点は、原料がまず反応器に入るとき、最低の水素分圧が原料にかかることであり得る。水素のより低い分圧は、バイオ成分原料中のオレフィンを飽和させるのに十分であるべきであり、これにより、ＨＤＯを行うために反応器の底部における水素圧力がより高くなる。
【００６４】
向流設計の考えられる別の利点は、反応器にわたる温度分布を調節し、例えば、水性ガスシフトによる水素製造を向上させることができることであり得る。水性ガスシフト反応において、水およびＣＯからの水素（およびＣＯ２）の製造は発熱性である。したがって、反応環境の温度を低下させて、水性ガスシフト平衡がより多い水素の製造に有利に働くようにすることができる。一実施形態において、より低い反応温度が反応器の上部付近で見られ、より高い反応温度が底部付近で見られるように、温度は向流反応器内で様々であり得る。
【００６５】
反応により、最大で３つのタイプの流出物ストリーム（またはそれ以上）が生成され得る。１つのタイプのストリームは、蒸気流出物ストリームを含み得る。蒸気流出物は、未反応のＨ２、いくらかのＣＯおよび／またはＣＯ２、水蒸気、軽質留分、ならびに例えば、水素含有ガスストリームとともに反応器に導入された可能性のある何らかの他の軽質生成物を含み得る。このストリームの軽質留分含量が燃焼値を有するのに十分に高いとき、蒸気流出物を燃料ガスとして用いることができる。別のタイプの流出物ストリームは、ディーゼル沸点範囲生成物ストリームを含み得、これは、処理されたバイオ成分原材料の大部分を含み得るのが有利である。第３のタイプのストリームは、水性流出ストリームを含み得、これは、バイオ成分原料とともに導入されるか、および／または水性ガスシフト反応を促すのに用いられる蒸気に由来する水を含み得る。この水性ストリームは、あるレベルの溶解された有機物および他の微粒子および／または溶解された不純物も含み得、不純物は、ある実施形態において、廃棄物処理施設に送られ得る。
【００６６】
一実施形態において、原材料のバイオ成分部分は、水素処理の前に不純物を除去するために前処理され得る。必要に応じて、この前処理は、ある実施形態において、原材料のバイオ成分部分を鉱油部分と混合する前に行われ得る。このような実施形態において、前処理は、バイオ成分部分を吸着剤に通して金属を除去する工程、バイオ成分部分をろ過して堆積物を除去する工程、または他のプロセスを含み得る。あるいは、任意選択の金属除去の前処理は、水素化脱酸素（および場合により水素化脱硫）の前に、組み合わせられた原材料を脱金属条件下で脱金属触媒に曝すことによって、バイオ成分と鉱油原料とを混合した後に行われ得る。
【００６７】
ある実施形態において、ディーゼル沸点範囲生成物ストリームは、ディーゼル燃料プールに組み込むのに好適であり得る。あるいは、ディーゼル沸点範囲生成物ストリームにさらなる処理を行うことができる。１つのタイプのさらなる処理は、ディーゼル沸点範囲生成物中に残っている何らかの好ましくないヘテロ原子（例えば、窒素および／または硫黄）の少なくとも一部を除去する工程を含み得る。硫黄の場合、これは、硫化水素を除去するための苛性溶液または他の洗浄剤を用いて、あるいはメルカプタンおよび／または硫化カルボニルを除去するために、金属の（塊状の）Ｎｉ、ＺｎＯ、または硫黄種の別の吸着剤に液体ストリームを曝すことなどによる硫黄吸着工程によって行われ得る。別のタイプのさらなる処理は、例えば、温度制御のために、生成物の一部を反応器の入口にリサイクルさせる工程を含み得る。さらに別の代替例は、溶解されたガスのディーゼル沸点範囲生成物をストリッピングする工程を含み得る。
【００６８】
ディーゼル沸点範囲生成物のさらなる水素処理も可能である。ある実施形態において、ディーゼル沸点範囲生成物は、有効な水素異性化条件下で水素異性化触媒に曝され得る。ディーゼル沸点範囲生成物において水素異性化プロセスを行うことにより、生成物の低温流動性を向上させることができる。水素異性化反応は、ディーゼル沸点範囲生成物から低レベルの硫黄および／または酸素を同時に除去し得るのも有利である。
【００６９】
任意選択の水素異性化段階において、ディーゼル沸点範囲生成物は、場合により別個の反応器中に存在し、水素異性化触媒の存在下で、水素異性化条件で操作される１つ以上の反応領域に曝され得る。一般に、接触脱ろうは、ディーゼル沸点範囲原料などの原料中の長鎖分子を選択的に水素化分解することによってまたは水素異性化することによって行うことができる。脱ろう触媒としては、必ずしも以下に限定はされないが、結晶性アルミノケイ酸塩（ゼオライト）またはシリコアルミノリン酸塩（ＳＡＰＯ）などのモレキュラーシーブが挙げられる。これらのモレキュラーシーブの触媒は、第ＶＩＩＩ族金属（Ｎｉおよび／またはＣｏなど、そのある好ましい実施形態において、金属水素添加成分は、Ｍｏおよび／またはＷなどの第ＶＩＢ族金属、好ましくは少なくともＷをさらに含み得る）、場合によっては第ＶＩＩＩ族貴金属（Ｐｔおよび／またはＰｄなど）などの金属水素添加成分も有していてもよい。水素異性化／脱ろうの条件は、約２５０℃〜約４５０℃、好ましくは約２８０℃〜約３８０℃の温度、約３００ｐｓｉｇ〜約３０００ｐｓｉｇ（約２．１ＭＰａｇ〜約２０．７ＭＰａｇ）の圧力、約０．１時間−１〜約５．０時間−１のＬＨＳＶ値、および約５００ｓｃｆ／ｂｂｌ〜約５０００ｓｃｆ／ｂｂｌ（約８４Ｓｍ３／ｍ３〜約８４０Ｓｍ３／ｍ３）の処理ガス比を含み得る。
【００７０】
様々な実施形態において、接触脱ろうに用いられるモレキュラーシーブは、例えば、１−Ｄチャネル構造を有する１０員環のモレキュラーシーブであるＺＳＭ−４８などのＭＲＥ構造のゼオライトを有するアルミノケイ酸塩を含み得る。ＺＳＭ−４８タイプのモレキュラーシーブは、主に、原料中の分子を異性化することによって脱ろうを行い得る。アルミノケイ酸塩のシリカ対アルミナの通常の比は、約２５０対１以下、または２００対１であり得る。好ましくは、アルミノケイ酸塩のシリカ対アルミナの比は、約１１０対１未満、例えば約１１０対約２０未満または約１００対約４０であり得る。触媒を形成するために、モレキュラーシーブは、バインダーと組み合わせられ得る。好適なバインダーとしては、以下に限定はされないが、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、チタニア、ジルコニア、またはそれらの混合物が挙げられる。他の好適なバインダーは、当業者に明らかであろう。
【００７１】
特に有利な実施形態において、任意選択の水素異性化／脱ろう処理は、水素異性化／脱ろうされた生成物において以下のうちの１つ以上を改善し得る：硫黄含量（すなわち、硫黄含量を低下させることによって）；セタン価；および１つ以上の低温流動性（流動点、雲り点、低温粘度など）。
【００７２】
別の水素処理の選択肢は、ディーゼル沸点範囲生成物を鉱油ディーゼル原料と混合する工程と、次に、混合された原料を水素処理する工程とを含み得る。この選択肢は、特にバイオ成分原料の最初の水素処理（例えば、ＨＤＯ）がヘテロ原子（例えば、酸素）含量を十分に低下させない場合に好ましいことがある。最初の水素処理（例えば、ＨＤＯ）段階でヘテロ原子（例えば、酸素）の大部分を除去することによって、残留するヘテロ原子（例えば、酸素）による触媒活性の抑制が低減されるかまたは最小限に抑えられ得る。したがって、混合されたバイオ成分および鉱油原料の水素処理段階は、鉱油原料のかなりの硫黄除去が行われる段階であり得ることが有利である。混合されたバイオ成分および鉱油原料の水素処理は、ディーゼル沸点範囲生成物も製造し得ることが有利である。このディーゼル沸点範囲生成物は、ディーゼル燃料プールに添加され得るか、または上述したいずれかのタイプのさらなる処理を行うことができる。
【００７３】
鉱油原料が水素処理工程の前にバイオ成分原料と混合される実施形態において、鉱油原料は、好ましくはディーゼル沸点範囲原料であり得る。バイオ成分原料ストリームと混合するための鉱油原料ストリームは、約５０〜約６０００ｗｐｐｍの窒素、例えば、約７５〜約１０００ｗｐｐｍの窒素などの、約５０〜約２０００ｗｐｐｍの窒素含量を有し得る。一実施形態において、本明細書において使用するのに好適な原料ストリームは、約１００〜約４００００ｗｐｐｍの硫黄、例えば、約３５０〜約２５０００ｗｐｐｍなどの、約２００〜約３００００ｗｐｐｍの硫黄含量を有し得る。好適なディーゼル沸点範囲原料ストリームは、約２１５°Ｆ（約１０２℃）〜約８００°Ｆ（約４２７℃）の範囲内で沸騰し得る。好ましくは、ディーゼル沸点範囲原料ストリームは、少なくとも約２５０°Ｆ（約１２１℃）、または少なくとも約３００°Ｆ（約１４９℃）、または少なくとも約３５０°Ｆ（約１７７℃）、または少なくとも約４００°Ｆ（約２０４℃）、または少なくとも約４５１°Ｆ（約２３３℃）の初留点を有する。好ましくは、ディーゼル沸点範囲原料ストリームは、約８００°Ｆ（約４２７℃）以下、例えば約７７５°Ｆ（約４１３°Ｆ）以下または約７５０°Ｆ（約３９９℃）以下の最終沸点を有する。一実施形態において、ディーゼル沸点範囲原料ストリームは、約４５１°Ｆ（２３３°Ｃ）〜約８００°Ｆ（４２７°Ｃ）の沸点範囲を有する。別の実施形態において、ディーゼル沸点範囲原料ストリームは、約２５０°Ｆ（１２１°Ｃ）〜約８００°Ｆ（４２７℃）の沸点範囲を原料ストリームに与えるために灯油範囲の化合物も含む。
【００７４】
反応系
バイオ成分原料を脱酸素するために用いられる反応器は、水素処理プロセスを行うのに好適な反応器などの水素処理反応器であり得る。反応器は、並流または向流で動作するように構成され得る。反応器が向流動作向けに構成される場合、反応器は、一実施形態において固定床反応器であり得、ここで、バイオ成分原料は、水素含有ガス流れおよび、存在する場合には蒸気流れの両方に対して反対方向に流れる。反応器が並流動作向けに構成される場合、固定床または流動床のいずれかが用いられ得る。
【００７５】
反応系は、反応器用のいくつかの流入部（ｉｎｐｕｔ）を含み得る。バイオ成分原材料に加えて、水素含有ガスおよび場合により蒸気のための流入導管も利用可能である。水素含有ガス用の流入導管は、ガスストリーム中に存在するＨ２Ｓの少なくとも一部およびＣＯ２の少なくとも一部を除去することができる任意選択の洗浄器からのガスストリームを受け入れることができる。反応系は、触媒も含み得る。反応器が固定床反応器である場合、反応器は、１つまたは複数の触媒床を含んでいてもよい。反応器からの流出物は、例えば、蒸気流出物、水性流出物、およびディーゼル沸点範囲生成物を含む３つの流出ストリームを生成するために、分離器に送られ得る。
【００７６】
本発明の一実施形態を実施するのに好適な反応系が、図１に概略的に示されている。図１において、反応器１０５がいくつかの流入導管を有する。原料導管１１２が、処理のためのバイオ成分原材料を供給する。蒸気導管１１４（任意選択）が、反応器１０５に蒸気を供給し得る。導管１１６が、比較的低い水素含量のガスを含む水素供給源を反応器に提供する。所要または必要に応じて、水素含有ガスは、反応器１０５への通路のための導管１１６に入る前に、洗浄器１１７（任意選択）を通過し得る。流入原料の配置に基づいて、反応器１０５は、向流動作向けに構成されるが、図１の配置を適切に並べ替えて並流反応器動作を行うことができることが理解されよう。場合により、例えば、必要に応じて水素分圧を上昇させるために、さらなる水素原料１１９が反応器に供給されてもよい。図１に示されるように、さらなる水素原料１１９は、反応器の中間点で添加されてもよい。しかしながら、さらなる水素は、それに加えてまたはその代わりに、他の水素および／または他のガスとともに、導管１１６を通ってまたは導管１１６により近接して導入され得る（および／または任意選択の洗浄器１１７に通され得る）。
【００７７】
反応器１０５からの生成物は、１つ以上の導管を介して出ることが可能である。蒸気導管１２２が、ガスおよび軽質生成物のための出口となり、これらのガスおよび軽質生成物は、例えば、精製のために異なるユニットに送られ得るか、および／または製油所の別の部分へとリサイクルされ得るか、または燃料ガスとして用いられ得る。液体導管１２４が、液体流出物のための出口となり、分離器１３５に連結し、分離器１３５において、水性流出物１３２が、ディーゼル沸点範囲生成物１３４から分離され得る。分離器１３５は、何らかの残留しているガスおよび／または軽質生成物をディーゼル沸点範囲生成物１３４から分離させることも可能である。図１に示されるように、ディーゼル沸点範囲生成物１３４は、任意選択の水素異性化反応器１４５に入れられ得る。そこで、ディーゼル沸点範囲生成物は、水素流入部１４７からの水素の存在下で水素異性化触媒に曝されて、水素異性化されたディーゼル沸点範囲生成物１４２が製造され得る。
【００７８】
本発明の一実施形態を実施するのに好適な別の反応系が、図２に概略的に示されている。図２において、反応器２０５がいくつかの流入導管を有する。原料導管２１２が、処理のためのバイオ成分原材料を供給する。蒸気導管２１４（任意選択）が、反応器２０５に蒸気を供給し得る。導管２１６が、比較的低い水素含量のガスを含む水素供給源を反応器に提供する。所要または必要に応じて、水素含有ガスは、反応器２０５への通路のための導管２１６に入る前に洗浄器２１７（任意選択）を通過し得る。流入原料の配置に基づいて、反応器２０５は、並流動作向けに構成されるが、図２の配置を適切に並べ替えて向流反応器動作を行うことができることが理解されよう。
【００７９】
反応器２０５からの流出物２２４が分離器２３５に入ることが可能であり、分離器２３５は、気相生成物２２２（例えば、これは精製のために異なるユニットに送られ得るかおよび／または製油所の別の部分へとリサイクルされ得るかまたは燃料ガスとして用いられ得る）と、廃棄またはさらなる処理（図示せず）のための水性流出物２３２と、ディーゼル沸点範囲生成物２３４とを分離することができる。図２に示されるように、ディーゼル沸点範囲生成物２３４は、場合により鉱油ディーゼル沸点範囲原料２５２と混合され得、次に、場合によりさらなる水素２５４とともに、第２の水素処理反応器２５５に入れられ得る。混合された原料は、反応器２５５中で水素処理されて、混合されたディーゼル沸点範囲生成物２６２が製造され得る。この混合されたディーゼル沸点範囲生成物は、場合により第２の分離器（図示せず）に通されて、直接用いられるかまたはディーゼル燃料プールに添加される前に、Ｈ２Ｓなどの汚染物質のガスが除去され得る。
【００８０】
図３は、製油所中の本発明の一実施形態に係る反応系の全体の集合を概略的に示す。図３において、バイオ成分原料を処理するための製油所反応器３７５と水素処理反応器３０５との間に接続が示されている。水素含有ガス流出導管３７７を有する製油所反応器３７５は、約２０モル％〜約６０モル％の水素を含有するストリームを出すことができる任意の製油所反応器を表し得る。水素含有ガスは、導管３７７を通過し、場合により洗浄器３１７を通過して、介在する導管３８３に入り得る。図３において、必要に応じて水素含有ガス流れの圧力を上昇させるための任意選択のポンプ３８７も示されている。介在する導管３８３は、場合により洗浄されたおよび／または加圧された水素含有ガス流れを水素処理反応器３０５に導入する。水素処理反応器３０５はまた、バイオ成分原料３２２、および場合により蒸気（図示せず）も受け入れる。水素処理後、液体流出物は、液体流出物導管３２４を介して分離器３３５に送られ得る。ある実施形態において、液体流出物導管３２４は蒸気流出物も含み得、分離器３３５は、蒸気が存在する場合はこの蒸気も分離することが可能である。分離器３３５は、ディーゼル沸点範囲生成物３３４も製造することが可能であり、ディーゼル沸点範囲生成物３３４は、場合により水素異性化反応器３４５などの別の水素処理反応器に送られ得る。このような場合、水素異性化されたディーゼル沸点範囲生成物３４２は、直接用いられるかまたはディーゼル燃料プールに送られ得る。
【００８１】
図４は、水素含量を低減したガスおよび／または活性を低下させた触媒を用いた水素化脱酸素を行う前に、予め水素処理された鉱油原材料がバイオ成分原材料と混合される一実施形態を概略的に示す。図４において、鉱油原材料４００が、水素含有処理ガス４０２とともに、水素処理反応器４０５に供給され得る。この反応器４０５は、通常、水素化脱窒素および水素化脱硫を行うために比較的高い活性の触媒を用い、比較的高い水素含量（すなわち、少なくとも８０モル％または体積％の水素、および通常少なくとも９０モル％または体積％の水素、一般に残りは比較的不活性なガスである）を含有する従来の処理ガスを用いた従来の水素処理反応器であり得るが、触媒活性を従来よりも低くし、および／または水素含量を従来よりも低くすることが可能であり得る。水素処理された鉱油流出物が、分離器４１０につながっている導管４０８を通って反応器４０５を出ることが可能であり、分離器４１０は、比較的高い温度および比較的低い温度の分離器などの、単一の分離器または一連の分離器を含み得る。
【００８２】
図４に示されていない、反応器４０５への他の流入部および／または反応器４０５からの他の流出部（ｅｘｉｔ）、例えば、場合により水素含有ガスとして反応器４３０にリサイクルされ得るかおよび／または例えば燃料ガスとして他の製油所操作に用いられ得る水素処理気相流出物用の流出部が存在し得ることが理解されるべきである。分離器４１０は、（液相）水素処理鉱油ストリーム４１２および気相流出物４１８を生じさせることができ、その中の水素は、例えば、処理ガス４０２が発生し得る処理ガスループに有利にリサイクルされ得る。鉱油原料のみを処理する製油所において、水素処理された鉱油ストリーム４１２は、導管４１５を通ってＡＤＯプール４５０に直接送られるであろう。ＡＤＯプール４５０は、必要に応じてストリッパ（図示せず）を含み得る。また、水素処理された鉱油４１５にさらなる水素処理、脱ろうなど（図示せず）のさらなる処理を行う必要がある場合、それはＡＤＯプール４５０に進む前に、追加としてまたはその代わりに行われ得る。
【００８３】
しかしながら、鉱油およびバイオ成分原材料が共処理されるべき実施形態において、水素処理された鉱油ストリーム４１２の全てまたは一部が、代わりに水素化脱酸素反応器４３０に送られ得る。タンク４２０（バイオ成分原材料の貯蔵タンクまたは不特定な供給源を表し得る）からのバイオ成分原材料４２２は、水素処理された鉱油ストリーム４１２と混合され得る。また、例えば、製油所ストリームパージガスまたはオフガスからの、約２０モル％〜約６０モル％の水素などの比較的低い水素含量を含有するのが好ましい水素含有ガス４２５が添加され得る。例えば、蒸気、さらなる水素、予め水素処理されていない鉱油原料など、またはそれらの組合せといった他の任意選択の添加を、ライン４２８を通して行うことができる。図４において、水素処理された鉱油ストリーム４１２へのこれらの添加は、反応器４３０に入る前に行うものとして示されているが、この混合は、それに加えてまたはその代わりに反応器４３０中で行い得ることが想定される。反応器４０５と同様に、図４に示されていない水素処理反応器４３０への他の流入部および／または水素処理反応器４３０からの他の流出部、例えば、場合により水素含有ガスとして反応器４３０にリサイクルされ得るかおよび／または例えば燃料ガスとして他の製油所操作に用いられ得る水素処理気相流出物用の流出部が存在し得ることが理解されるべきである。
【００８４】
ストリーム４０８のような、反応器４３０からの（液相）水素処理された混合鉱油およびバイオ成分流出物４３５が、分離器４４０を用いてさらに処理され得る。分離器４４０は、（液相）水素処理された再生可能なディーゼル沸点ストリーム４４８、気相流出物４４２、および場合により酸性水ストリーム４４５を生じ得る。気相流出物４４２中の水素含量が十分に高い場合、流出物４４２は、水素含有ガスとして反応器４３０にリサイクルされ得るか、および／または流出物４４２は、例えば燃料ガスとして他の製油所操作に用いられ得る。酸性水ストリーム４４５が存在する場合、さらなる処理に送られるかまたは廃棄され得る（図示せず）。再生可能なディーゼル沸点ストリーム４４８が、有利にＡＤＯプール４５０に送られ得、場合により４２２を介してバイオ成分原材料と混合されていない予め水素処理された鉱油ストリーム４１５のいずれかの部分と組み合わされる。また、再生可能なディーゼル沸点ストリーム４４８にさらなる水素処理、脱ろうなど（図示せず）のさらなる処理を行う必要がある場合、それはＡＤＯプール４５０に進む前に、追加としてまたはその代わりに行われ得る。
【００８５】
図５は、バイオ成分原材料が低下された活性の触媒の存在下で水素化脱酸素されるのと並行して、鉱油原材料が水素処理され得る一実施形態を概略的に示す。図５において、水素化脱酸素反応器７２０は、水素化脱酸素触媒（例えば、水性ガスシフト触媒および／または使用済みの水素処理触媒などの、水素化脱酸素活性を有する少なくとも部分的に使用済みの触媒）を含有し、いくつかの流入導管を有する。原料導管７１０が、処理するための新鮮なバイオ成分原材料を供給する。蒸気導管（図示せず、任意選択）が、必要に応じて反応器７２０に蒸気を供給し得る。導管７１２が、比較的低い水素含量のガス（例えば、比較的低価値の製油所ストリームを使用することによる、約２０モル％〜約６０モル％などの水素を含有する）を含む水素供給源を反応器に提供する。リサイクル導管７３２が、さらなる炭化水素原料も供給し得る。流入原料の配置に基づいて、反応器７２０は、並流動作向けに構成されるが、図１の反応器１０５への流入部などの流入部を適切に並べ替えて向流反応器操作を行うことができることが理解されよう。反応器７２０からの水素化脱酸素された生成物は、導管７２５を介して出ることができる。
【００８６】
図５に示されるように、同時に、鉱油原材料７００が、水素処理触媒（例えば、ＮｉＭｏ、ＣｏＭｏ、および／またはＮｉＭｏＷ触媒などの、第ＶＩＩＩ族／第ＶＩＢ族金属を含有し、通常硫化されるバルクおよび／または担持触媒）を用いた接触水素処理用の水素処理反応器７０５に入ることができる。蒸気導管（図示せず、任意選択）が、必要に応じて反応器７０５に蒸気を供給し得る。導管７０２が、比較的純粋な水素含量のガス（例えば、少なくとも９５モル％の水素などの、少なくとも約８０モル％の水素）を一般に含む水素供給源を反応器に提供する。流入原料の配置に基づいて、反応器７０５は、並流動作向けに構成されるが、図１の反応器１０５への流入部などの流入部を適切に並べ替えて向流反応器操作を行うことができることが理解されよう。反応器７０５からの水素処理された生成物は、導管７０８を介して出ることができる。
【００８７】
導管７０８中の水素処理された生成物と、導管７２５中の水素化脱酸素された生成物とが組み合わされて、組み合わされた分離を行うことができることが当業者に理解されるべきであるが、図５は、これらのストリームが個別に分離され得ることを示す。これらの生成物の分離を個別に分ける１つの理由は、導管７０８中の水素処理された生成物と比べて、導管７２５中の水素化脱酸素された生成物の腐食性（例えば、酸化炭素（カーボンオキサイド）、または特にＣＯ２の含量に関連する）が向上されることであり得る。
【００８８】
図５において、導管７２５中の水素化脱酸素された生成物が、導管７３４を通って出ることができる（高温）バイオ成分気相成分、場合により（高温）バイオ成分水相（図示せず）、および導管７３６を通って出ることができる（高温）バイオ成分液相成分を得るために、（高温）バイオ成分分離器ドラム７３５に送られ得る。分離された液相成分の少なくとも一部が、導管７３８を通ってリサイクルされ得るのが有利である。図６のように、このリサイクルは、まず水素異性化反応器７３０を通過し、水素異性化反応器７３０は、水素異性化触媒（例えば、Ｐｔ助触媒を用いたおよび／またはＰｄ助触媒を用いたゼオライトＹ脱ろう触媒、Ｐｔ助触媒を用いたＺＳＭ−４８脱ろう触媒、および／またはＮｉＷ助触媒を用いたＺＳＭ−４８脱ろう触媒などの、第ＶＩＩＩ族の貴金属または第ＶＩＩＩ族の非貴金属および第ＶＩＢ族金属を含有し、一般に硫化されるゼオライト担持触媒）を含有し、この水素異性化反応器７３０には水素供給源７２２が供給される。導管７３２を通して脱ろう／異性化された生成物をリサイクルすることにより、原料がさらに水素化脱酸素されて、水素化脱酸素されたバイオ成分生成物が比較的悪い（例えば、規格外に高い）低温流動性を有する傾向に対処するために、より優れた低温流動特性（例えば、より低い相対雲り点、より低い相対流動点、より低い相対低温フィルタ閉塞点など、またはそれらの組合せ）を有利に有し、および／またはバイオ成分水素化脱酸素反応に一般的な大きな発熱を調節するための希釈剤として働くことが可能になる。場合によるが好ましくは、十分に低い酸素、窒素、および硫黄含量を有する分離された液相成分の別の部分は、例えばディーゼル燃料として、導管７６４を通って燃料プールに送られ得る。図５にこのように示されていないが、分離された液相成分のこの他の部分は、十分に低いヘテロ原子レベルを有さないことがあり、その場合、この部分は、場合により、導管７６２を通って燃料プールに送られる前にまずストリッパ７６０に送られ得る。
【００８９】
図５において、導管７０８中の水素処理された生成物は、導管７４２を通って出ることができる高温鉱油気相成分、場合により高温鉱油水相（図示せず）、および導管７４４を通って出ることができる高温鉱油液相成分を得るために高温鉱油分離器ドラム７４０に送られ得る。分離された液相成分の少なくとも一部が、導管７４８を通って有利にリサイクルされ得、導管７４８において、導管７３８中の（高温）バイオ成分分離器からの分離された液相成分と組み合わされて、水素異性化反応器７３０を介したリサイクルのための導管７５８中に組み合わされた液相成分が形成され得る。場合によるが好ましくは、十分に低い酸素、窒素、および硫黄含量を有する分離された高温液相成分の別の部分は、例えばディーゼル燃料として、導管７６２を通って燃料プールに送られ得る。図５にこのように示されていないが、分離された液相成分のこの他の部分は、十分に低いヘテロ原子レベルを有さないことがあり、その場合、この部分は、場合により、導管７６２を通って燃料プールに送られる前にまずストリッパ６６０に送られ得る。しかしながら、図５において、分離された高温液相成分のこの他の部分は、十分に低いヘテロ原子レベルを有さないことがあり、その場合、この部分は、場合によるが好ましくは、導管７６２を通って燃料プールに送られる前にまず導管７４６を通ってストリッパ７６０に送られる。
【００９０】
反応器７０５、７２０、および７３０のそれぞれのための水素供給源７０２、７１２、および７２２が独立していることが図５に示されているが、代わりに同じ供給源から２つ以上を引き出すことができる。例えば、水素供給源７０２および７２２は、例えば、製油所の流通機構の水素供給源からの比較的純粋な水素の供給源を含み得る。あるいは、それほど好ましくはないが、水素供給源７０２および７２２の一方または両方は、水素供給源７１２に加えて、約２０モル％〜約６０モル％の水素という水素含量を有する比較的低価値の製油所ストリームの（再）利用によって生じ得る。
【００９１】
図５は、導管７４２を通って高温鉱油分離器ドラム７４０を出る鉱油気相成分が低温分離器ドラム７５０に送られているのを示し、低温分離器ドラム７５０自体は、導管７５２を通って出ることができる低温気相成分、場合により低温水相（図示せず）、および導管７５４を通って出ることができる低温液相成分を生成することが可能である。十分に低い酸素、窒素、および硫黄含量を有する低温の分離された液相成分の一部が（図５にはないが）、例えばディーゼル燃料として、導管７６２を通って燃料プールに送られ得る。図５における高温の分離された鉱油液相成分と同様に、低温の分離された液相成分は、十分に低いヘテロ原子レベルを有さないことがあり、その場合、この液相成分は、場合によるが好ましくは、導管７６２を通って燃料プールに送られる前にまず導管７５６（ここで、この液相成分は、導管７４６からの高温の分離された鉱油液相成分と組み合わされる）を通ってストリッパ７６０に送られる。
【００９２】
導管７３４中のバイオ成分（高温）気相成分および導管７５２中の低温気相成分が、独立してまたはまとめて：火炎（ｆｌａｒｅ（フレア））に送られ；燃料ガスとして用いられ；精製されてそれから１つ以上のより高い値の成分（水素など）が単離され；水素化脱酸素反応器７２０、水素処理反応器７０５、水素異性化反応器７３０、および／または水素または別の気体成分を必要とする別の製油所プロセスなどにリサイクルおよび／またはカスケード利用される（ｃａｓｃａｄｅｄ）など；またはそれらのいくつかの組合せが可能である。図５は、（高温）バイオ成分分離器ドラム７３５、高温鉱油分離器ドラム７４０、および低温分離器ドラム７５０を用いた３段階の分離を示しているが、４つ以上の分離段階を用いてもよく、あるいは３つ未満の分離段階を用いてもよいことが当然ながら想定される。（高温）バイオ成分分離器ドラム７３５および高温鉱油分離器ドラム７４０のみが存在する代替的な一実施形態においては、低温分離器７５０ならびに導管７５２および７５４は図５から取り除かれ、単一の鉱油分離器ドラム７４０からの気相成分７４２は、上記の導管７３４中のバイオ成分（高温）気相成分および／または導管７５２中の低温気相成分について詳述したように廃棄され得る。
【００９３】
さらに、（高温）バイオ成分液相リサイクル部分および高温鉱油液相リサイクル部分が、互いに対してリサイクル導管の上流／下流に個別に連結されているものとして、および燃料プールに送られる部分（高温）バイオ成分および高温鉱油液相部分からそれぞれ分離されているものとして図５に示されているが、ストリームは、リサイクル導管中で任意の順序でまたは一緒に組み合わされてもよく、また、ストリームは、それに加えてまたはその代わりに、場合により必要に応じてストリッパ７６０を通って燃料プールに送られるために組み合わせられてもよいことが理解されるべきである。
【００９４】
さらなる実施形態
以下の実施形態は、それに加えてまたはその代わりに、以下のとおりに本発明に含まれ得る。
【００９５】
実施形態１
バイオ成分原材料を水素処理して、ディーゼル沸点範囲生成物を生成するための方法であり、当該方法は、既存の製油所反応器からのパージガスおよび／またはオフガスストリームを処理して硫化水素と二酸化炭素とを除去する工程であって、前記処理後の製油所ストリームの水素含量が、約２０モル％〜約６０モル％、例えば約２５モル％〜約５０モル％である工程を含み、当該方法は、さらに、反応器中、前記処理後の製油所ストリームと、水素添加活性を有する触媒と、場合により蒸気の存在下で、バイオ成分を含む原材料を有効な水素処理条件下で水素処理して、蒸気流出物と、水性流出物と、ディーゼル沸点範囲生成物とを製造する工程を含む。
【００９６】
実施形態２
バイオ成分原材料を水素処理して、ディーゼル沸点範囲生成物を生成するための方法であって、当該方法は、既存の製油所反応器からのパージガスおよび／またはオフガスストリームを処理して硫化水素と二酸化炭素とを除去する工程であって、前記処理後の製油所ストリームの水素含量が、約２５重量％〜約５０重量％である工程を含み、当該方法は、さらに、反応器中、前記処理後の製油所ストリームと、水素添加活性を有する触媒と、場合により蒸気の存在下で、バイオ成分を含む原材料を有効な水素処理条件下で水素処理して、蒸気流出物と、水性流出物と、ディーゼル沸点範囲生成物とを製造する工程を含む。
【００９７】
実施形態３
触媒が水性ガスシフト触媒である、実施形態１または実施形態２の方法。
【００９８】
実施形態４
水性ガスシフト触媒が、鉄の酸化物、銅の酸化物、亜鉛の酸化物、クロムの酸化物またはそれらの組合せを含む、実施形態３の方法。
【００９９】
実施形態５
水性ガスシフト触媒がＦｅ３Ｏ４を含む、実施形態４の方法。
【０１００】
実施形態６
原材料が硫黄を実質的に含まない、上記の実施形態のいずれか１つの方法。
【０１０１】
実施形態７
処理後の製油所ガスストリームが硫黄を実質的に含まない、上記の実施形態のいずれか１つの方法。
【０１０２】
実施形態８
触媒が、使用済みの水素処理触媒および／または再生された水素処理触媒を含む、上記の実施形態のいずれか１つの方法。
【０１０３】
実施形態９
使用済みの水素処理触媒および／または再生された水素処理触媒が、元素周期表の第ＶＩＢ族の少なくとも１つの金属と、元素周期表の第ＶＩＩＩ族の少なくとも１つの金属とを含む、実施形態８の方法。
【０１０４】
実施形態１０
使用済みの水素処理触媒および／または再生された水素処理触媒が、Ｎｉおよび／またはＣｏを含み、さらにＭｏおよび／またはＷを含む、実施形態９の方法。
【０１０５】
実施形態１１
有効な水素処理条件が、約０．５時間−１〜１．５時間−１のＬＨＳＶ、約６００°Ｆ〜約６５０°Ｆ（約３１６℃〜約３４３℃）の温度、および約１０ｐｓｉｇ〜約２００ｐｓｉｇ（約６９ｋＰａｇ〜約１．４ＭＰａｇ）の水素分圧を含む、上記の実施形態のいずれか１つの方法。
【０１０６】
実施形態１２
水素分圧が少なくとも約４０ｐｓｉｇ（約２８０ｋＰａｇ）である、実施形態１１の方法。
【０１０７】
実施形態１３
バイオ成分をさらなる水素含有ストリームの存在下で反応させる、上記の実施形態のいずれか１つの方法。
【０１０８】
実施形態１４
原材料を水素処理する工程が、処理後の製油所ストリームに対して向流で反応器に原材料を導入する工程を含む、上記の実施形態のいずれか１つの方法。
【０１０９】
実施形態１５
蒸気流出物が製油所燃料ガスとして用いられる、上記の実施形態のいずれか１つの方法。
【０１１０】
実施形態１６
ディーゼル沸点範囲生成物を水素異性化する工程をさらに含む、上記の実施形態のいずれか１つの方法。
【０１１１】
実施形態１７
水素異性化触媒は、ＳｉＯ２：Ａｌ２Ｏ３の比が１００以下、例えば８０以下または６０以下であるモレキュラーシーブと金属酸化物バインダーとを含み、脱ろう触媒のゼオライト表面積：外部表面積の比は、少なくとも８０：１００、例えば少なくとも９０：１００または少なくとも１０５：１００である、実施形態１６の方法。
【０１１２】
実施形態１８
以下の条件：
モレキュラーシーブが、ＥＵ−１、ゼオライトベータ、ＺＳＭ−３５、ＺＳＭ−１１、ＺＳＭ−５７、ＮＵ−８７、ＺＳＭ−２２、ＥＵ−２、ＥＵ−１１、ＺＢＭ−３０、ＺＳＭ−４８、ＺＳＭ−２３またはそれらの組合せ、好ましくはゼオライトベータ、ＺＳＭ−４８および／またはＺＳＭ−２３、より好ましくはＺＳＭ−４８および／またはＺＳＭ−２３であること、
金属酸化物バインダーが粉末形態であり、１００ｍ２／ｇ以下、例えば８０ｍ２／ｇ以下または６０ｍ２／ｇ以下の表面積を有すること、
金属酸化物バインダーが、シリカ、アルミナ、チタニアおよびジルコニアのうちの少なくとも１つを含むこと、
水素異性化触媒が、元素周期表の第ＶＩＩＩ族の金属、好ましくはＮｉ、Ｐｔおよび／またはＰｄから選択される助触媒金属を含むこと、
のうち、１またはそれ以上の条件を満たす、実施形態１７の方法。
【０１１３】
実施形態１９
前記ディーゼル沸点範囲生成物を鉱油原料と混合する工程と、
前記混合した原料を有効な水素処理条件下で水素処理する工程と
をさらに含む、上記の実施形態のいずれか１つの方法。
【実施例】
【０１１４】
実施例１
鉱油ＡＤＯを水素処理して、約３ｗｐｐｍ以下の仕上げの硫黄含量および約２ｗｐｐｍ以下の仕上げの窒素含量を有し、かつ約３４．９（度）のＡＰＩ比重を示す、ディーゼル燃料プールに使用するのに好適な生成物を得る。約７０重量％のこの水素処理された鉱油ＡＤＯを約３０重量％の大豆油に添加して、混合された原料を形成する。約６２５°Ｆ（約３２９℃）の温度および約２００ｐｓｉｇ（約１．４ＭＰａｇ）の全反応器圧力で、市販の（アルミナ）担持ＮｉＭｏ水素処理触媒の存在下で、この混合された原料を、水素処理反応器中で約４０モル％の水素および約６０モル％のメタンを含む処理ガスと接触させる。水素処理触媒は新鮮ではなく、触媒が、同一の組成を有する新鮮な触媒と比較して約１０％の活性低下を有する程度に、減圧軽油（ＶＧＯ）を水素処理するのに既に用いられている。処理ガスを約２２５０ｓｃｆ／ｂｂｌ（約３８０Ｓｍ３／ｍ３）の速度で導入する。これは、約９００ｓｃｆ／ｂｂｌ（約１５０Ｓｍ３／ｍ３）の同等の水素処理ガス速度および約６０〜８０ｐｓｉｇ（約４１０〜５５０ｋＰａｇ）の水素分圧に相当する。水素処理反応器は、約１．０時間−１のＬＨＳＶを有する。
【０１１５】
水素処理された混合原料は、元の混合原料に水素含有処理ガスを足したものを基準にして約９５重量％の回収率を得て、約４２．２（度）のＡＰＩ比重を示す。これは約２０％を超えるＡＰＩの改善である。かなりの水、ＣＯおよびＣＯ２が反応中に生成され、いくらかのナフサも製造される（これは必要に応じてガソリンプールに送られ得、または別の製油所プロセスへとリサイクルに回され得る）。混合原料のバイオ成分からの少なくとも約９０％の酸素がこのプロセスによって除去される。
【０１１６】
実施例２〜４
以下の表１に記載されるように約３０重量％のバイオ成分原料（大豆油）および約７０重量％の鉱油原料（水素添加分解ユニットからの塔底物）を含有する混合された原材料を、市販の担持ＮｉＭｏ触媒をベースとする活性化された触媒が充填された約１００ｃｍ３のＨＤＯ反応器を含むパイロットユニット中で水素化脱酸素した。ＨＤＯ触媒を、ＤＭＤＳ入りの軽質軽油を用いて活性化した。その後、ＨＤＯ反応器ＥＩＴを約６２５°Ｆ（約３２９℃）にし、ユニット圧力を約１５０ｐｓｉｇ（約１．０ＭＰａｇ）〜約２００ｐｓｉｇ（約１．４ＭＰａｇ）にした。約２２５０ｓｃｆ／ｂｂｌ（約３８０Ｎｍ３／ｍ３）の処理ガス速度（これは、約９００ｓｃｆ／ｂｂｌ（約１５０Ｎｍ３／ｍ３の水素の部分的な処理ガス速度に相当する）で、比較的低い水素含量の処理ガス（約４０モル％のＨ２、残りがメタンである）を用いてこのＨＤＯ反応器を運転した。約１．０時間−１〜約１．３時間−１のＬＨＳＶで原料をユニットに通過させた。
【０１１７】
【表１】
2013515843.tif 000004
【０１１８】
各試料を少なくとも３日間通油し、液体および蒸気生成物の試料を定期的に採った。約３日後、生成物は、表２に列挙される以下の特性を有していた。
【０１１９】
【表２】
2013515843.tif 000005
【０１２０】
特定の実施形態に言及することによって本発明を説明および例示してきたが、当業者であれば、必ずしも本明細書に例示されているわけではない変形に本発明が役立つことが理解されよう。そこで、この理由のため、本発明の真の範囲を決定するための言及は添付の特許請求の範囲のみになされるべきである。
【図１】
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【図２】
2013515843.tif 000007
【図３】
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【図４】
2013515843.tif 000009
【図５】
2013515843.tif 000010
【国際調査報告】
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