(57)【要約】  本発明の実施の形態は、石炭およびバイオマスを含むがこれに限らない炭化水素材料の液体の合成輸送燃料への変換に関する。本発明は、炭素質材料をチャーおよび灰分を含む固体生成物と気体生成物とに変換する非触媒の第１の反応スキーム；第１の反応スキームからの気体生成物の一部を軽質オレフィンと液体の副生成物とに変換する非触媒の第２の反応スキーム；従来のガス浄化操作；および第２の反応スキームからのオレフィンを結合させて液体輸送燃料のような目的の燃料を製造する第３の反応スキームの統合を含む。
2016519060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素質材料を、第１の反応スキームを用いて、凝縮性ガスおよび非凝縮性ガスを含む気体成分と、チャーおよび灰分を含む固体成分とに変換するステップであって、前記第１の反応スキームの温度は３５０から６００ｄｅｇＣに達するステップと；
前記凝縮性ガスの少なくとも一部と、２以上の炭素原子を含有する前記非凝縮性ガスの少なくとも一部とを、第２の反応スキームを用いてオレフィンを含む反応生成物に変換するステップであって、前記第２の反応スキームの温度が６００〜１０００ｄｅｇＣに達し、前記第２の反応スキームの滞留時間が５ｓｅｃ未満で、少なくとも０．０００００１ｓｅｃであるステップを備える；
プロセス。
【請求項２】
前記第１の反応スキームの滞留時間が、５ｓｅｃ未満で、少なくとも０．０００１ｓｅｃである、
請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記炭素質材料が、固体である、
請求項１に記載のプロセス。
【請求項４】
前記第１の反応スキームが、触媒の非存在下で実施される熱分解である、
請求項１に記載のプロセス。
【請求項５】
前記固体成分を前記気体成分から分離するステップを更に備える、
請求項１に記載のプロセス。
【請求項６】
前記凝縮性ガスが、乾燥基準で気体成分の少なくとも５ｗｔ％であり、９９．９ｗｔ％以下である、
請求項１に記載のプロセス。
【請求項７】
前記非凝縮性ガスが、乾燥基準で気体成分の９５ｗｔ％以下であり、０．０００００１ｗｔ％以上である、
請求項１に記載のプロセス。
【請求項８】
前記第２の反応スキームが、水蒸気の存在下かつ分子酸素の非存在下で実施される、
請求項１に記載のプロセス。
【請求項９】
前記第２の反応スキームで変換される前記凝縮性ガスと２以上の炭素原子を含有する前記非凝縮性ガスが、乾燥基準で少なくとも０．１ｗｔ％かつ９５ｗｔ％以下の酸素を含む、
請求項１に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記第２の反応スキームからの反応生成物の少なくとも一部を、第３の反応スキームを用いて、液体生成物に変換するステップを更に備え、
前記液体生成物が、少なくとも６０重量％が液体燃料である、
請求項１に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記第３の反応スキームが触媒の存在下で実施される、
請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１２】
前記第３の反応スキームがオリゴマー化である、
請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
前記第３の反応スキームに供給される前に、前記第２の反応スキームの気体の反応生成物を浄化して触媒を被毒する種を除去するステップを更に備える、
請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１４】
炭素質材料を、第１の反応スキームを用いて、気体成分と固体成分とを含む反応生成物に変換するステップであって、前記第１の反応スキームの温度と滞留時間は、前記気体成分中の凝縮性ガスを最大にするように選択されるステップと；
前記凝縮性ガスの少なくとも一部を、第２の反応スキームを用いて、気体非凝縮性炭化水素を含む反応生成物に変換するステップであって、前記第２の反応スキームの温度と滞留時間は、炭素数が２と４の間のオレフィンを最大にするように制御されるステップとを備える；
プロセス。
【請求項１５】
前記第１の反応スキームが、触媒の非存在下で実施される熱分解である、
請求項１４に記載のプロセス。
【請求項１６】
乾燥基準で、前記凝縮性ガスは気体成分の５ｗｔ％を超え、前記非凝縮性ガスは気体成分の９５ｗｔ％未満である、
請求項１４に記載のプロセス。
【請求項１７】
前記第２の反応スキームが、水蒸気の存在下かつ分子酸素の非存在下で実施される、
請求項１４に記載のプロセス。
【請求項１８】
炭化水素材料を、第１の非触媒反応スキームを用いて、気体オレフィンを含む気体成分とチャーを含む固体成分とを含む反応生成物に変換するステップと；
前記気体オレフィンを、第２の反応スキームを用いて、少なくとも５の炭素原子を有する炭化水素に変換するステップを備える；
プロセス。
【請求項１９】
前記第１の反応スキームの反応生成物が、５％を超える凝縮性ガスを含む、
請求項１８に記載のプロセス。
【請求項２０】
前記第１の反応スキームが２つの反応段階を備え、
前記第１の段階は、より低温での気体の凝縮性ガスと固体成分とを含む生成物への炭素質材料の変換を含み、
前記第２の段階は、より高温での気体の凝縮性ガスのオレフィンへの変換を含む、
請求項１８に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素質材料、例えば石炭やバイオマスの、燃料として用いることのできる合成液体への変換に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体燃料、例えば、ジェット燃料、ディーゼル燃料、またはガソリンへの、非石油原料の変換は、石油埋蔵量の限られた分布ゆえに、そして、バイオマスおよび／または廃棄物から液体燃料を生産し、それにより液体燃料のライフサイクルＣＯ２排出量を減らすまたはなくす可能性ゆえに、長年関心を集めてきた。炭素質材料を液体燃料に変換する現在の技術の傾向は、１）熱分解に続く水素処理と、２）ガス化に続くフィッシャー・トロプシュ合成という２つのカテゴリに分類される。
【０００３】
第１のカテゴリに入るのは、供給原料を分子酸素の非存在下で５００〜６００℃の温度に加熱することにより炭素質材料を熱分解するプロセスである。この結果、固体生成物と気体生成物が生成する。固体生成物は、チャーおよび／または灰分と呼ばれ、気体生成物から分離される。気体生成物は室温まで冷却され、気体生成物の一部を凝結させて熱分解油に、または炭素質材料がバイオマスの場合は、バイオ・オイルと呼ばれる表面的には原油に似た液体にする。次に、熱分解油は更に処理されて液体燃料を生成する。
【０００４】
しかし、例えば石炭、バイオマス、都市の固形廃棄物などの材料の場合のように炭素質材料が酸素を含有すると、相当量の酸素が熱分解油を構成する分子に取り込まれる。熱分解油中の酸素は、官能基、例えば、ヒドロキシル基やカルボン酸基の形で現れることが多い。熱分解油にこれらの化合物があると、発熱量が低く、酸性度が非常に高い、安定性に欠ける熱分解油となる。低い発熱量は、燃料または燃料を製造するための原料としての熱分解油の価値を下げ、高い酸性度は熱分解油を既存の石油インフラに適合しないものとし、不安定さは、結果として過剰な粘性物質の形成をもたらし、室温以上で保存した場合に粘度の上昇をもたらす。
【０００５】
熱分解油のこうした問題に対処するため、多くの場合、熱分解油は水素で水素処理されて酸素が除去される。その結果、原料にもよるが、水素源が天然ガスである場合、許容できる特性を有する熱分解油を最高３０％の質量収率で得ることができる。しかし、水素の製造には高温高圧で稼働する追加設備と、場合によっては水源が必要である。これらの要件は、市場性の高い製品の生産コストを増加させる。また、水素の製造に使用される燃料源によっては、化石燃料由来のＣＯ２排出量の増加、または収率の低下が起こる。
【０００６】
第２のカテゴリに入るのは、炭素質材料を８００〜１０００℃の温度でガス化して合成ガス（主にＣＯとＨ２）を生成するプロセスである。ガス化は平衡に近い組成を生み出すため、供給原料の特定の化学的構造が合成ガスのＨ：Ｃ比およびＣ：Ｏ比に影響するだけであり、したがって、最終生成物の組成の制御は容易になる。高温ガスから混入物質を除去した後、フィッシャー・トロプシュ（Ｆ−Ｔ）プロセスを採用してＣ１化合物（例えば、ＣＯ、ＣＨ４等）を結合させ、目的の炭化水素生成物、例えばＪＰ−８合成ジェット燃料を製造する。これにより、所望の製品に非常に近い合成燃料ができる。しかし、このアプローチは、接触Ｆ−Ｔプロセスと高温ガスの浄化の複雑さとに幾分かまたはすべて起因して多大な費用がかかる。
【０００７】
従来の石油由来燃料に匹敵するコストで炭素質材料を合成燃料へ変換する技術に対するニーズが引き続き存在する。
【発明の概要】
【０００８】
このニーズに応え、先に述べた現行プロセスの限界および欠点を未然に防ぎ、目的の燃料（例えば、ジェット燃料、ガソリン）として使用し得る液体を製造するためのビルディングブロック（基礎的成分）として使用される中間ガスへ炭素質材料を変換する新規なプロセス（製法）について説明する。本発明の実施の形態によっては、炭素質材料、例えば石炭、バイオマスまたは廃棄物、が第１の反応スキームへと供給され、そこで供給原料は分子酸素の非存在下で加熱され、チャーおよび灰分を含有する固体と揮発性ガスとが生成される。揮発性ガスを部分的に凝結させて熱分解油を形成する従来技術とは対照的に、揮発性ガスは第２の反応スキームへ直接に供給され、そこで非触媒反応器が揮発性ガスの一部を、大部分がエチレンとプロピレンである軽質オレフィンの混合物へ変換する。このプロセスは、ガス化／Ｆ−Ｔプロセスでのガス化と同様に、揮発性ガスの供給原料を供給原料組成とは比較的無関係なガスの流れへと変換することによって効果的にノルマル化する。更なる実施の形態においては、Ｆ−Ｔ合成でＣ１化合物を結合させる場合と同様の方法で、非常に安価な触媒を用いて、反応してオリゴマー化しやすい軽質オレフィンを含有する流れを、任意ではあるが先ず標準的なガス浄化技術を用いて浄化してから、第３の反応スキームへ供給し、そこで、軽質オレフィンを結合させて、目的の合成燃料に対して正しい分子量の炭化水素を生成する。この軽質オレフィンをビルディングブロックとして用いると、従来のガス化／Ｆ−Ｔプロセスと同様に、生成物の組成を良好に制御することができる。また一方で、高温ガス浄化およびＦ−Ｔ触媒の必要性を回避することによって、コストも削減する。従来の熱分解とは対照的に、主生成物を、高い価値の液体燃料として用いることができる。安価な原料と、熱分解プロセスの最も良い面（例えば、低コスト）およびガス化／Ｆ−Ｔプロセスの最も良い面（例えば、より微細な生成物調製）とを、生成される軽質オレフィンのオリゴマー化と組み合わせることで、本発明のプロセスの実施の形態は、炭素質材料から合成燃料を比較的低コストで製造することを可能にする。
【０００９】
［関連出願の相互参照］
本明細書で述べる全ての刊行物、特許、および特許出願は、あたかも、引用により組み込まれるために、個々の刊行物、特許、または特許出願が具体的かつ個々に記されているかのように、引用により同程度に本明細書に組み込む。組み込まれた刊行物、特許、または特許出願と、本明細書との間に、単語および／または語句の矛盾した使用がある場合には、それらの単語および／または語句は、本明細書における使用に一致した意味を有するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態の大まかなプロセス図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態における、出口温度およびＣ２〜Ｃ４の濃度に対する炉温度の影響を表すグラフである。この場合の供給原料は褐炭である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態における、Ｃ２〜Ｃ４の濃度に対する供給速度の影響を表すグラフである。白抜き記号は褐炭であり、黒塗り記号は亜瀝青炭である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態における、Ｃ２〜Ｃ４の収率に対する出口温度の影響を表すグラフである。この場合の供給原料は褐炭である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態における、水素、エチレン、およびアセチレンの濃度に対する供給速度の影響を表すグラフである。白抜き記号は褐炭であり、黒塗り記号は亜瀝青炭である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態における、Ｃ２〜Ｃ４の濃度に対する第２の反応スキームの温度の影響を表すグラフである。この場合の供給原料はリグノセルロース系バイオマスである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
請求項を含め、ここで用いる単数は、明示的に別段の定めのない限り、複数を含み、逆も同様である。すなわち、「一つの（ａ）」および「その（ｔｈｅ）」は、その語が修飾するものが何であれ一以上を意味する。例えば、「（一つの）生成物」は、一つの生成物、二つの生成物等を意味し得る。同様に「（その）反応」は、一つの反応または複数の反応の意味となり得る。同じように、明示的に別段の定めのない限り、またはそれを意図していないと文脈から明らかな場合を除き、例えば、これに限らないが、「生成物（複数形）」や「反応（複数形）」などの語は、複数の生成物または反応だけでなく一つの生成物または反応も意味する。
【００１２】
ここで用いる場合、例えば、これに限らないが、「約」、「本質的に」、「実質的に」などの近似を表す用語はいずれも、別途に定めの無い限り、そのように修飾された要素が、記載されたものと完全に一致する必要はなく、本発明の範囲を超えない限り、記載の±１５％程度異なる場合があることを意味している。
【００１３】
ここで用いる場合、提示された範囲はいずれも終点を含む。例えば、「５００℃と６００℃との間の温度」や「５００℃〜６００℃の温度」は、間の任意の温度だけでなく、５００℃および６００℃も含む。
【００１４】
ここで用いる場合、発明の態様を修飾する「好ましい」、「好ましくは」、「より好ましい」等を用いて、本願の提出時点で存在していた優先関係を言い表す。
【００１５】
請求項を含め、ここで用いる場合、「ｄｅｇＣ」は摂氏温度を意味する。
【００１６】
請求項を含め、ここで用いる場合、「分子酸素」は、二つの酸素原子からなる（化学式Ｏ２）化合物を意味する。
【００１７】
請求項を含め、ここで用いる場合、「ａｔｍ」は気圧を意味する。
【００１８】
請求項を含め、ここで用いる場合、「ｓｅｃ」は、秒または複数の秒を意味する。
【００１９】
請求項を含め、ここで用いる場合、「例えば」は、非排他的な例示品目の一覧を導入するために使用し、請求項を含め、ここで用いられる場合、可能性のある品目全てを記載することを意図するものではない。
【００２０】
請求項を含め、ここで用いる場合、「ｗｔ％」は「重量パーセント」を意味する。
【００２１】
本発明の実施の形態は、炭素質材料を、チャーと灰分との固体生成物、軽質オレフィンを含有する気体生成物、および液体副生成物へ変換する二つの反応スキームの統合を包含する。任意ではあるが、第３の反応スキームを統合してもよい。したがって、実施の形態によっては、オレフィンから液体生成物、例えば目的の液体燃料を生成するための第３の反応スキームの更なる統合を包含する。
【００２２】
本発明の一の実施の形態を図１に示す。炭素質原料（例えば、石炭、バイオマス、廃棄物）を、第１の反応スキームを用いて、炭化水素を含む凝縮性ガスを含む気体成分と、チャーおよび灰分を含む固体成分とに変換する。気体成分は第２の反応スキームに供給され、そこで、凝縮性ガスと２以上の炭素原子を含有する非凝縮性ガスとが軽質オレフィンを含む反応生成物に変換される。任意ではあるが、第２の反応スキームの反応生成物の一部を、第３の反応スキームを用いて液体生成物、例えば、実質的に目的の液体燃料である生成物に変換してもよい。
【００２３】
炭素質材料は炭素と水素を含む任意の材料である。炭素質材料は、他の元素、限定されないが、例えば、酸素、窒素、硫黄等を含んでもよい。制限されない例としては、石炭、バイオマス、紙、厚紙、木材、麦わら、スイッチグラス、および廃棄物がある。実施の形態によっては、第１の反応スキームへの投入物の役割を果たす炭素質材料は、異なる種類の炭素質材料の組合せである。
【００２４】
液体燃料は、目的の燃料の仕様に適合する液体生成物、または燃料として使用し得る液体生成物である。制限されない例としては、ガソリン、ジェット燃料（ＪＰ−５、ＪＰ−８）、およびディーゼル油がある。
【００２５】
凝縮性ガスは、２５ｄｅｇＣ（℃）、１ａｔｍの気圧で、液体として存在する物質である。
【００２６】
非凝縮性ガスは、２５ｄｅｇＣ、１ａｔｍの気圧で、液体として存在しない物質である。
【００２７】
第１の反応スキームは、高速熱分解反応器に類似する非触媒反応器を組み込んでもよい。高速熱分解反応器において、炭素質原料は、分子酸素の非存在の下、短時間、例えば、限定されないが、１秒未満、任意ではあるが更に０．０００１ｓｅｃ（秒）以上で、高温、例えば、限定されないが、およそ６００ｄｅｇＣに加熱される。これにより、炭素質原料が、チャーおよび灰分を含有する固体生成物と、凝縮性ガスおよび非凝縮性ガスを含有する気体生成物とに変換される。気体成分を冷却して気体生成物中の凝縮性炭化水素から熱分解油と呼ばれる油状液体を生成することができる。従来のプロセスでは、気体成分を冷却することにより熱分解油が生成される。
【００２８】
実施の形態によっては、第１の反応スキームは、凝縮性ガス、２以上の炭素原子を含有する非凝縮性ガス、またはその両方の組成物を得るため、平衡になる前に終了させる。
【００２９】
本発明の実施の形態では、気体生成物を冷却して熱分解油を生成することはない。代わりに、気体生成物は、第２の反応スキームへ直接に供給される。
【００３０】
第２の反応スキームは、水蒸気分解装置の放射部に類似する非触媒反応器を組み込んでもよい。エチレン業界で広く用いられているように、水蒸気分解装置には、炭化水素ガス（例えば、エタン）または炭化水素液（例えば、ナフサ）および水が供給される。炉の対流部は供給原料および水を予熱して炉の放射部へ送られる気体供給原料を生成する。この混合物を炉の放射部で急速におよそ６００℃以上（例えば６００〜１０００ｄｅｇＣ、好ましくは７００〜１０００ｄｅｇＣ、より好ましくは８００〜１０００ｄｅｇＣ）の高温に加熱し、短い滞留時間（例えば、５ｓｅｃ未満、好ましくは１ｓｅｃ未満、より好ましくは０．１ｓｅｃ未満、および、任意ではあるが０．０００００１ｓｅｃ以上）後に反応生成物を急速に冷却すると、炭化水素ガスまたは炭化水素液が軽質オレフィン（例えば、Ｃ２〜Ｃ４オレフィン、ただし、「Ｃ」の後の下付き文字は、化合物中の炭素数を表す）に加え、水素、低級アルカン、低級アルキン、および芳香族化合物を含む他の副生成物に変換される。生成ガスの急速冷却が重合反応を止め、高分子量化合物の生成を最小限にする。形成される高分子量の副生成物は、軽質オレフィンから容易に分離され、熱分解油および熱分解ガソリンとして回収される。
【００３１】
本発明の実施の形態において、第２の反応スキームにおける反応器は水蒸気分解装置の放射部にのみ類似しており、従来の水蒸気分解装置の対流部を含まない。
【００３２】
注意しなければならないのは、これまで、水蒸気分解装置は、無視できる量の酸素を含有する気体および液体の供給原料に対して稼働してきたという点である。水蒸気分解装置は、具体的には、無酸素気体および無酸素液体の供給原料からエチレンおよびプロピレンを生成することを意図し、そのために設計されている。酸素を含有する供給原料、特に酸素を含有する固体の供給原料の処理に水蒸気分解装置を用いることは、従来の使用法ではない。本発明の実施の形態は、従来の水蒸気分解装置の放射部において利用される条件に類似の条件を利用して含酸素供給原料を軽質オレフィンに変換する。重要なのは、この反応スキームが軽質オレフィンを生成する働きをするだけでなく、酸素含有官能基をＣＯおよびＣＯ２に変換する働きもすることである。したがって、この反応スキームは、軽質オレフィンを生成するだけでなく、含酸素原料中の酸素と過剰炭素を同時に軽質オレフィンから容易に分離できる形態、または液体燃料製品の製造に使用される反応に関与しない形態に変換する手段として、従来の水蒸気分解装置に類似する反応器も利用する。これが、本発明の実施の形態のもう一つの利点である。
【００３３】
実施の形態によっては、第１の反応スキームは、投入物のＨ：Ｃ比を少なくとも５％、好ましくは少なくとも１０％、より好ましくは少なくとも２０％だけ増加させ、第２の反応スキームは投入物のＯ：Ｃ比を少なくとも５％、好ましくは１０％、より好ましくは２０％だけ減らす。このように、本発明の実施の形態は、水素を添加する必要もなくＨ：Ｃ比を増加させ、Ｏ：Ｃ比を低下させる。
【００３４】
実施の形態によっては、第１および第２の反応スキームは、設備の別々の部分で実行され、他の実施の形態においては、第１および第２の反応スキームは、設備の一つの部分で実行される。
【００３５】
第２の反応スキームから、任意ではあるがオレフィンの少なくとも一部と、任意ではあるが気体副生成物の一部が第３の反応スキームに供給される。実施の形態によっては、下流の反応を妨げる可能性のある軽質副生成物（例えば、Ｈ２Ｓ、ＣＯＳ、ＮＨ３）がある。したがって、実施の形態によっては、軽質オレフィンと気体副生成物を従来のガス浄化技術を用いる従来のガス浄化操作に供給してもよい。例えば、酸性ガス成分（例えば、ＣＯ２、ＣＯＳ、およびＨ２Ｓ）とＮＨ３を、アミンループを用いて除去してもよい。実施の形態によっては、任意ではあるが、酸性ガス成分とＮＨ３を除去した後、他の非凝縮性副生成物（例えば、ＣＯ、Ｈ２、ＣＨ４）を単純なジュール・トムソン冷凍サイクルによって除去してから軽質オレフィンの流れを第３の反応スキームに供給する。第３の反応スキームは、オリゴマー化反応器であってもよい。当技術分野で周知の他のガス浄化技術を用いてもよい。実施の形態によっては、第２の反応スキームの反応生成物の少なくとも一部が第３の反応スキームに供給される前に、ガス浄化プロセスは存在しない。実施の形態によっては、オレフィンではない化合物（例えば、ＣＯ、Ｈ２、ＣＨ４）は、変化せずに、または実質的に変化せずに第３の反応スキームを通過する。
【００３６】
第３の反応スキームは、従来のオリゴマー化反応器に類似する触媒反応器を組み込んでもよい。軽質オレフィンのオリゴマー化から液体を生成することは、当業者には周知である。しかし、従来、このアプローチは、原料として石油精製に由来する軽質オレフィンを利用するプロセスに限られてきた。したがって、従来のオリゴマー化反応器への供給原料は、分子酸素としても、炭素原子と結合した酸素原子（例えば、ＣＯ）としても酸素を含有しない。
【００３７】
本発明の実施の形態によっては、第３の反応スキームへの供給原料は、含酸素化合物（例えば、ＣＯ）、または石油精製操作では発生しない他の化合物を含み得る。これらの化合物の存在は、オリゴマー化反応器の性能および設計に加え、オリゴマー化反応器で用いる触媒の選択に影響するかもしれない。したがって、第３の反応スキームと第１および第２の反応スキームとの統合には、従来の反応器条件で稼働する従来の反応器を用いたプロセスを設備列の最後に追加することより多くのことを必要とする。
【００３８】
第３の反応スキームは、目的の液体燃料の選択に基づいて選択される。触媒の選択だけでなく、反応圧力、温度、および空間速度も目的の液体燃料次第であり、第１の反応スキームへの炭素質供給原料の選択にも影響を受けるかもしれない。しかし、第３の反応スキームの特質は、第１の反応スキームへ供給する炭素質供給原料の選択には比較的影響されないと考えられる。第３の反応スキームは本質的にオリゴマー化反応であり、当業者は、当業者の知識とここでの開示に基づいてオリゴマー化反応スキームを選択できる。
【００３９】
本発明の実施の形態によっては、第３の反応スキームはオリゴマー化反応器を利用し、そこでは、軽質オレフィンをオリゴマー化して目的の燃料の炭素数分布に一致する炭素数分布の線状α−オレフィンを形成する。なお、オリゴマー化反応器においては、液体燃料を安定化させ、対象の燃料特性に基本仕様を一致させるため、軽質オレフィンのオリゴマー化から形成される線状α−オレフィンを、更にシクロパラフィンへと変換する。
【００４０】
実施の形態によっては、第１、第２および第３の反応スキームの統合から製造される燃料として使用し得る液体生成物は、ＪＰ−５およびＪＰ−８を含むがこれに限らないジェット燃料である。実施の形態によっては、第１、第２および第３の反応スキームの統合から製造される液体燃料はガソリンであり、更に他の実施の形態においては、製造される液体燃料はディーゼル油である。実施の形態によっては、第１、第２および第３の反応スキームの統合の液体生成物は、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも６５ｗｔ％、または少なくとも７０ｗｔ％が、燃料、例えば、目的の液体燃料として使用し得る液体である。
【実施例】
【００４１】
［実施例１．褐炭および亜瀝青炭を用いたプロセスの実験室試験］
本発明のプロセスの実施の形態用の原料として利用できる炭素質材料の一種は、石炭である。石炭は、一般には物質の地質年代の表示である等級で分類される広い範囲の材料を意味する。特に興味深いのは、低品位炭、例えば褐炭や亜瀝青炭の使用である。重要なのは、これらの材料が相当量の酸素を含有するということである。この酸素は、水の形態をとることもあれば、石炭の化学構造に組込まれていることもある。
【００４２】
第１および第２の反応スキーム、本実施例では、熱分解装置と分解炉とを統合させた実験装置を用い、褐炭と亜瀝青炭を用いて本発明の実施の形態の試験を行った。この最初の二つの反応スキームを統合したのは、この配置構成が第１の反応スキームからの凝縮性ガスの縮合および再気化を回避するためである。熱分解装置は、供給原料が３５０〜５５０℃の反応温度で１〜１０ｓｅｃ間、加熱されるように稼働させた。加熱速度が高いほど凝縮性ガスの収率が高くなり、したがって、全収率が良好となる。適度な加熱速度で稼働させたので、収率としては控え目な結果を生む条件下でこの最初の二つの反応スキームの試験を行うことができた。褐炭および亜瀝青炭をこの装置に供給した。これらの試験の結果を図２乃至図５に示す。
【００４３】
図２は、第２の反応スキームに必要な熱の供給に用いた炉の温度のこの反応スキームの出口温度（即ち、反応生成物の温度）に対する影響を示す。この試験は、褐炭を供給原料として実施した。温度が高いほど多くののＨ２およびＣＨ４が生成されるため、炉の温度が高いほど出口温度が高くなり、Ｃ２〜Ｃ４の濃度が低くなる。
【００４４】
図３は、Ｃ２〜Ｃ４の濃度に対する供給速度の影響を示す。褐炭の場合のデータを白抜き記号で示す。亜瀝青炭の場合のデータを黒塗り記号で示す。褐炭の場合のデータは、供給速度が高いほどわずかに濃度が低くなることを示している。亜瀝青炭の場合のデータは、褐炭の場合よりも高い収率を示しており、文献に報告されているように、褐炭と比較すると、亜瀝青炭の熱分解からの炭化水素の収率の方が高いことと矛盾しない。
【００４５】
図４は、褐炭の場合の出口温度の関数としてのＣ２〜Ｃ４化合物の濃度を示す。図２に示すデータと矛盾せず、Ｃ２〜Ｃ４化合物の濃度は、出口温度の増加と共に低下する。図４には、本発明のプロセスの実施の形態を用いる液体燃料完結生産プラントのプロセスフローのシミュレーションによって決定されるＣ２〜Ｃ４化合物の濃度の設計目標も示されている。
【００４６】
図５は、ある特定の供給速度での褐炭の場合の水素、エチレン、およびアセチレンの濃度（白抜き記号）、および亜瀝青炭の場合の水素、エチレン、およびアセチレンの濃度を供給速度の関数として示す。供給速度が高いほどエチレンの濃度は低下するが、水素の濃度は上昇する。
【００４７】
図２乃至図５に示すデータは、第３の反応スキームで液体燃料の製造に利用できる軽質オレフィンを生成するために最初の二つの反応スキームが結合可能であることを実証している。
【００４８】
第２の反応スキームからの軽質オレフィンを含有する流れのＪＰ−８、すなわち液体燃料への変換を試験するため、ガス浄化後の軽質オレフィンを含有する流れの典型的なガス組成を示すボトル入りガスを用いて試験を実施した。試験は、ペンシルベニア州立大学が開発し、同大学が所有して実施許諾が可能な触媒を用いて実施した。最良の稼働条件およびＨ２Ｓ等の不純物のプロセスに対する影響も判定した。
【００４９】
この本発明の実施の形態の一の試験において、プロセスでは、沸点が３２０℃未満の液化炭化水素燃料が８０％を超える収率で生成できた。この結果は、第３の反応スキームの試験生成物がＪＰ−８に類似していることを実証している。これは、表１に示すように、合成ＪＰ−８（テスト生成物）の特性をＪＰ−８の典型的な試料と比較することで裏付けられる。本発明の実施の形態が石炭、すなわち炭素質材料から合成ＪＰ−８を製造可能であることが分かる。
【００５０】
【表１】
2016519060.tif 000003
【００５１】
［実施例２．リグノセルロース系バイオマスを用いたプロセスの実験室試験］
リグノセルロース系バイオマスからのガソリンの製造を、ペンシルベニア州立大学が開発し、同大学が所有して実施許諾が可能な触媒を用いて試験した。結果は、リグノセルロース系バイオマスからのオレフィンの生成が実現可能であること、およびオリゴマー化によってガソリンに類似の液体生成物を得ることができることを実証した。図６は、様々な炭素質の出発物質の場合の第２の反応スキームの温度によるＣ２〜Ｃ４の化合物の変化を示す。第２の反応スキームの反応温度を上昇させると、大抵の場合Ｃ２〜Ｃ４の化合物が減少する。これは、実施例１における結果（図３および図４参照）と矛盾しない。なお、触媒、または、反応器稼働圧力若しくは反応器稼働温度を変えることにより、分子量の異なる液体を製造でき、プロセスは極めて柔軟性が高く、ジェット燃料（例えばＪＰ−８およびＪＰ−５）またはガソリンの創出が可能なものとなる。
【００５２】
［経済的実現可能性］
実規模プラントの構築のためには、プロセスの実現可能性と拡張性の両方を示す必要がある。実験室試験は、実験室規模の試験および分析に基づき、本発明の実施の形態が技術的に実現可能であることを示した。
【００５３】
１００，０００ＢＰＳＤ規模で本発明の実施の形態のプロセスのクラス４の経済性分析を実施した。更に、同様の本発明の実施の形態のためのより小規模なプラントに対し、リグノセルロース系バイオマスをガソリンに変換するプロセスについて同様の分析を実施した。これらの分析の結果を幾つかのＣＴＬ（石炭から液体）プロセス、ＢＴＬ（バイオマスから液体）プロセス、およびＣＢＴＬ（石炭およびバイオマスから液体）プロセスについてのＤＯＥの設計のケースと比較した。経済性見通しはケースごとに異なるが、本発明の実施の形態のプロセス経済性データは、同様の経済変数を含めた場合、ＤＯＥの設計のケースに引けを取らないものである。本発明の実施の形態の資本コストは、ＤＯＥの設計のケースよりも低い。操業コストと資金調達コストを含めても、本発明の実施の形態は、ＤＯＥの設計のケースよりも低価格で燃料を製造できる。
【００５４】
本発明の非制限的な実施の形態の一部を以下の番号の各項で説明する。
【００５５】
［１］実施の形態は：炭素質材料を、第１の反応スキームを用いて、凝縮性ガスを含む気体成分とチャーおよび灰分を含む固体成分とを含む生成物へと変換するステップ含む操作を実行するステップであって、第１の反応スキームの温度は３５０〜６００ｄｅｇＣに達するステップと；凝縮性ガスの少なくとも一部と、２以上の炭素原子を含有する非凝縮性ガスの少なくとも一部とを、第２の反応スキームを用いて、オレフィンを含む反応生成物に変換するステップを含む操作を実行するステップであって、第２の反応スキームの温度は６００〜１０００ｄｅｇＣに達し、滞留時間が５ｓｅｃ未満であるステップとを備える；プロセスを含む。
他の実施の形態は：炭素質材料を、第１の反応スキームを用いて、凝縮性ガスを含む気体成分と、チャーおよび灰分を含む固体成分とを含む生成物に変換するステップであって、第１の反応スキームの温度は３５０から６００ｄｅｇＣに達するステップと；凝縮性ガスの少なくとも一部と、２以上の炭素原子を含有する非凝縮性ガスの少なくとも一部とを、第２の反応スキームを用いてオレフィンを含む反応生成物に変換するステップであって、第２の反応スキームの温度が６００〜１０００ｄｅｇＣに達し、第２の反応スキームの滞留時間が５ｓｅｃ未満であるステップとを備える；プロセスを含む。
【００５６】
［２］実施の形態によっては、例えば、［１］項に記載の実施の形態において、第１の反応スキームの滞留時間は、５ｓｅｃ未満である。
【００５７】
［３］実施の形態によっては、例えば、［２］項に記載の実施の形態において、第１の反応スキームの滞留時間は、２．５ｓｅｃ未満である。
【００５８】
［４］実施の形態によっては、例えば、［３］項に記載の実施の形態において、第１の反応スキームの滞留時間は、１ｓｅｃ未満である。
【００５９】
［５］実施の形態によっては、例えば、［１］乃至［４］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、第１の反応スキームの滞留時間は、１×１０−９ｓｅｃ以上である。
【００６０】
［６］実施の形態によっては、例えば、［１］乃至［５］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、第２の反応スキームの滞留時間は、１ｓｅｃ未満である。
【００６１】
［７］実施の形態によっては、例えば、［６］項に記載の実施の形態において、第２の反応スキームの滞留時間は、０．１ｓｅｃ未満である。
【００６２】
［８］実施の形態によっては、例えば、［１］乃至［７］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、第２の反応スキームの滞留時間は、１×１０−９ｓｅｃ以上である。
【００６３】
［９］実施の形態によっては、例えば、［１］乃至［８］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、第２の反応スキームの温度は、７００〜１０００ｄｅｇＣである。
【００６４】
［１０］実施の形態によっては、例えば、［９］項に記載の実施の形態において、第２の反応スキームの温度は、８００〜１０００ｄｅｇＣである。
【００６５】
［１１］実施の形態によっては、例えば、［１０］項に記載の実施の形態において、第２の反応スキームの温度は、８００〜９００ｄｅｇＣである。
【００６６】
［１２］実施の形態によっては、例えば、［１］乃至［１１］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、第１の反応スキームの温度は、４５０〜６００ｄｅｇＣである。
【００６７】
［１３］実施の形態によっては、例えば、［１２］項に記載の実施の形態において、第１の反応スキームの温度は、５００〜６００ｄｅｇＣである。
【００６８】
［１４］実施の形態によっては、例えば、［１］乃至［１３］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、炭素質材料は、固体である。
【００６９】
［１５］実施の形態によっては、例えば、［１］乃至［１４］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、水蒸気が第１の反応スキームへの投入物である。
【００７０】
［１６］実施の形態によっては、例えば、［１］乃至［１５］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、第１の反応スキームは、触媒の非存在下で実施される熱分解である。
【００７１】
［１７］実施の形態によっては、例えば、［１］乃至［１６］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、第１の反応スキーム、第２の反応スキーム、またはその両方は、平衡になる前に終了される。
【００７２】
［１８］実施の形態によっては、例えば、［１］乃至［１７］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、固体成分を凝縮性ガスから分離するステップを更に備える。
【００７３】
［１９］実施の形態によっては、例えば、［１］乃至［１８］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、凝縮性ガスは、乾燥基準で気体成分の少なくとも１ｗｔ％であり、９９．９ｗｔ％以下である。
【００７４】
［２０］実施の形態によっては、例えば、［１９］項に記載の実施の形態において、凝縮性ガスは、乾燥基準で気体成分の少なくとも５ｗｔ％である。
【００７５】
［２１］実施の形態によっては、例えば、［２０］項に記載の実施の形態において、凝縮性ガスは、乾燥基準で気体成分の少なくとも１０ｗｔ％である。
【００７６】
［２２］実施の形態によっては、例えば、［１］乃至［２１］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、非凝縮性ガスは、乾燥基準で気体成分の９９ｗｔ％以下であり、かつ、０．０００００１ｗｔ％以上である。ただし、非凝縮性ガスと凝縮性ガスの合計は、１００ｗｔ％に等しいまたは１００ｗｔ％未満である。
【００７７】
［２３］実施の形態によっては、例えば、［２２］項に記載の実施の形態において、非凝縮性ガスは、乾燥基準で気体成分の９５ｗｔ％以下である。
【００７８】
［２４］実施の形態によっては、例えば、［２３］項に記載の実施の形態において、非凝縮性ガスは、乾燥基準で気体成分の９０ｗｔ％以下である。
【００７９】
［２５］実施の形態によっては、例えば、［１］乃至［２４］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、凝縮性気体成分の炭化水素部分のＨ：Ｃ比は、０．８〜４である。
【００８０】
［２６］実施の形態によっては、例えば、［２５］項に記載の実施の形態において、凝縮性気体成分の炭化水素部分のＨ：Ｃ比は、１〜３である。
【００８１】
［２７］実施の形態によっては、例えば、［２６］項に記載の実施の形態において、凝縮性気体成分の炭化水素部分のＨ：Ｃ比は、１．６〜２である。
【００８２】
［２８］実施の形態によっては、例えば、［１］乃至［２７］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、第２の反応スキームは、水蒸気の存在下かつ分子酸素の非存在下で実施される。
【００８３】
［２９］実施の形態によっては、例えば、［１］乃至［２８］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、凝縮性ガスは、２５ｄｅｇＣ、１ａｔｍの気圧で液体である物質を含む。
【００８４】
［３０］実施の形態によっては、例えば、［１］乃至［２９］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、凝縮性ガスと、第２の反応スキームへの供給原料を形成する２以上の炭素原子を含有する非凝縮性ガスは、乾燥基準で少なくとも０．５ｗｔ％かつ９５ｗｔ％以下の酸素を含む。
【００８５】
［３１］実施の形態によっては、例えば、［３０］項に記載の実施の形態において、凝縮性ガスと、第２の反応スキームへの供給原料を形成する２以上の炭素原子を含有する非凝縮性ガスは、乾燥基準で少なくとも１ｗｔ％の酸素を含む。
【００８６】
［３２］実施の形態によっては、例えば、［３１］項に記載の実施の形態において、凝縮性ガスと、第２の反応スキームへの供給原料を形成する２以上の炭素原子を含有する非凝縮性ガスは、乾燥基準で少なくとも５ｗｔ％しかし９０ｗｔ％以下の酸素を含む。
【００８７】
［３３］実施の形態によっては、例えば［１］乃至［３２］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、少なくとも３０ｗｔ％かつ９９．９ｗｔ％以下のオレフィンは、２〜４個の炭素を有するオレフィンである。
【００８８】
［３４］実施の形態によっては、例えば［１］乃至［３３］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、第２の反応スキームからの反応生成物の少なくとも一部を、第３の反応スキームを用いて液体生成物に変換するステップであって、前記液体生成物は少なくとも６０重量％が液体燃料であるステップを含む操作を実行するステップを更に備える。
他の実施の形態によっては、例えば［１］乃至［３３］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、第２の反応スキームからの反応生成物の少なくとも一部を、第３の反応スキームを用いて、液体生成物に変換するステップを更に備え、液体生成物は、少なくとも６０重量％が液体燃料である。
【００８９】
［３５］実施の形態によっては、例えば、［３４］項に記載の実施の形態において、液体生成物は、少なくとも６５重量％が液体燃料である。
【００９０】
［３６］実施の形態によっては、例えば、［３５］項に記載の実施の形態において、液体生成物は、少なくとも７０重量％が液体燃料である。
【００９１】
［３７］実施の形態によっては、例えば［３４］乃至［３６］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、第３の反応スキームは、触媒の存在下で実施される。
【００９２】
［３８］実施の形態によっては、例えば［３４］乃至［３７］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、第３の反応スキームは、オリゴマー化である。
【００９３】
［３９］実施の形態によっては、例えば、［３４］乃至［３８］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、第３の反応スキームに供給される第２の反応スキームからの反応生成物の一部は、乾燥基準で少なくとも０．１ｗｔ％かつ９５ｗｔ％以下の酸素を含む。
【００９４】
［４０］実施の形態によっては、例えば、［３９］項に記載の実施の形態において、第３の反応スキームに供給される第２の反応スキームからの反応生成物の一部は、乾燥基準で少なくとも１ｗｔ％の酸素を含む。
【００９５】
［４１］実施の形態によっては、例えば、［４０］項に記載の実施の形態において、第３の反応スキームに供給される第２の反応スキームからの反応生成物の一部は、乾燥基準で少なくとも５ｗｔ％の酸素を含む。
【００９６】
［４２］実施の形態によっては、例えば、［３４］乃至［４１］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、第２の反応スキームの気体の反応生成物を、第３の反応スキームに前記気体の反応生成物を供給する前に、触媒を被毒する種を除去するために浄化するステップを更に備える。
【００９７】
［４３］実施の形態によっては、プロセスは：炭素質材料を、第１の反応スキームを用いて、気体成分と固体成分とを含む反応生成物に変換するステップであって、第１の反応スキームの温度と滞留時間は、気体成分中の炭化水素である凝縮性ガスと、固体成分中のチャーおよび灰分の組成とを最大にするように選択されるステップと；凝縮性ガスの少なくとも一部と、任意ではあるが、２以上の炭素原子を含有する非凝縮性ガスの少なくとも一部を、第２の反応スキームを用いて、気体炭化水素を含む反応生成物に変換するステップであって、第２の反応スキームの温度と滞留時間は、オレフィントとなる気体炭化水素の組成を最大にするように制御されるステップとを備える。
【００９８】
［４４］実施の形態によっては、例えば、［４３］項に記載の実施の形態において、第２の反応スキームの温度と滞留時間は、炭素数が２と４の間のオレフィンである気体炭化水素の組成を最大にするように制御される。
【００９９】
［４５］実施の形態によっては、例えば、［４３］または［４４］項に記載の実施の形態において、凝縮性炭化水素を固体成分から分離するステップを更に備える。
【０１００】
［４６］実施の形態によっては、例えば、［４３］乃至［４５］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、炭素質材料は、固体である。
【０１０１】
［４７］実施の形態によっては、例えば、［４３］乃至［４６］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、気体炭化水素のＨ：Ｃ比は、０．８〜４である。
【０１０２】
［４８］実施の形態によっては、例えば、［４７］項に記載の実施の形態において、気体炭化水素のＨ：Ｃ比は、１〜３である。
【０１０３】
［４９］実施の形態によっては、例えば［４８］項に記載の実施の形態において、気体炭化水素のＨ：Ｃ比は、１．６〜２である。
【０１０４】
［５０］実施の形態によっては、例えば、［４３］乃至［４９］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、第１の反応スキームは、触媒の非存在下で実施される熱分解である。
【０１０５】
［５１］実施の形態によっては、例えば、［４３］乃至［５０］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、第１の反応スキームの温度は、３５０〜６００ｄｅｇＣに達し、第１の反応スキームの滞留時間は、５ｓｅｃ未満である。
【０１０６】
［５２］実施の形態によっては、例えば、［５１］項に記載の実施の形態において、第１の反応スキームの温度は、３５０〜６００ｄｅｇＣに達し、第１の反応スキームの滞留時間は、２．５ｓｅｃ未満である。
【０１０７】
［５３］実施の形態によっては、例えば、［５２］項に記載の実施の形態において、第１の反応スキームの温度は、３５０〜６００ｄｅｇＣに達し、第１の反応スキームの滞留時間は、１ｓｅｃ未満である。
【０１０８】
［５４］実施の形態によっては、例えば、［４３］乃至［５３］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、第２の反応スキームの温度は、６００〜１０００ｄｅｇＣに達し、第２の反応スキームの滞留時間は、５ｓｅｃ未満である。
【０１０９】
［５５］実施の形態によっては、例えば、［５４］項に記載の実施の形態において、第２の反応スキームの温度は、６００〜１０００ｄｅｇＣに達し、第２の反応スキームの滞留時間は、１ｓｅｃ未満である。
【０１１０】
［５６］実施の形態によっては、例えば、［５５］項に記載の実施の形態において、第２の反応スキームの温度は、６００〜１０００ｄｅｇＣに達し、第２の反応スキームの滞留時間は、０．１ｓｅｃ未満である。
【０１１１】
［５７］実施の形態によっては、例えば、［４３］乃至［５６］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、どちらも乾燥基準で、凝縮性ガスは気体成分の１ｗｔ％を超え、非凝縮性ガスは、気体成分の９９ｗｔ％未満である。
【０１１２】
［５８］実施の形態によっては、例えば、［５３］項に記載の実施の形態において、どちらも乾燥基準で、凝縮性ガスは気体成分の５ｗｔ％を超え、非凝縮性ガスは、気体成分の９５ｗｔ％未満である。
【０１１３】
［５９］実施の形態によっては、例えば、［５４］項に記載の実施の形態において、どちらも乾燥基準で、凝縮性ガスは気体成分の少なくとも１０ｗｔ％であり、非凝縮性ガスは、気体成分の９０ｗｔ％未満である。
【０１１４】
［６０］実施の形態によっては、例えば、［４３］乃至［５９］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、炭化水素である凝縮性ガスの組成物と、任意ではあるが、２以上の炭素原子を含有する非凝縮性ガスの組成物を更に得るため、第１の反応スキームは、平衡に達する前に終了される。
【０１１５】
［６１］実施の形態によっては、例えば、［４３］乃至［６０］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、第２の反応スキームは、水蒸気の存在下かつ分子酸素の非存在下で実施される。
実施の形態によっては、第２の反応スキームへの供給原料中の分子酸素の量は、１ｗｔ％以下である。
【０１１６】
［６２］実施の形態によっては、例えば、［４３］乃至［６１］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、少なくとも３０ｗｔ％のオレフィンの炭素数は、２と４の間である。
【０１１７】
［６３］実施の形態によっては、プロセスが：
炭素質材料を、第１の非触媒反応スキームを用いて、気体オレフィンを含む気体成分と、チャーを含む固体成分とを含む反応生成物に変換するステップと；
気体のオレフィンの少なくとも一部を第２の反応スキームを用いて、少なくとも５個の炭素原子の炭素数分布を有する炭化水素に変換するステップとを備える。
【０１１８】
［６４］実施の形態によっては、例えば、［６３］項に記載の実施の形態において、第１の反応スキームの反応生成物は、乾燥基準で５％を超える凝縮性ガスを含む。
【０１１９】
［６５］実施の形態によっては、例えば、［６３］または［６４］項に記載の実施の形態において、凝縮性ガスは、２５ｄｅｇＣ、１ａｔｍの気圧で液体である炭化水素を含む。
【０１２０】
［６６］実施の形態によっては、例えば、［６３］乃至［６５］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、第１の反応スキームは二つの反応段階を備え、
第１の段階は、より低温での炭素質材料の凝縮性ガスと固体成分への変換を含み、
第２の段階は、より高温での凝縮性ガスの少なくとも一部と、任意ではあるが２以上の炭素原子を含有する非凝縮性ガスの一部のオレフィンへの変換を含む操作を含む。
【０１２１】
［６７］実施の形態によっては、例えば、［６３］乃至［６６］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、炭化水素の沸点範囲は、ジェット燃料の沸点範囲と一致する。
【０１２２】
［６８］実施の形態によっては、例えば、［６３］乃至［６６］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、炭化水素の沸点範囲は、ガソリンの沸点範囲と一致する。
【０１２３】
［６９］実施の形態によっては、例えば、［６３］乃至［６６］項に記載の実施の形態のいずれかにおいて、炭化水素の沸点範囲は、ディーゼル燃料の沸点範囲と一致する。
【０１２４】
［７０］実施の形態によっては、例えば、［１］乃至［６３］項のいずれかに記載の実施の形態において、第２の反応スキームの反応生成物の非凝縮性ガスは、ＣＨ４、ＣＯ、ＣＯ２、ＣＯＳ、Ｈ２、Ｈ２Ｓ、ＮＨ３、およびＨ２Ｏを含まず、少なくとも２５ｗｔ％のオレフィンを含む。
【０１２５】
［７１］実施の形態によっては、例えば、［１］乃至［６３］項のいずれかに記載の実施の形態において、第２の反応スキームの反応生成物の非凝縮性ガスは、ＣＨ４、ＣＯ、ＣＯ２、ＣＯＳ、Ｈ２、Ｈ２Ｓ、ＮＨ３、およびＨ２Ｏを含まず、少なくとも３５ｗｔ％のオレフィンを含む。
【０１２６】
［７２］実施の形態によっては、例えば、［１］乃至［６３］項のいずれかに記載の実施の形態において、第２の反応スキームの反応生成物の非凝縮性ガスは、ＣＨ４、ＣＯ、ＣＯ２、ＣＯＳ、Ｈ２、Ｈ２Ｓ、ＮＨ３、およびＨ２Ｏを含まず、少なくとも５０ｗｔ％のオレフィンを含む。
【０１２７】
［７３］実施の形態によっては、例えば、［１］乃至［６３］項のいずれかに記載の実施の形態において、第２の反応スキームの反応生成物の非凝縮性ガスは、ＣＨ４、ＣＯ、ＣＯ２、ＣＯＳ、Ｈ２、Ｈ２Ｓ、ＮＨ３、およびＨ２Ｏを含まず、少なくとも６０ｗｔ％のオレフィンを含む。
【０１２８】
［７４］実施の形態によっては、例えば、［１］乃至［６３］項のいずれかに記載の実施の形態において、第２の反応スキームの反応生成物の非凝縮性ガスは、ＣＨ４、ＣＯ、ＣＯ２、ＣＯＳ、Ｈ２、Ｈ２Ｓ、ＮＨ３、およびＨ２Ｏを含まず、少なくとも７０ｗｔ％のオレフィンを含む。
【０１２９】
［７５］実施の形態によっては、例えば、［７０］乃至［７４］項のいずれかに記載の実施の形態において、第２の反応スキームの反応生成物の非凝縮性ガスは、ＣＨ４、ＣＯ、ＣＯ２、ＣＯＳ、Ｈ２、Ｈ２Ｓ、ＮＨ３、およびＨ２Ｏを含まず、９９．９９９ｗｔ％以下のオレフィンを含む。
【０１３０】
要約の内容を含め、本発明の例示の実施の形態の上の記載は、網羅的であることを意図したものでも発明を開示した正確な形態に制限することを意図したものでもない。ここでは、例示を目的として本発明の特定の実施の形態および実施例を記載したが、当業者が認識するように、本発明の範囲内で様々な改変が可能である。
【０１３１】
そうした改変は、上記の詳細な説明を踏まえて本発明に加えることができる。請求項において用いる用語は、本発明をここに開示した特定の実施の形態に制限するものと解釈すべきではない。それどころか、本発明の範囲は、請求項の解釈の確立された原理に従って解釈されるべき以下の請求項によってのみ完全に判断されるべきである。
【０１３２】
［政府の助成による研究についての陳述］
ここに記載する本発明の実施の形態は、国防総省国防高等研究事業局（ＤＡＲＰＡ）の助成を受けた契約ＨＲ００１１−０９−Ｃ−００９２、陸軍の助成を受けた契約Ｗ９１１−１１−Ｃ−００１８、および米国エネルギー省（ＤＯＥ）の助成を受けた契約ＤＥ−ＳＣ０００６４６６の下、政府の支援を受けて実行に移されたものである。政府は、本発明に対して一定の権利を保有する。
【図１】
2016519060.tif 000004
【図２】
2016519060.tif 000005
【図３】
2016519060.tif 000006
【図４】
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【図５】
2016519060.tif 000008
【図６】
2016519060.tif 000009
【国際調査報告】
2016519060.tif 000010
2016519060.tif 000011
2016519060.tif 000012