СПОСОБ КАТАЛИТИЧЕСКОГО ГИДРОПИРОЛИЗА С БАРБОТИРУЮЩИМСЯ СЛОЕМ, ИСПОЛЬЗУЮЩИМ КРУПНЫЕ ЧАСТИЦЫ КАТАЛИЗАТОРА И МЕЛКИЕ ЧАСТИЦЫ БИОМАССЫ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ РЕАКТОР С "АНТИПРОБКООБРАЗОВАНИЕМ"

1. Способ гидропиролиза, включающий:
а. введение насыщенного кислородом органического исходного сырья в реактор с псевдоожиженным слоем, в котором указанное исходное сырье быстро нагревается от окружающей температуры до температуры псевдоожиженного слоя и за счет этого обезгаживается;
b. введение потока псевдоожижающего газа, содержащего, главным образом, молекулярный водород, в реактор с псевдоожиженным слоем, создание условий, в которых в псевдоожиженном слое имеет место быстрое перемешивание и теплоперенос;
с. поддержание глубокого слоя твердых частиц катализатора, глубина которого составляет значительно больше 6 диаметров реактора, в состоянии интенсивного движения с промотированием реакций, дающих дезоксигенирование и химическую стабилизацию паров, получаемых, когда исходное сырье обезгаживается, оставляя уголь обугленной биомассы, где размер частиц катализатора является больше, чем размер частиц биомассы и угля обугленной биомассы, уголь за счет этого обеспечивает смазывающий эффект в псевдоожиженном слое;
d. удаление твердых остатков, остающихся после обезгаживания и гидропиролиза исходного сырья, из реактора с псевдоожиженным слоем путем уноса в потоке псевдоожижающего газа и паров продукта, выходящем из реактора с псевдоожиженным слоем;
е. удаление изношенных от трения остатков катализатора, но не цельных частиц катализатора, или частиц катализатора, которые являются минимально изношенными, из реактора с псевдоожиженным слоем путем уноса в потоке псевдоожижающего газа и паров продукта, выходящем из реактора с псевдоожиженным слоем;
f. отделение твердых остатков, унесенных в потоке псевдоожижающего газа и паров продукта, выходящем из реактора с псевдоожиженным слоем, от потока псевдоожижающего газа и паров продукта, выходящего из реактора с псевдоожиженным слоем;
g. извлечение потока продукта из паров углеводородов, содержащего углеводородные продукты с точками кипения при атмосферном давлении, совпадающими с точками кипения, по меньшей мере, одного из бензина, керосина и дизельного топлива, из способа гидропиролиза в виде конденсированной жидкости;
h. высвобождение достаточного экзотермического тепла от реакций дезоксигенирования, имеющих место в процессе гидропиролиза исходного сырья, с подачей тепла способа, требуемого эндотермическими процессами, имеющих место в ходе гидропиролиза исходного сырья, включая химические реакции, нагревание исходного сырья и испарение жидкостей; и
i. распределение одного или более препятствий внутри реакторного сосуда с регулярными осевыми интервалами Н, эквивалентными по длине приблизительно одному-двум диаметрам слоя таким образом, что «пробкообразование» не имеет место в реакторе с псевдоожиженным слоем.
2. Способ по п.1, в котором реактор с псевдоожиженным слоем поддерживается при парциальном давлении водорода около 200-600 фунт/кв.дюйм (1380-4140 кПа).
3. Способ по п. 1, в котором извлеченный поток конденсированной жидкости содержит менее 4% мас. кислорода.
4. Способ по п. 1, в котором температура реактора с псевдоожиженным слоем находится в интервале от приблизительно 343°C (650°F) до приблизительно 593°C (1100°F).
5. Способ по п. 1, в котором соотношение между объемной скоростью подачи твердых частиц исходного сырья и объемом реактора с псевдоожиженным слоем является таким, что часовая объемная пространственная скорость ((ЧОПС)(VHSV)) реактора находится в интервале от приблизительно 1 до приблизительно 40.
6. Способ по п. 1, в котором плотность частиц катализатора находится в интервале от приблизительно 0,5 кг/л до 2 кг/л.
7. Способ по п. 1, в котором исходное сырье получается таким образом, что твердые остатки, остающиеся после гидропиролиза исходного сырья, являются значительно мельче в их наибольшем измерении, чем твердые частицы катализатора, которые образуют псевдоожиженный слой.
8. Способ по п. 1, в котором исходное сырье не содержит воду.
9. Способ по п. 1, в котором исходное сырье является только частично обезвоженным и содержит некоторое количество воды.
10. Способ по п. 1, в котором исходное сырье содержит частицы твердой биомассы.
11. Способ по п. 1, в котором исходное сырье содержит твердые частицы насыщенного кислородом полимера, такого как полиэтилентерефталат.
12. Способ по п. 1, в котором исходное сырье содержит полностью или частично обезвоженное исходное сырье биомассы, которое имеет высокое содержание липида, такое как высоколипидные водоросли.
13. Способ по п. 1, в котором исходное сырье содержит органический материал водного происхождения, такой как рыба, части рыбы и отходы переработки рыбы.
14. Способ по п. 1, в котором исходное сырье содержит материалы, изготовленные или иным образом полученные из биомассы, такие как бумажные продукты и остатки, выброшенные как отходы бумажных заводов.
15. Способ по п. 1, в котором исходное сырье содержит органический материал животного происхождения, такой как голье, сало, жиры и ткани.
16. Способ по п. 1, в котором исходное сырье содержит органический материал отходов животного происхождения, такой как навоз или осадок сточных вод.
17. Способ по п. 1, в котором исходное сырье вводится в реактор как поток, содержащий твердые частицы, унесенные в быстро перемещающемся потоке переносящего газа, и в котором перенос исходного сырья в псевдоожиженный слой выполняется, главным образом, путем воздействия переносящего газа на твердые частицы исходного сырья.
18. Способ по п. 1, в котором исходное сырье содержит суспензию твердых частиц, суспендированных в жидкости-носителе, которая выпаривается, когда вводится в реактор.
19. Способ по п. 1, в котором исходное сырье содержит насыщенную кислородом органическую жидкость, которая подвергается гидропиролизу в процессе гидропиролиза.
20. Способ по п. 1, в котором поверхностная скорость псевдоожижающего газа, проходящего через реактор с псевдоожиженным слоем, является достаточной для создания состояния, совпадающего с состоянием барботирующего псевдоожиженного слоя.
21 Способ по п. 1, в котором поверхностная скорость псевдоожижающего газа, проходящего через реактор с псевдоожиженным слоем, является не выше, чем минимум, необходимый для создания состояния, совпадающего с состоянием барботирующего псевдоожиженного слоя.
22. Способ по п. 1, в котором твердые частицы катализатора являются сферическими.
23. Способ по п. 1, в котором твердые частицы катализатора являются устойчивыми к истиранию.
24. Способ по п. 1, в котором твердые частицы катализатора являются пористыми и имеют большую площадь внутренней поверхности в наружной поверхности частицы.
25. Способ по п. 1, в котором твердые частицы катализатора имеют свойства, совпадающие со свойствами высоко активного катализатора гидрообработки.
26. Способ по п. 1, в котором твердые частицы катализатора содержат носитель на основе оксида алюминия, пропитанный сульфидированным никель-молибденовым катализатором или сульфидированным кобальт-молибденовым катализатором.
27. Способ по п. 1, в котором твердые частицы катализатора содержат носитель на основе оксида алюминия, пропитанный металлом, таким как никель или кобальт, или железо, или другие металлы, которые могут использоваться в качестве катализаторов в гидрообработке.
28. Способ по п. 1, в котором твердые частицы катализатора содержат носитель на основе алюмосиликата, пропитанный металлом, таким как никель или кобальт, или железо, или другие металлы, которые могут использоваться в качестве катализаторов в гидрообработке.
29. Способ по п. 1, в котором твердые частицы катализатора содержат носитель на основе стеклокерамики, пропитанный металлом, таким как никель или кобальт, или железо, или другие металлы, которые могут использоваться в качестве катализаторов в гидрообработке.
30. Способ по п. 1, в котором твердые частицы катализатора содержат два или более катализаторов, которые различаются, по меньшей мере, одним из плотности, аэродинамического размера и аэродинамического диаметра, но в другом являются физически подобными и располагаются во всем барботирующемся псевдоожиженном слое и благодаря тому, что имеют различные свойства, имеют тенденцию к выделению и расслаиванию, становясь вертикально упорядоченными по свойству, так что создаются участки в слое, которые различаются по каталитической активности.
31. Способ по п. 1, в котором средний диаметр частиц катализатора составляет более приблизительно 3200 мкм (3,2 мм).
32. Способ по п. 1, который дополнительно включает отделение мелких металлических частиц катализатора от угля, причем отделение осуществляется барьерным фильтром, который вводит дистанционно возбуждаемое и со снятием возбуждения магнитное поле для удерживания магнитных частиц катализатора до тех пор, пока они не могут быть разгружены обратной пульсацией, когда магнитное поле становится невозбужденным.
33. Способ по п. 32, в котором уголь может быть отделен от потока продукта и удален обратной пульсацией, тогда как магнитное поле остается возбужденным, и магнитный материал удерживается на фильтрующей поверхности.
34. Способ по п. 1, который дополнительно включает отделение мелких металлических частиц катализатора от угля, в котором отделение осуществляется виртуальным инерционным сепаратором, который отводит поток более тяжелых мелких частиц катализатора на стадию собирания ниже по потоку.
35. Способ по п. 34, в котором стадию собирания ниже по потоку представляет барьерный фильтр, который может очищаться периодической обратной пульсацией.
36. Способ по п. 34, в котором стадию собирания ниже по потоку представляет барьерный фильтр, который вводит дистанционно возбуждаемое магнитное поле с удержанием магнитных частиц катализатора до тех пор, пока они не могут быть выгружены, когда с магнитного поля снимается возбуждение, и фильтр очищается обратной пульсацией.
37. Способ по п. 1, в котором «пробкообразование» в псевдоожиженном слое регулируется путем использования оборудования, вводящего боковые преграды, препятствия или конструкции, причем ось или центральная линия оборудования пересекается с центральной линией реактора с псевдоожиженным слоем, и которые являются варьируемыми, так что при рассмотрении сверху реактора единственный открытый проход, идущий по длине реактора на расстояние более двух диаметров реактора, не присутствует.
38. Способ по п. 37, в котором площадь поперечного сечения преград, препятствий или конструкций при рассмотрении сверху реактора с псевдоожиженным слоем равна приблизительно 40% площади поперечного сечения реактора с псевдоожиженным слоем.
39. Способ по п. 37, в котором преграды, препятствия или конструкции оборудованы, по меньшей мере, одним из температурного датчика и устройства, которым тепло может быть отведено от или подведено к псевдоожиженному слою таким образом, что температура псевдоожиженного слоя вокруг преград, препятствий или конструкций может контролироваться и/или регулироваться.
40. Способ по п. 37, в котором преграды, препятствия или конструкции установлены в вертикальных положениях вдоль реактора с псевдоожиженным слоем, которые отделены друг от друга на один-два диаметра реактора.
41. Способ по п. 37, в котором верхние поверхности преград, препятствий или конструкций являются, по меньшей мере, одними из скругленных, остроконечных и наклонных для того, чтобы предотвратить материал слоя от приведение в состояние застоя на указанной поверхности.
42. Способ по п. 37, в котором верхние поверхности преград, препятствий или конструкций являются пористыми и сконструированы так, что газ может проходить через верхнюю часть преграды для того, чтобы предотвратить материал слоя от приведения в состояние застоя на указанной поверхности.
43. Способ по п. 37, в котором верхние поверхности преград, препятствий или конструкций являются однородно пористыми и сконструированы из высоко износостойкого спеченного стеклокерамического материала, так что газ может проходить через наружную часть преграды для того, чтобы предотвратить материал слоя от приведение в состояние застоя на указанной поверхности.
44. Способ по п. 37, в котором оборудование является высоко износостойким.
45. Способ по п. 37, в котором оборудование, по меньшей мере, частично сконструировано из чрезвычайно твердого керамического или стеклокерамического материала.
46. Способ по п. 37, в котором оборудование, по меньшей мере, частично покрыто одним из высоко износостойкого покрытия и чрезвычайно твердого керамического или стеклокерамического материала.
47. Способ по п. 37, в котором поверхности оборудования являются каталитически активными и облегчают реакции гидропиролиза.
48. Способ по п. 37, в котором оборудование содержит вставку с центрально расположенной опорой, идущей вдоль центральной оси реактора с псевдоожиженным слоем, и к которой прикреплены преграды, препятствия или конструкции.
49. Способ по п. 37, в котором оборудование содержит вставку с окружной опорой, расположенной вокруг окружности реактора с псевдоожиженным слоем, и к которой прикреплены преграды, препятствия или конструкции.
50. Способ по п. 37, в котором оборудование содержит вставку с окружной опорой, расположенной вокруг окружности реактора с псевдоожиженным слоем, с путями газа, способными соединяться с местами, где прикреплены пористые преграды, препятствия или конструкции.
51. Способ по п. 37, в котором оборудование содержит преграды, препятствия или конструкции, которые непосредственно прикреплены к, опираются на и соединяются со стенкой реактора с псевдоожиженным слоем.
52. Способ по п. 37, в котором оборудование содержит преграды, препятствия или конструкции, которые формованы или отлиты в формованную или литую огнеупорную облицовку реактора с псевдоожиженным слоем.
53. Способ по п. 1, в котором модификации, которые регулируют «пробкообразование» в реакторе с псевдоожиженным слоем, вводят внутренние пути теплообмена, соединенные с внешним трубопроводом, который изолирован от внутренней среды реактора, через который жидкости и газы могут пропускаться для извлечения тепла от реактора.
54. Способ по п. 1, в котором все необходимое для процесса тепло подается от реакций дезоксигенирования, имеющих место в процессе гидропиролиза исходного сырья.