本申請要求2014年9月5日所提交的美國申請第14/479,246號的優(yōu)先權，其內(nèi)容全部結合在此供參考。

技術領域

本發(fā)明涉及使用通過加氫熱解工藝所產(chǎn)生的二氧化碳作為惰性氣體來維持加氫熱解工藝的一或多種且可能所有的惰化需求。

背景技術：

生物質(zhì)是指衍生自活或死亡生物體的生物材料且包括木質(zhì)纖維素材料(例如木材)、植物油、碳水化合物(例如糖類)、水生材料(例如藻類、水生植物和海藻)，以及動物副產(chǎn)物和廢料(例如下水、脂肪和污水污泥)。在生物質(zhì)的傳統(tǒng)熱解(典型的是在惰性氣氛中進行的快速熱解)中，獲得濃稠的酸性反應性液體生物油產(chǎn)物，其含有在工藝期間形成的水、油和炭。存在于生物質(zhì)中的許多氧最終駐留于生物油中，由此增強了其化學反應性。

傳統(tǒng)生物油的特征總酸值(total acid numbers，TAN)在100-200范圍內(nèi)，致使其腐蝕性高。此外，這種產(chǎn)物傾向于經(jīng)歷聚合，由于水混溶性和極高含氧量(約40重量％)而一般與石油烴不相容，且具有低熱值。傳統(tǒng)熱解的不穩(wěn)定生物油傾向于隨時間推移而變稠且還能夠反應到親水相和疏水相形成的點。因此，這種產(chǎn)物的運輸和利用是有問題的。另外，難以將這種產(chǎn)物升級為液態(tài)烴燃料，原因是在傳統(tǒng)熱解工藝(包括快速熱解)中典型地發(fā)生逆行反應。已顯示用甲醇或其它醇稀釋可降低所形成的生物油的活性和粘度，但這種方法由于使熱解液體穩(wěn)定化所需的大量醇無法回收而被視為不實際的或經(jīng)濟上不可行的。趁液體熱解產(chǎn)物仍呈氣相時從其中除去因傳統(tǒng)熱解所產(chǎn)生的炭又存在著技術上的挑戰(zhàn)。熱解蒸氣中的大量氧氣和自由基仍具有高度反應性且在與過濾器或其它固體分離器表面上的炭顆粒接觸時形成瀝青樣材料。因此，用于從熱的熱解蒸氣中分離炭的裝置可由于在此類裝置表面的炭層上和炭層內(nèi)以及多孔過濾器元件的孔隙內(nèi)發(fā)生炭和熱解蒸氣成分的反應而變得快速堵塞。最后應注意，使用傳統(tǒng)加氫轉(zhuǎn)化工藝升級熱解油消耗了大量的H₂，且滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求所需的極端工藝條件(包括高氫氣壓力)使得此類工藝不經(jīng)濟。反應內(nèi)在地失去平衡，原因是由于需要高壓力而產(chǎn)生太多的水，同時消耗太多的H₂。另外，由于熱解油中存在反應性焦炭前驅(qū)物或作為催化的結果產(chǎn)生了焦炭，因此傳統(tǒng)的加氫轉(zhuǎn)化反應器可能快速出現(xiàn)高壓力差。

最近，已揭露了在生物質(zhì)熱解(即，加氫熱解)中使用氫氣。舉例來說，已發(fā)現(xiàn)US 8,492,600中教示的加氫熱解方法克服傳統(tǒng)快速熱解工藝的多種缺點，包括上文所述的缺點，且已經(jīng)產(chǎn)生了多種其它加工優(yōu)勢。盡管有了這些和其它改進，但是就工藝經(jīng)濟以及總體碳排放(與生物燃料最終產(chǎn)物的產(chǎn)生有關，例如基于其溫室氣體(GHG)排放的生命周期評估)而言，加氫熱解領域仍在不斷地尋求更深遠的進步。此類進步在確立與傳統(tǒng)石油精煉工藝的競爭力方面(就成本與產(chǎn)品品質(zhì)而言)具有重大的意義。

技術實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的方面，加氫熱解方法包含將(i)氫氣和(ii)含生物質(zhì)原料或生物質(zhì)衍生原料(例如脫除揮發(fā)份及/或加氫熱解之后，衍生自含生物質(zhì)原料的預處理原料)饋送到加氫熱解反應容器中。所述方法包含產(chǎn)生含CO₂蒸氣流和至少一種液體產(chǎn)物。所述方法包含使用從含CO₂蒸氣流中分離出的CO₂產(chǎn)物實現(xiàn)加氫熱解方法的至少一種惰化功能，代表性惰化功能更充分地描述于下文。

不同于由可再生原料(如木質(zhì)纖維素材料)生產(chǎn)生物油的傳統(tǒng)熱解工藝，“加氫熱解”伴有氫化脫氧且因而涉及在升高的操作壓力下使用氫氣。因此，加氫熱解方法的安全操作非常重要，因為即使小的泄漏(在傳統(tǒng)熱解中可能不會成為擔心的理由)也會在加氫熱解中存在潛在的火災或爆炸危險。在解決為了使加氫熱解變成商業(yè)現(xiàn)實所必需的安全需求時，現(xiàn)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)與工藝有關的各種惰化功能典型地需要惰性氣體的量和流速相當大，以便減少或排除火災及/或爆炸的風險，或以其它方式遵守操作地點適用的安全規(guī)定。此類惰化功能包括(i)操作固體輸送設備，如用于輸送微粒固體的閉鎖料斗；(ii)覆蓋液體容器；(iii)干燥含生物質(zhì)原料或生物質(zhì)衍生原料；及/或(iv)借助流動的氣流輸送和/或分離固體。

按照慣例，惰性氣體(如高純度氮氣和/或氬氣)提供所需惰化功能和有效解決火災和爆炸風險的能力已被廣泛認知。然而，從外部來源提供此類氣體不僅代表了原材料成本增加，而且與生產(chǎn)較高值液體(如含烴生物燃料最終產(chǎn)品和摻混組分)有關的總體GHG排放增加。后者的缺點是與生產(chǎn)高純度惰性氣體(例如使用低溫蒸餾或膜分離)有關的傳統(tǒng)能量需求(例如煤燃燒發(fā)的電)的結果。

有利的是，本發(fā)明的方面涉及以下發(fā)現(xiàn)：加氫熱解工藝中所產(chǎn)生的二氧化碳(CO₂)本身可以充當容易利用的惰性氣體用于上述一或多種且優(yōu)選所有惰化功能。以此方式可以減少或完全排除引進惰性氣體的需求和相關成本。重要的是，這些功能所用的CO₂主要(若非完全(取決于原料性質(zhì)))是從生物質(zhì)中的可再生碳獲得。因此，不同于傳統(tǒng)惰性氣體的使用，此類“內(nèi)部”CO₂的使用不會增加如本文所述的較高值液體(例如含烴生物燃料)的碳排放(基于其GHG排放的生命周期評估(LCA))。

實施例涉及加氫熱解方法，其包含將(i)氫氣和(ii)含生物質(zhì)原料或生物質(zhì)衍生原料饋送到加氫熱解反應容器中。產(chǎn)生含CO₂蒸氣流和至少一種液體產(chǎn)物，且從含CO₂蒸氣流中分離出的CO₂產(chǎn)物可以用于加氫熱解方法的至少一種惰化功能。惰化功能可以選自由以下組成的群組：操作固體輸送設備、覆蓋液體容器、干燥含生物質(zhì)原料或生物質(zhì)衍生原料、輸送和/或分離固體，以及其組合。

根據(jù)特定實施例，從中分離出CO₂產(chǎn)物的含CO₂蒸氣流可以選自由以下組成的群組：(i)加氫熱解反應器蒸氣，其獲自加氫熱解反應器輸出物；(ii)加氫轉(zhuǎn)化段輸出物；(iii)預反應器蒸氣流或提純過的預反應器蒸氣流，；和(iv)再生排出物或加氫氣化排出物。

在其它實施例中，加氫熱解方法可以進一步包含：從加氫熱解反應容器中抽出加氫熱解反應器輸出物；將從加氫熱解反應器輸出物中獲得的除去基本上所有炭顆粒后的加氫熱解反應器蒸氣饋送到加氫轉(zhuǎn)化反應容器中；使加氫熱解反應器蒸氣的至少一部分在加氫轉(zhuǎn)化段中加氫轉(zhuǎn)化以獲得加氫轉(zhuǎn)化段輸出物；通過使加氫轉(zhuǎn)化段輸出物中的基本上完全脫氧的烴液體(和任選的單獨或可相分離水相加氫轉(zhuǎn)化產(chǎn)物)冷凝來回收加氫轉(zhuǎn)化氣體混合物；以及將加氫轉(zhuǎn)化氣體混合物的至少一部分引入蒸汽重整器中，從而在蒸汽重整器排出物中除凈產(chǎn)生氫氣之外，還提供CO₂的凈產(chǎn)生。在這種情況下，含CO₂蒸氣流可以是蒸汽重整器排出物，且CO₂產(chǎn)物可以作為從蒸汽重整器排出物中分離的富CO₂產(chǎn)物回收。

在其它實施例中，從含CO₂蒸氣流中分離且用于本文所述的任一種惰化功能的一或多種CO₂產(chǎn)物包含從含生物質(zhì)原料或生物質(zhì)衍生原料中的可再生碳衍生的CO₂。根據(jù)具體實施例，此類CO₂產(chǎn)物包含僅從含生物質(zhì)原料或生物質(zhì)衍生原料中的可再生碳衍生的CO₂。舉例來說，此類CO₂產(chǎn)物可以包含衍生自以下的CO₂：含生物質(zhì)原料或生物質(zhì)衍生原料或這些原料經(jīng)進一步處理的含碳產(chǎn)物(例如焦炭或如下文更詳細所述可以在催化劑或固體床材料上聚積的碳，或者炭)的至少一次轉(zhuǎn)化，其中轉(zhuǎn)化選自由加氫熱解、脫除揮發(fā)份和燃燒組成的群組。

結合附圖閱讀以下具體實施方式，將顯而易知本發(fā)明的上述和其它方面、特征和優(yōu)點。

附圖說明

結合附圖參考以下描述可以更全面地了解本發(fā)明的示例性實施例和其優(yōu)點，其中相同的元件符號或最后兩位數(shù)字相同的元件符號表示相似的特征且其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的系統(tǒng)的示意性流程圖，其包括蒸汽重整器、分離設備和二氧化碳歧管；

圖2是一個示意性流程圖，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其包括圖1的系統(tǒng)、閉鎖料斗和加氫熱解反應器；

圖3是一個示意性流程圖，根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，其包括圖1的系統(tǒng)、預反應器和加氫熱解反應器；

圖4是一個示意性流程圖，根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，其包括圖1的系統(tǒng)、預反應器和加氫熱解反應器；和

圖5是一個示意性流程圖，其包括圖1的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)集成到包括加氫轉(zhuǎn)化反應器的加氫熱解工藝中。

應理解圖1-5呈現(xiàn)了本發(fā)明的圖解說明和/或所涉及的原理。為了便于解釋和理解，使用了簡化的工藝流程方案。對本發(fā)明的理解非必需的細節(jié)(包括泵、加熱器和一些熱交換器、閥門、儀表和其它項)未繪示。如具有本發(fā)明知識的所屬領域技術人員顯而易見，根據(jù)本發(fā)明的各種其它實施例提供經(jīng)加氫處理的生物燃料的方法將具有部分根據(jù)其特定用途決定的配置和組件。

具體實施方式

加氫熱解方法和包含CO₂的蒸氣流

加氫熱解方法包括加氫熱解步驟，其發(fā)生于含有氫氣和脫氧催化劑的加氫熱解反應容器中。代表性加氫熱解步驟描述于例如美國專利第8,492,600號。加氫熱解通常涉及將氫氣與含生物質(zhì)原料和/或生物質(zhì)衍生原料饋送到在升高的溫度和壓力下操作的加氫熱解反應容器中。從而產(chǎn)生一或多種含CO₂蒸氣流，其典型地伴有至少一種液體產(chǎn)物，如加氫熱解生物油和/或其它“較高值”液體，“較高值液體”是指與含生物質(zhì)原料或生物質(zhì)衍生原料或其組合相比具有更大值(例如按重量計)的液體產(chǎn)物。代表性較高值液體包括適合于特定目的的個別化合物(例如左旋葡聚糖)、一類化合物(例如芳族烴)和化合物混合物(例如適用作運輸燃料或或以其它方式摻混到此類燃料中的汽油或柴油沸點范圍烴)。

“生物質(zhì)”是指生活在地球表面上或地球海洋、河流和/或湖泊內(nèi)的生物體所衍生的物質(zhì)。代表性生物質(zhì)可以包括任何植物材料，或植物材料的混合物，如硬木(例如白木樹)、軟木、硬木或軟木樹皮、木質(zhì)素、藻類和/或浮萍(海草)。能源作物或者農(nóng)業(yè)殘余物(例如采伐殘余物)或其它類型的植物廢料或植物源廢料也可用作植物材料。除“特意的”能源作物(如柳枝稷、芒草和藻類)以外，具體的示例性植物材料還包括玉米纖維、玉米秸稈和甘蔗渣。短輪伐期林業(yè)產(chǎn)物(如能源作物)包括榿木、白蠟木、南方山毛櫸、樺木、桉樹、白楊、柳樹、構樹(paper mulberry)、澳洲黑檀(Australian Blackwood)、美國梧桐(sycamore)和各種各樣的蘭考泡桐(paulownia elongate)。適合生物質(zhì)的其它實例包括植物油、碳水化合物(例如糖類)、有機廢棄材料(如廢紙)、建筑、廢墟廢料和生物污泥。

“含生物質(zhì)”原料可以包含所有或基本上所有的生物質(zhì)，但還可以含有非生物材料(例如衍生自石油的材料，如塑料；或自土壤萃取的礦物質(zhì)所衍生的材料，如金屬和金屬氧化物，包括玻璃)?？梢园换蚨喾N非生物材料的“含生物質(zhì)”原料的一個實例是市政固體廢料(MSW)。

“生物質(zhì)衍生”例如當用于短語“生物質(zhì)衍生原料”中時是指如上文所定義的生物質(zhì)或含生物質(zhì)原料(例如MSW)發(fā)生熱和/或化學轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生或獲得的產(chǎn)物。代表性生物質(zhì)衍生原料因此包括(但不限于)熱解(例如生物油)、焙燒(例如經(jīng)焙燒且任選地致密化的木材)、水熱碳化(例如經(jīng)預處理且通過在熱壓縮水中酸水解而致密化的生物質(zhì))和聚合(例如衍生自植物單體的有機聚合物)的產(chǎn)物。生物質(zhì)衍生產(chǎn)物(例如適用作原料)的其它具體實例包括黑液、純木質(zhì)素和木質(zhì)素磺酸鹽。生物質(zhì)衍生原料還擴延到在作為原料用于所指定轉(zhuǎn)化步驟(例如加氫熱解)之前或上游，通過熱和/或化學轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生或獲得的預處理原料。產(chǎn)生生物質(zhì)衍生產(chǎn)物的預處理步驟的具體類型包括如本文所述的那些步驟，且具體來說，在加氫熱解反應器上游的預反應器中發(fā)生且涉及使含生物質(zhì)原料脫除揮發(fā)份和/或出現(xiàn)至少一些加氫熱解的那些步驟。因此，某些預處理原料也是“生物質(zhì)衍生”原料，而其它預處理原料(例如不通過熱或化學轉(zhuǎn)化而通過分類所產(chǎn)生或獲得)是“含生物質(zhì)”原料，而非“生物質(zhì)衍生”原料。

因此，也可以將生物質(zhì)衍生原料(如含生物質(zhì)原料已經(jīng)如本文所述在加氫熱解反應容器上游的預處理反應器(預反應器)中脫除揮發(fā)份和/或部分地加氫熱解之后而獲得的預處理原料)替代含生物質(zhì)原料的全部或一部分饋送到加氫熱解反應容器中。生物質(zhì)的此類預反應器熱和/或化學轉(zhuǎn)化可以伴有其它補充性轉(zhuǎn)化，例如以減少腐蝕性物質(zhì)含量、減少加氫熱解催化劑毒物含量(例如減少鈉)和/或減少加氫轉(zhuǎn)化催化劑毒物含量。生物質(zhì)或含生物質(zhì)原料在預反應器中脫除揮發(fā)份和/或部分加氫熱解可以在適合的固體床材料(例如預處理催化劑、吸附劑、熱傳遞介質(zhì)以及其混合物)存在下進行，以有助于實現(xiàn)此類補充性轉(zhuǎn)化且由此提升預處理原料的品質(zhì)。適合的固體床材料包括具有雙重或多重功能的固體床材料。在預處理催化劑的情況下，具有含生物質(zhì)原料加氫處理活性的下述催化劑具有代表性。

含生物質(zhì)原料也可以作為預處理原料饋送，所述預處理原料在已經(jīng)受預處理步驟(例如物理分類)之后獲得，以改善至少一種特征，如減少的非生物材料含量(例如玻璃、金屬和金屬氧化物(包括所有礦物質(zhì)形式)的含量)、減小的平均粒度、減小的平均顆?？諝鈩恿W直徑、增加的平均顆粒表面積與質(zhì)量比，或更均一的粒度。

在預處理原料已脫除揮發(fā)份和/或部分加氫熱解的情況下，可以將獲自預反應器的蒸氣(即，預反應器蒸氣流或經(jīng)提純的預反應器蒸氣流，其在除去固體(例如炭或固體床材料，如催化劑)之后獲得)饋送到加氫熱解反應容器中。根據(jù)一些實施例，視預反應器的特定操作而定，可以將從預處理氣態(tài)混合物中分離出的預反應器蒸氣或經(jīng)提純的預反應器蒸氣冷卻和冷凝成預處理液體產(chǎn)物。在這種情況下，預處理氣態(tài)混合物包含CO₂和至少一種其它不可冷凝氣體(例如H₂、CO和/或CH₄)。可以將所分離的預處理氣態(tài)混合物的至少一部分引入蒸汽重整器中，從而提供CO₂的凈產(chǎn)生，除此之外，提供氫氣的凈產(chǎn)生，所述氫氣可以再循環(huán)到加氫熱解工藝中以滿足其氫氣需求的一部分或全部。這種蒸汽重整器可以(但不一定)與下文所述的用于從所分離的加氫轉(zhuǎn)化氣態(tài)混合物提供氫氣的凈產(chǎn)生的蒸汽重整器相同。如下文所述，使用額外的分離設備(例如膜分離單元或變壓吸附(PSA)單元)可以將蒸汽重整器排出物(蒸汽重整器的輸出物)或其一部分中的氫氣富集(例如通過選擇性除去CO₂和/或其它氣體)，以提供含有高純度氫氣的氣流用于再循環(huán)到加氫熱解工藝中。這又可以回收從蒸汽重整器排出物中分離的富CO₂產(chǎn)物。

不論預處理液體是否被冷凝，如果氫氣最初是用于在預反應器中進行脫除揮發(fā)份和/或有限的加氫熱解，那么獲自預反應器的預反應器蒸氣流或經(jīng)提純的預反應器蒸氣流可以含有氫氣。因此，預反應器蒸氣流或經(jīng)提純的預反應器蒸氣流可以提供饋送到加氫熱解反應器中的氫氣的一部分或全部，或用于加氫熱解的化學氫氣需求的至少一部分和可能全部。

加氫熱解產(chǎn)生了加氫熱解反應器輸出物，所述輸出物包含至少一種不可冷凝氣體、部分脫氧的加氫熱解產(chǎn)物(例如呈可冷凝蒸氣形式)和固體炭顆粒。在許多情況下，加氫熱解反應器輸出物將包含除CO₂之外的至少一種其它不可冷凝氣體(例如H₂、CO和/或CH₄)。然而，視脫氧催化劑的甲烷化活性和水煤氣變換轉(zhuǎn)化活性而定，在以CO、CO₂和H₂為代價的情況下將產(chǎn)生或多或少的甲烷(CH₄)。如本文所用，加氫熱解步驟的“部分脫氧的加氫熱解產(chǎn)物”可以包含氧化烴(例如衍生自纖維素、半纖維素和/或木質(zhì)素)，其可在后續(xù)(下游)加氫轉(zhuǎn)化工藝中經(jīng)受更完全的脫氧(例如以產(chǎn)生烴和除去呈CO、CO₂和/或水形式的氧)。然而，術語“部分脫氧的加氫熱解產(chǎn)物”不排除存在一些量的經(jīng)完全脫氧且因此無法進一步脫氧的烴(例如芳族烴，如烷基苯)。

加氫熱解反應容器(如在上游預反應容器的情況下)可以含有脫氧催化劑流化床。加氫熱解反應容器用的流化氣體可以包含存在于含氫氣加氫熱解饋料流中的氫氣和/或可能的經(jīng)提純的預反應器蒸氣流，其中的任一者或兩者可以饋送到此容器中。在加氫熱解步驟之后，代表性方法可進一步包含從加氫熱解反應器輸出物中除去所有或基本上所有的炭顆粒和/或其它固體顆粒(例如催化劑細粒)以降低加氫熱解反應器蒸氣中的炭含量。除去炭顆粒(如加氫熱解反應器輸出物中可能夾帶的炭顆粒)在對加氫熱解產(chǎn)物(包括加氫熱解反應器蒸氣或其一部分)進行固定床催化轉(zhuǎn)化工藝的工藝中特別重要。根據(jù)一些實施例，可以冷卻和冷凝加氫熱解反應器蒸氣，以便回收可以從加氫熱解氣態(tài)混合物分離出的加氫熱解生物油產(chǎn)物(和任選的單獨或相可分離水相加氫熱解產(chǎn)物)。加氫熱解生物油產(chǎn)物可以進一步處理或反應(例如進一步脫氧)，或以其它方式直接用作最終產(chǎn)物，例如用作液體燃料摻混組分。加氫熱解氣態(tài)混合物包含CO₂和至少一種其它不可冷凝氣體(例如H₂、CO和/或CH₄)。

可以將所分離的加氫熱解氣態(tài)混合物的至少一部分引入蒸汽重整器中，從而提供CO₂的凈產(chǎn)生，除此之外，提供氫氣的凈產(chǎn)生，所述氫氣可以再循環(huán)到加氫熱解工藝中以滿足其氫氣需求的一部分或全部。這種蒸汽重整器可以(但不一定)與下文所述的用于從所分離的加氫轉(zhuǎn)化氣態(tài)混合物提供氫氣的凈產(chǎn)生的蒸汽重整器相同。如下文所述，使用額外的分離設備(例如膜分離單元或變壓吸附(PSA)單元)可以將蒸汽重整器排出物(蒸汽重整器的輸出物)或其一部分中的氫氣富集(例如通過選擇性除去CO₂和/或其它氣體)，以提供含有高純度氫氣的氣流用于再循環(huán)到加氫熱解工藝中。這又可以回收從蒸汽重整器排出物中分離的富CO₂產(chǎn)物。

代表性方法可以進一步包含使加氫熱解反應器蒸氣(例如如上文所述除去固體炭顆粒之后獲得)的至少一部分在加氫轉(zhuǎn)化段中加氫轉(zhuǎn)化，優(yōu)選不使加氫熱解生物油產(chǎn)物發(fā)生中間冷凝。加氫轉(zhuǎn)化段可以包含位于加氫熱解反應容器下游的一或多個加氫轉(zhuǎn)化反應容器。加氫轉(zhuǎn)化段的一或多個加氫轉(zhuǎn)化反應容器含有氫氣和加氫轉(zhuǎn)化催化劑，所述催化劑通常以固定床形式存在。升高的氫氣壓力、升高的溫度和使用加氫轉(zhuǎn)化催化劑的條件足以使加氫熱解反應器蒸氣中的部分脫氧的加氫熱解產(chǎn)物進一步脫氧，且在許多情況下，基本上完全脫氧。此進一步脫氧所需且饋送到加氫轉(zhuǎn)化段的氫氣可以存在于加氫熱解反應器蒸氣和/或可能的額外含有氫氣的加氫轉(zhuǎn)化饋料流中，所述饋料流可以單獨饋送或與加氫熱解反應器蒸氣合并。

加氫轉(zhuǎn)化段輸出物(即，加氫轉(zhuǎn)化段的加氫轉(zhuǎn)化反應器的排出物)含有氣態(tài)混合物，除可以冷凝成產(chǎn)物液體的蒸氣之外，所述氣態(tài)混合物還包括CO₂和至少一種其它不可冷凝氣體(例如H₂、CO和/或CH₄)。具體地說，加氫轉(zhuǎn)化段輸出物可以在分離段(例如包含一或多個可以處于不同溫度和/或壓力下的分離段)之前或內(nèi)部冷卻，從而實現(xiàn)此物料流組分的氣相-液相分離且還可以實現(xiàn)冷凝產(chǎn)物液體的水相-有機相分離。舉例來說，水相加氫轉(zhuǎn)化產(chǎn)物可以包含從加氫轉(zhuǎn)化段輸出物中冷凝的水且有機相加氫轉(zhuǎn)化產(chǎn)物可以包含基本上完全脫氧的烴液體。

因此，來自分離段的基本上完全脫氧烴液體可以作為冷凝的餾份或液相回收，且加氫轉(zhuǎn)化氣態(tài)混合物可以作為非冷凝餾份或氣相除去?？梢詫⑺蛛x的加氫轉(zhuǎn)化氣態(tài)混合物的至少一部分引入蒸汽重整器中，從而提供CO₂的凈產(chǎn)生，除此之外，提供氫氣的凈產(chǎn)生，所述氫氣可以再循環(huán)到加氫熱解工藝中以滿足其氫氣需求的一部分或全部。根據(jù)一個實施例，使用額外的分離設備(例如膜分離單元或變壓吸附(PSA)單元)可以富集蒸汽重整器排出物(蒸汽重整器的輸出物)或其一部分中的氫氣(例如通過選擇性除去CO₂和/或其它氣體)，以提供含有高純度氫氣的氣流用于再循環(huán)到加氫熱解工藝中。這又可以回收從蒸汽重整器排出物中分離的富CO₂產(chǎn)物。另外，基本上完全脫氧的烴液體可以如上文所述使用其它分離設備(例如蒸餾塔或串聯(lián)蒸餾塔)分餾，以獲得基本上完全脫氧的較高值液體產(chǎn)物，如汽油沸點范圍和/或柴油沸點范圍的烴餾份。

適用于預反應容器(若使用)、加氫熱解反應容器和/或加氫轉(zhuǎn)化反應容器(若使用)中的催化劑在如本文所述的適合氫分壓、溫度和其它條件的環(huán)境中一般具有加氫處理含生物質(zhì)原料、生物質(zhì)衍生原料(例如預處理原料)和/或其加氫熱解反應產(chǎn)物的活性。加氫處理意欲廣泛地涵蓋多種可能的反應，包括加氫處理、加氫裂解、加氫異構化和其組合，以及在富氫環(huán)境下發(fā)生的可能寡聚。代表性加氫處理催化劑包括在高表面積載體材料(如耐火無機氧化物(例如二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈦和/或氧化鋯))上包含至少一種第VIII族金屬(如鐵、鈷和鎳(例如鈷和/或鎳))和至少一種第VI族金屬(如鉬和鎢)的加氫處理催化劑。也可以使用碳載體。

延長使用期之后，催化劑或其它固體床材料可能會聚積對催化劑或固體床材料用于其既定目的的功能發(fā)揮不利的焦炭、碳或其它材料(例如熔融的塑料)。聚積有沉積物的催化劑或其它固體床材料可以從預反應容器、加氫熱解反應容器和/或加氫轉(zhuǎn)化反應容器中的任一個抽出，例如偶而以夾帶的顆粒形式經(jīng)蒸氣流離開這些反應容器，或以其它方式從這些反應容器內(nèi)的固體床(例如預反應容器和/或加氫熱解反應容器內(nèi)的流化顆粒床，或加氫轉(zhuǎn)化反應容器內(nèi)的固定顆粒床)有意抽出。在從顆粒床內(nèi)抽出催化劑和/或其它固體床材料的情況下，這可以使用固體排出口進行，從而離開顆粒床。任何抽出的催化劑或其它固體床材料可以與富含催化劑或其它固體床材料的餾份中的非所需固體(例如炭顆粒)分離，例如通過使用基于密度的分離來實現(xiàn)，且傳回到其相應的反應容器中。

然而，任何抽出的催化劑或其它固體床材料或任何富含這些固體的餾份在此傳回之前，此類抽出的催化劑、抽出的其它固體床材料或富含其的餾份可以經(jīng)受據(jù)以除去所聚積焦炭、碳或其它所聚積材料的條件。代表性條件包括足以通過燃燒除去所聚積的焦炭和碳而使固體床材料再生的氧化條件，以及足以使所聚積的焦炭和碳加氫氣化、從而將這些污染物轉(zhuǎn)化為甲烷和其它輕質(zhì)烴的還原條件(例如在流動的含氫氣氣體存在下)。使所抽出的催化劑在加氫氣化容器中加氫氣化的同時可以使這種催化劑硫化，例如通過將H₂S或適合的H₂S前驅(qū)物引入含氫氣氣體中。催化劑或其它固體床材料在再生容器中的再生產(chǎn)生了再生排出物，其包含CO₂和至少一種其它不可冷凝氣體(例如H₂、CO和/或CH₄)。同樣，催化劑或其它固體床材料的加氫氣化產(chǎn)生了加氫氣化排出物，其包含CO₂和至少一種其它不可冷凝氣體(例如H₂、CO和/或CH₄)。

加氫熱解反應器中的條件包括一般約300℃至約600℃、典型約400℃至約500℃且通常約410℃至約475℃的溫度。加氫熱解反應器中的重量每小時空間速度(weight hourlyspace velocity，WHSV)(按含生物質(zhì)原料或生物質(zhì)衍生原料的重量流速除以加氫熱解反應容器中的催化劑存量重量計算)一般是約0.1hr^-1到約10hr^-1，典型地是約0.5hr^-1到約5hr^-1，且通常是約0.8hr^-1到約2hr^-1。加氫轉(zhuǎn)化反應器(或可能兩個或超過兩個加氫轉(zhuǎn)化反應器中的任一個，若使用)中的條件包括一般約200℃到約475℃、典型約260℃到約450℃且通常約315℃到約430℃的溫度。加氫轉(zhuǎn)化反應器的重量每小時空間速度(WHSV)(按加氫轉(zhuǎn)化反應器的饋料重量流速(例如獲自加氫熱解反應器、除去炭顆粒的經(jīng)提純蒸氣流)除以加氫轉(zhuǎn)化反應容器的催化劑存量重量計算)一般是約0.01hr^-1到約5hr^-1，典型約0.05hr^-1到約5hr^-1，且通常約0.1hr^-1到約4hr^-1。

足以使所聚積的焦炭和其它聚積沉積物燃燒的再生條件在所屬領域中已知且包括含氧環(huán)境中的一般在約400℃到約750℃范圍內(nèi)的再生溫度。足以利用所聚積焦炭和其它聚積沉積物形成甲烷和其它烴的加氫氣化條件在所屬領域中已知且包括一般在約500℃到約950℃范圍內(nèi)的加氫氣化溫度。再生與加氫氣化均可在基本上大氣壓或稍微高于大氣壓(例如比大氣壓高不到約3巴)下進行。

由于預反應器(若使用)的功能多種多樣，因此預反應器中的操作條件可以廣泛變化且可以包括上文關于加氫熱解反應器所述的溫度和壓力范圍。然而，一些實施例涵蓋較高和較低溫度，例如代表性溫度一般可在約150℃至約650℃且典型約260℃至約540℃范圍內(nèi)，這取決于預處理步驟的具體目標。由于加氫熱解反應器容器和任選的加氫轉(zhuǎn)化反應器容器中的脫氧程度明顯，因此相關的加氫熱解和加氫轉(zhuǎn)化步驟通常均是放熱的，即與這些步驟相關的反應涉及熱量的凈產(chǎn)生(盡管孤立的熱解反應是吸熱的)。相比之下，由于預反應容器中發(fā)生的加氫轉(zhuǎn)化程度相對較低(或在一些情況下，無加氫轉(zhuǎn)化)，因此預反應器操作一般是吸熱的，即預反應器中的反應總體上涉及熱量的凈消耗。

分離出CO₂產(chǎn)物用于惰化功能

如上文所論述，獲自加氫熱解工藝的CO₂產(chǎn)物可以充當容易利用的惰性氣體用于工藝所需的一或多種且優(yōu)選所有的惰化功能。這些功能包括(i)如上文所述操作固體輸送設備(例如閉鎖料斗和固體傳送螺桿)以便將固體(包括生物質(zhì)和/或固體床材料，如催化劑)輸送到一或多個反應器中和從一或多個反應器輸送這些固體；(ii)覆蓋液體容器(例如在環(huán)境壓力或超大氣壓下)，包括加氫熱解的可燃含烴和氧化的含烴中間體和最終產(chǎn)物；(iii)干燥生物質(zhì)；和/或(iv)如本文所述借助流動的氣流將固體輸送到一或多個反應容器中和從一或多個反應器輸送固體，和/或使用流動的氣流分離固體。

用于上述惰化功能的代表性CO₂產(chǎn)物可以從通過加氫熱解所產(chǎn)生的蒸氣中分離且具體地說，從那些含CO₂蒸氣流中分離，如上文流程描述中所述。舉例來說，CO₂可以從其中分離的代表性蒸氣流包括(i)加氫熱解反應器蒸氣流，其優(yōu)選獲自加氫熱解反應器輸出物且在固體炭顆粒從這種輸出物中除去之后；(ii)加氫轉(zhuǎn)化段輸出物(若加氫熱解反應器下游包括一或多個加氫轉(zhuǎn)化反應容器)；(iii)預處理反應器(預反應器)蒸氣流或經(jīng)提純的預反應器蒸氣流，其優(yōu)選在固體(例如炭或固體床材料，如催化劑)從預反應器蒸氣流中除去之后獲得(若加氫熱解反應器上游包括預反應器)和/或(iv)再生排出物或加氫氣化排出物(若加氫熱解工藝中包括對預反應器、加氫熱解反應器或加氫轉(zhuǎn)化反應器中所用的固體床材料(如催化劑)進行再生或加氫氣化)。關于蒸氣流(i)和(iii)，從加氫熱解反應器輸出物中除去固體炭顆粒和/或從預反應器蒸氣流中除去固體可以通過在相應加氫熱解反應容器或預反應容器內(nèi)部或外部進行過濾或離心(例如使用旋風分離器)來實施。在再生排出物或加氫氣化排出物的情況下，此類物料流可以用作CO₂產(chǎn)物，而無需從其母體含CO₂蒸氣流分離。

標示CO₂產(chǎn)物從指定的加氫熱解工藝物料流(例如如上文所述的含CO₂蒸氣流中的任一個)中“分離”是指來源于那個工藝物料流的CO₂是以CO₂產(chǎn)物回收。相對于CO₂所來源的物料流中的濃度，CO₂產(chǎn)物可以富含CO₂。否則，所述CO₂產(chǎn)物中的CO₂濃度可以與CO₂所來源的物料流中的CO₂濃度基本上相同?！胺蛛x”的標示不排除使用預先操作，所述預先操作可以或可以不影響從其中分離出CO₂的指定加氫熱解工藝物料流的氣體濃度。此類預先操作包括加氫熱解工藝物料流的中間分離(出現(xiàn)或不出現(xiàn)CO₂濃度的增濃)、針對加氫熱解工藝物料流所進行的中間反應(例如蒸汽重整或水煤氣變換)，和/或加氫熱解工藝物料流的中間混合(可以或可以不引起的CO₂濃度的增濃)。然而，根據(jù)一些實施例，(i)不通過中間分離，(ii)不通過中間反應和/或(iii)不通過中間混合，便可以從其指定的加氫熱解工藝物料流中分離出本文所述的任一種CO₂產(chǎn)物。

根據(jù)一個實施例，在從加氫熱解反應器蒸氣中分離CO₂的情況下，可以冷卻這種蒸氣以使可以從加氫熱解氣態(tài)混合物中分離出的加氫熱解生物油產(chǎn)物(和任選的單獨或可相分離水相加氫熱解產(chǎn)物)冷凝，所述蒸氣包含CO₂和至少一種其它不可冷凝氣體(例如H₂、CO和/或CH₄)以及根據(jù)分離條件(例如溫度、壓力和理論平衡分離段數(shù)目)而可能存在的一或多種可冷凝蒸氣，如水蒸汽，以及部分脫氧的產(chǎn)物蒸氣。用于一或多種惰化功能的CO₂產(chǎn)物因此可以是加氫熱解氣態(tài)混合物或從加氫熱解氣態(tài)混合物中分離的富CO₂產(chǎn)物。在這種情況下，標示“富CO₂”是指CO₂濃度高于加氫熱解氣態(tài)混合物的產(chǎn)物。根據(jù)具體實施例，從加氫熱解氣態(tài)混合物中分離的富CO₂產(chǎn)物可以是氣體分離的產(chǎn)物，所述氣體分離選自基于膜的分離、基于吸附劑的分離(例如變壓吸附(PSA)或變溫吸附(TSA))、基于溶劑的分離(例如使用化學溶劑，如胺或氫氧化物(苛性堿)，或另外使用物理溶劑，如)，或其組合。根據(jù)更具體的實施例，從加氫熱解反應器蒸氣中分離出的CO₂產(chǎn)物可以是從蒸汽重整器排出物中分離的富CO₂產(chǎn)物。這種排出物流可以(但不一定)與下述的所得蒸汽重整輸出物相同，所述蒸汽重整利用所分離的加氫轉(zhuǎn)化氣態(tài)混合物提供氫氣的凈產(chǎn)生。

根據(jù)一個實施例，在從加氫轉(zhuǎn)化段輸出物中分離CO₂的情況下，可以冷卻這種蒸氣以使可以從加氫轉(zhuǎn)化氣態(tài)混合物中分離出的較高值液體產(chǎn)物(如汽油沸點范圍和/或柴油沸點范圍的含烴餾份)冷凝，所述蒸氣包含CO₂和至少一種其它不可冷凝氣體(例如H₂、CO和/或CH₄)以及根據(jù)分離條件(例如溫度、壓力和理論平衡分離段數(shù)目)而可能存在的一或多種可冷凝蒸氣，如水蒸汽，以及基本上完全脫氧的產(chǎn)物蒸氣。用于一或多種惰化功能的CO₂產(chǎn)物因此可以是加氫轉(zhuǎn)化氣態(tài)混合物或從加氫轉(zhuǎn)化氣態(tài)混合物中分離的富CO₂產(chǎn)物。在這種情況下，標示“富CO₂”是指CO₂濃度高于加氫轉(zhuǎn)化氣態(tài)混合物的產(chǎn)物。根據(jù)具體實施例，從加氫轉(zhuǎn)化氣態(tài)混合物中分離的富CO₂產(chǎn)物可以是氣體分離的產(chǎn)物，所述氣體分離選自基于膜的分離、基于吸附劑的分離(例如變壓吸附(PSA)或變溫吸附(TSA))、基于溶劑的分離(例如使用化學溶劑，如胺或氫氧化物(苛性堿)，或另外使用物理溶劑，如)，或其組合。

根據(jù)一個代表性實施例，因此，用于一或多種惰化功能的CO₂是從加氫轉(zhuǎn)化段輸出物中分離且具體地說，可以是從加氫轉(zhuǎn)化氣態(tài)混合物中分離的富CO₂產(chǎn)物。在這種情況下，根據(jù)一個優(yōu)選實施例，加氫轉(zhuǎn)化氣態(tài)混合物可以含有烴，包括不可冷凝烴(例如甲烷、乙烷、乙烯)和/或可冷凝烴(例如丙烷、丙烯、丁烷和/或丁烯)且可以饋送到蒸汽重整器中以使烴重整或轉(zhuǎn)化為一氧化碳(CO)和氫氣。伴隨的水煤氣變換反應可以使所產(chǎn)生的一氧化碳進一步轉(zhuǎn)化成CO₂和額外的(經(jīng)重整的)氫氣。因此，相對于加氫轉(zhuǎn)化氣態(tài)混合物，蒸汽重整器排出物可以富含CO₂和氫氣。更具體地說，從加氫轉(zhuǎn)化段輸出物中分離出的CO₂產(chǎn)物因此可以是從蒸汽重整器排出物中分離的富CO₂產(chǎn)物。在這種情況下，標示“富CO₂”是指CO₂濃度高于蒸汽重整器排出物(且另外，CO₂濃度高于加氫轉(zhuǎn)化氣態(tài)混合物)的產(chǎn)物。根據(jù)具體實施例，從蒸汽重整器排出物中分離的富CO₂產(chǎn)物可以是氣體分離的產(chǎn)物，所述氣體分離選自基于膜的分離、基于吸附劑的分離(例如變壓吸附(PSA)或變溫吸附(TSA))、基于溶劑的分離(例如使用化學溶劑，如胺或氫氧化物(苛性堿)，或另外使用物理溶劑，如)，或其組合。根據(jù)一個優(yōu)選實施例，從蒸汽重整器排出物中分離的富CO₂產(chǎn)物是通過PSA獲得，其還可以產(chǎn)生富氫氣產(chǎn)物，其可以再循環(huán)以便用于工藝中，如用于預反應器、加氫熱解反應器或加氫轉(zhuǎn)化段中。

根據(jù)一個實施例，在從預處理反應器(預反應器)蒸氣流或經(jīng)提純的預反應器蒸氣流中分離CO₂的情況下，可以冷卻這些蒸氣流中的任一個以使可以從預處理氣態(tài)混合物中分離的預處理液體產(chǎn)物(和任選的單獨或可相分離水相預處理產(chǎn)物)冷凝，所述蒸氣流包含CO₂和至少一種其它不可冷凝氣體(例如H₂、CO和/或CH₄)以及根據(jù)分離條件(例如溫度、壓力和理論平衡分離段數(shù)目)而可能存在的一或多種可冷凝蒸氣，如水蒸汽，和脫除揮發(fā)份的脫氧產(chǎn)物蒸氣。用于一或多種惰化功能的CO₂產(chǎn)物因此可以是預處理氣態(tài)混合物或從預處理氣態(tài)混合物中分離的富CO₂產(chǎn)物。在這種情況下，標示“富CO₂”是指CO₂濃度高于預處理氣態(tài)混合物的產(chǎn)物。根據(jù)具體實施例，從預處理氣態(tài)混合物中分離的富CO₂產(chǎn)物可以是氣體分離的產(chǎn)物，所述氣體分離選自基于膜的分離、基于吸附劑的分離(例如變壓吸附(PSA)或變溫吸附(TSA))、基于溶劑的分離(例如使用化學溶劑，如胺或氫氧化物(苛性堿)，或另外使用物理溶劑，如)，或其組合。從預反應器蒸氣流或經(jīng)提純的預反應器蒸氣流中分離出的CO₂產(chǎn)物還可以是從蒸汽重整器排出物中分離的富CO₂產(chǎn)物。這種排出物流可以(但不一定)與下述的所得蒸汽重整輸出物相同，所述蒸汽重整利用所分離的加氫轉(zhuǎn)化氣態(tài)混合物提供氫氣的凈產(chǎn)生。

根據(jù)一個實施例，在從再生排出物或加氫氣化排出物中分離CO₂的情況下，可以處理這種蒸氣(例如通過過濾或離心(使用旋風分離器))以便除去可以從再生氣態(tài)混合物或加氫氣化氣態(tài)混合物中分離出的富含固體的物料流，所述蒸氣包含CO₂和催化劑或其它固體床材料上所形成的沉積物(例如焦炭)燃燒或加氫氣化的一或多種產(chǎn)物，如本文所述。用于一或多種惰化功能的CO₂產(chǎn)物因此可以是再生氣態(tài)混合物或加氫氣化氣態(tài)混合物，或另外是從再生氣態(tài)混合物或加氫氣化氣態(tài)混合物中分離的富CO₂產(chǎn)物。在這種情況下，標示“富CO₂”是指CO₂濃度分別高于再生氣態(tài)混合物或加氫氣化氣態(tài)混合物的產(chǎn)物。根據(jù)具體實施例，從加氫轉(zhuǎn)化氣態(tài)混合物中分離的富CO₂產(chǎn)物可以是氣體分離的產(chǎn)物，所述氣體分離選自基于膜的分離、基于吸附劑的分離(例如變壓吸附(PSA)或變溫吸附(TSA))、基于溶劑的分離(例如使用化學溶劑，如胺或氫氧化物(苛性堿)，或另外使用物理溶劑，如)，或其組合。

正如從上文描述(包括用于惰化功能的產(chǎn)物標示為“富CO₂”)顯而易見，不必使用純CO₂，且實際上，所用CO₂產(chǎn)物可以含有雜質(zhì)和甚至可燃氣體(例如H₂、CO和氣態(tài)烴，如甲烷和乙烷)，其含量對這些CO₂產(chǎn)物實現(xiàn)避免火災和/或爆炸危險的必需防護作用的能力基本上無不利影響。有利的是，根據(jù)一些實施例，通過使用具有雜質(zhì)的CO₂產(chǎn)物避免了與這些產(chǎn)物獲得較高純度水平有關的更高成本。在代表性實施例中，可燃氣體可以存在的濃度最大為：其中，CO₂產(chǎn)物與空氣按任何比例混合后，(A)當比例與CO₂產(chǎn)物相同時，氧氣濃度低于極限氧濃度(LOC)，即燃燒不可能發(fā)生的最大氧濃度，不論可燃氣體的濃度(得到特定的“燃料”混合物)；或(B)當比例與CO₂產(chǎn)物相同時，可燃氣體的濃度低于可燃氣體的爆炸下限(LEL)(得到特定“燃料”混合物)。根據(jù)其它實施例，為了增加安全邊際，可燃氣體可以當CO₂產(chǎn)物與空氣按任何比例混合時上述條件(A)或(B)適用時的濃度(在相同比例下)的最大90％或最大80％存在。

根據(jù)特定實施例，用于本文所述的一或多種惰化功能的CO₂產(chǎn)物獨立地或組合地具有一般小于約7體積％、典型地小于約3體積％且通常小于約1體積％的氫氣濃度和/或CO濃度。根據(jù)其它實施例，CO₂產(chǎn)物可以另外或可替代地具有一般小于約3體積％、典型地小于約1體積％且通常小于約0.1體積％的總烴濃度?？扇細怏w的總濃度或者H₂、CO和烴的組合濃度一般小于約10體積％，典型地小于約5體積％，且通常小于約1體積％。在一些情況下，可以使用基本上純CO₂產(chǎn)物，CO₂純度一般是至少約98體積％，典型地至少約99體積％且通常至少約99.5體積％。

根據(jù)其它實施例，用于惰化功能的CO₂產(chǎn)物可以如上文所述從加氫熱解所產(chǎn)生的含CO₂蒸氣流中分離，且可以進一步包括并非由加氫熱解產(chǎn)生的惰性氣體，如氮氣，或惰性氣體混合物。根據(jù)一些特定實施例，惰性氣體可以使得可燃氣體濃度低于最大濃度、低于最大濃度的90％(在相同比例下)或低于最大濃度的80％(在相同比例下)的量存在，在所述濃度下與空氣按任何比例混合后，上述條件(A)或(B)中的任一個均適用。根據(jù)其它特定實施例，惰性氣體可以使得濃度在上述范圍內(nèi)的H₂、CO、烴、可燃氣體和/或組合濃度在上述范圍內(nèi)的H₂、CO和烴以CO₂產(chǎn)物形式獲得的量存在。

從上文描述可以了解到，在CO₂產(chǎn)物完全從加氫熱解所產(chǎn)生的蒸氣中獲得的情況下，工藝所需的惰化功能對獲自工藝的較高值液體產(chǎn)物(如汽油沸點范圍和/或柴油沸點范圍的含烴餾份)的生命周期溫室氣體排放(GHG)值的貢獻體現(xiàn)為無(0％)。然而，就考慮從母體物料流中分離CO₂產(chǎn)物所必需的設施和其它成本來說，惰化功能可以對較高值液體產(chǎn)物的生命周期溫室氣體排放(GHG)值體現(xiàn)為較小貢獻，例如小于約3％。出于本發(fā)明的目的，生命周期溫室氣體排放值可以基于CO₂等效物(例如克(g)CO₂-等效物/百萬焦耳(MJ)能量或磅(lb)CO₂等效物/百萬BTU(mmBTU能量，其中1gCO₂-eq./MJ是約2.33lb CO₂-eq./mmBTU)，如根據(jù)氣候變化政府間專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC)和美國聯(lián)邦政府闡述的指南所測量。從原材料栽培(在植物材料的情況下)或原材料萃取(在化石燃料的情況下)直到燃料燃燒，就CO₂等效物而言的生命周期評估(LCA)排放值可以使用SimaPro 7.1軟件和IPCC GWP 100a方法計算。另外，雖然適用于本文所述的惰化功能的CO₂產(chǎn)物可以進一步包括并非由加氫熱解產(chǎn)生的惰性氣體，如氮氣，或惰性氣體混合物，但一般來說，此類惰性氣體的使用對生命周期溫室氣體排放值的貢獻不明顯。在其它代表性實施例中，工藝中所需的惰化功能對獲自工藝的較高值液體產(chǎn)物的生命周期溫室氣體排放值的貢獻小于1％且通常小于0.1％。

CO₂產(chǎn)物的惰化功能描述

如上文所述，CO₂產(chǎn)物可以從加氫熱解所產(chǎn)生的各種蒸氣流中分離且有利地用于滿足工藝中的一些或全部惰化需求。如從下文論述將了解，在壓力下或在大氣壓下，使用如上文所述的CO₂產(chǎn)物獲得惰化功能可以涉及相對停滯(即，不流動)的CO₂產(chǎn)物應用，如在惰性氣體覆蓋固體輸送設備或覆蓋液體容器的某些情況下?；蛘撸祟怌O₂產(chǎn)物的使用可以涉及流動的CO₂產(chǎn)物應用，如在操作固體輸送設備(例如提供流動的CO₂產(chǎn)物以將傾向于在停滯或靜態(tài)區(qū)域中聚積的固體顆粒從停滯或靜態(tài)區(qū)域中除去)的某些情況下，或使用流動氣流輸送和/或分離固體。還將了解，使用CO₂產(chǎn)物獲得指定的惰化功能可以涉及將那種CO₂產(chǎn)物引入加氫熱解工藝中(例如引入加氫熱解反應容器、預反應容器或加氫轉(zhuǎn)化反應容器中)，如在惰性氣體覆蓋固體輸送設備的某些情況下，且具體來說，在微粒固體(和因此其周圍環(huán)境)引入加氫熱解工藝中或以其它方式從加氫熱解工藝的一個容器轉(zhuǎn)移到另一個容器中的情況下。在其它情況下，使用CO₂產(chǎn)物并非如上文所論述將那種CO₂產(chǎn)物引入加氫熱解反應容器、預反應容器或加氫轉(zhuǎn)化反應容器中；而是可以例如涉及用惰性氣體覆蓋較高值液體產(chǎn)物，如汽油沸點范圍和/或柴油沸點范圍的含烴餾份，其可以代表工藝的最終液體產(chǎn)物。

根據(jù)代表性實施例，至少一種惰化功能(例如所有惰化功能)是將CO₂產(chǎn)物引入加氫熱解工藝中。根據(jù)其它實施例，至少一種惰化功能(例如所有惰化功能)并非如上文所論述將CO₂產(chǎn)物引入加氫熱解工藝中。在再其它的實施例中，至少一種惰化功能是將CO₂產(chǎn)物引入加氫熱解工藝中，且至少一種惰化功能并非如上文所論述將CO₂引入加氫熱解工藝中。

(i)操作固體輸送設備

固體輸送設備(如閉鎖料斗和固體傳送螺桿)可以用于安全隔離和/或處置(移動)微粒固體，包括含生物質(zhì)原料或生物質(zhì)衍生原料，以及催化劑或其它固體床材料。分離和處置可以涉及將此類微粒固體引入如上文所述的代表性加氫熱解工藝(更具體地說，包括加氫熱解反應容器以及任選的預反應容器、任選的加氫轉(zhuǎn)化反應容器、任選的再生容器和/或任選的加氫氣化容器)中和從所述加氫熱解工藝中除去此類微粒固體。分離和處置還可以涉及將此類微粒固體從加氫熱解工藝的一個部件(例如容器)轉(zhuǎn)移到另一個部件(例如容器)。在代表性實施例中，如上文所述的CO₂產(chǎn)物(如從蒸汽重整器排出物中分離的富CO₂產(chǎn)物)可以用于固體輸送設備的惰化，所述固體輸送設備用于微粒固體的引入、除去或轉(zhuǎn)移。

在固體輸送設備(例如閉鎖料斗)操作的情況下，如上文所述的CO₂產(chǎn)物可以用于凈化此類設備(例如閉鎖料斗)內(nèi)的環(huán)境(例如通過置換此環(huán)境內(nèi)的空氣)，所述環(huán)境包圍待轉(zhuǎn)移的含生物質(zhì)原料、生物質(zhì)衍生原料或催化劑或其它固體床材料。或者，或在組合中，CO₂產(chǎn)物可以用于將此類設備(例如閉鎖料斗)內(nèi)的包圍含生物質(zhì)原料、生物質(zhì)衍生原料或催化劑或其它固體床材料的環(huán)境增壓到高于加氫熱解工藝中引入微粒固體時的壓力，例如高于加氫熱解反應容器的代表性壓力，或高于任選的預反應容器、任選的加氫轉(zhuǎn)化反應容器、任選的再生容器和/或任選的加氫氣化容器的代表性壓力，如上文所述。

代表性惰化功能因此包括在固體輸送設備的操作中且更具體地說在微粒固體的隔離或處置中使用本文所述的任一種CO₂產(chǎn)物。此類CO₂產(chǎn)物可以用于固體輸送設備的凈化和/或增壓以便引入、除去或轉(zhuǎn)移微粒固體，且具體地說，用于包圍微粒固體的此類設備內(nèi)的環(huán)境的凈化和/或增壓。舉例來說，用于將含生物質(zhì)原料、生物質(zhì)衍生原料或催化劑或其它固體床材料引入加氫熱解工藝中的固體輸送設備(例如閉鎖料斗)操作可能需要凈化此類設備內(nèi)的包圍環(huán)境(任選地在此環(huán)境增壓之前)。用于從加氫熱解工藝中除去炭或催化劑或其它固體床材料的固體輸送設備(例如閉鎖料斗)操作可能需要凈化此類設備內(nèi)的包圍環(huán)境(任選地在此環(huán)境減壓之后)。用于將含生物質(zhì)原料、生物質(zhì)衍生原料或催化劑或其它固體床材料從加氫熱解工藝的一個部件(例如容器)轉(zhuǎn)移到另一個部件(例如容器)的固體輸送設備(例如閉鎖料斗)操作可能需要凈化此類設備內(nèi)的包圍環(huán)境(任選地在此環(huán)境減壓之后和/或任選地在此設備增壓之前)。

根據(jù)一些實施例，如本文所述的CO₂產(chǎn)物可以在這些微粒固體引入、除去或轉(zhuǎn)移操作的任一個中用于凈化固體輸送設備(例如此類設備內(nèi)的包圍微粒固體的環(huán)境)，同時可以使用不同氣體增壓，例如在凈化之前或之后。供增壓用的氣體可以包括可燃的氣體(例如純氫氣、含有氫氣的氣體，或含CO氣體)或可以包括并非CO₂產(chǎn)物或不含CO₂產(chǎn)物的如本文所述的其它類型惰性氣體(例如氮氣)。可燃的氣體是指可燃的或與空氣按至少一種混合比混合時形成可燃混合物的氣體。根據(jù)一個具體實施例，CO₂產(chǎn)物可以用于凈化將微粒固體(例如含生物質(zhì)原料或生物質(zhì)衍生原料)引入加氫熱解工藝中的固體輸送設備，隨后用可燃氣體(例如純氫氣或含氫氣的氣體)將固體輸送設備增壓，然后利用增壓將微粒固體引入加氫熱解工藝中。固體輸送設備(例如閉鎖料斗)的凈化通常是在大氣壓或稍微高于大氣壓下(例如在小于約3巴的壓力下)進行，而增壓可以涉及使壓力達到或高于與加氫熱解工藝有關的各種工藝設備(例如加氫熱解反應器)的操作壓力，如本文所述。舉例來說，閉鎖料斗可以加壓到一般大于約30巴且通常大于約45巴的壓力。

固體輸送設備(例如閉鎖料斗)的代表性操作包括：

將含生物質(zhì)原料或生物質(zhì)衍生原料的顆粒引入加氫熱解反應容器中，例如通過加氫熱解反應器原料入口引入，所述入口經(jīng)配置以將此類原料引入包含脫氧催化劑的流化床內(nèi)部或下方；

將脫氧催化劑顆粒引入加氫熱解反應容器中(例如在適于補償損耗(如摩擦損耗)的速率下，外加加氫熱解反應容器的任何凈除去速率)，例如通過上述加氫熱解反應器原料入口或者通過單獨的脫氧催化劑入口引入，所述脫氧催化劑入口經(jīng)配置以將脫氧催化劑引入包含脫氧催化劑的流化床內(nèi)部或下方；

將含生物質(zhì)原料或生物質(zhì)衍生原料的顆粒引入預反應容器中，例如通過預反應器原料入口引入，所述預反應器原料入口經(jīng)配置以將此類原料引入包含此類原料和任選的固體床材料的流化顆粒床內(nèi)部或下方；和/或

將固體床材料的顆粒引入預反應容器中(例如在適于補償損耗(如摩擦損耗)的速率下，外加預反應容器的任何凈除去速率)，例如通過上述預反應器原料入口或者通過單獨的床材料入口引入，所述床材料入口經(jīng)配置以將含生物質(zhì)原料或生物質(zhì)衍生原料引入包含此類原料和固體床材料的流化顆粒床內(nèi)部或下方；

固體輸送設備(例如閉鎖料斗)的代表性操作包括：

利用過濾或離心裝置(例如旋風分離器)除去例如輸出物中的炭，所述裝置經(jīng)配置以分離或富集從預反應器蒸氣流或加氫熱解反應器輸出物中接收的炭；

從加氫熱解反應容器中除去脫氧催化劑(例如在用過或因焦化或其它沉積物聚積而失活的條件下)和/或炭的顆粒，例如通過脫氧催化劑排出口除去，所述脫氧催化劑排出口經(jīng)配置以從包含脫氧催化劑的流化床的內(nèi)部除去脫氧催化劑和/或炭；

從預反應容器中除去生物質(zhì)衍生原料或含生物質(zhì)原料的顆粒(例如相對于引入加氫熱解工藝中的含生物質(zhì)原料，富含一或多種惰性材料，如玻璃、金屬或塑料)、固體床材料的顆粒(例如在用過或因焦化或其它沉積物聚積而失活的條件下)，和/或炭顆粒，例如通過固體排出口除去，所述固體排出口經(jīng)配置以從包含這些類型的固體顆粒中的一或兩種的流化床內(nèi)部除去此類原料、固體床材料和/或炭；

從再生容器中除去再生固體床材料和/或再生催化劑的顆粒(例如在焦炭或其它聚積沉積物燃燒之后)，例如通過再生器排出口除去，所述再生器排出口經(jīng)配置以從包含這些類型的固體材料中的一或兩種的流化床(例如其中心區(qū)段)內(nèi)部除去再生固體床材料和/或再生催化劑；和/或

從加氫氣化容器中除去加氫氣化的固體床材料和/或加氫氣化的催化劑的顆粒(例如在焦炭或其它聚積沉積物加氫氣化之后)，例如通過加氫氣化器加氫氣化器排出口除去，所述加氫氣化器排出口經(jīng)配置以從包含這些類型的固體材料中的一或兩種的流化床(例如其中心區(qū)段)內(nèi)部除去加氫氣化的固體床材料和/或加氫氣化的催化劑。

固體輸送設備(例如閉鎖料斗)的代表性操作包括：

將脫氧催化劑的顆粒(例如在部分用過的條件或由于焦化或其它沉積物聚積而部分失活的條件下，且任選地與炭顆粒組合或已與炭顆粒分離)從如上文所述的加氫熱解反應容器(例如從脫氧催化劑排出口)轉(zhuǎn)移到預反應容器，例如轉(zhuǎn)移到上述預反應器原料入口，或者通過如上文所述的單獨床材料入口轉(zhuǎn)移；

將脫氧催化劑的顆粒(例如在用過或因焦化或其它沉積物聚積而失活的條件下，且任選地與炭顆粒組合或已與炭顆粒分離)從如上文所述的加氫熱解反應容器(例如從脫氧催化劑排出口)轉(zhuǎn)移到再生容器或加氫氣化容器，例如分別通過再生器入口或加氫氣化器入口轉(zhuǎn)移，所述入口經(jīng)配置以將脫氧催化劑的顆粒引入包含脫氧催化劑的流化床內(nèi)部或下方。

將固體床材料的顆粒(例如在部分用過的或因焦化或其它沉積物聚積而部分失活的條件下，且任選地與炭顆粒組合或已與炭顆粒分離)從預反應容器(例如通過如上文所述的固體排出口，且任選地在分離之后以使固體床材料的濃度相對于含生物質(zhì)原料或生物質(zhì)衍生原料的濃度來說增濃)轉(zhuǎn)移到加氫熱解反應容器中，例如轉(zhuǎn)移到上述加氫熱解反應器原料入口，或者通過上述單獨的脫氧催化劑入口；

將固體床材料的顆粒(例如在用過的或因焦化或其它沉積物聚積而失活的條件下，且任選地與炭顆粒組合或已與炭顆粒分離)從預反應容器(例如通過如上文所述的固體排出口，且任選地在分離之后以使固體床材料的濃度相對于含生物質(zhì)原料或生物質(zhì)衍生原料的濃度來說增濃)轉(zhuǎn)移到再生容器或加氫氣化容器，例如分別通過再生器入口或加氫氣化器入口轉(zhuǎn)移，所述入口經(jīng)配置以將固體床材料的顆粒引入包含脫氧催化劑的流化床內(nèi)部或下方；

將生物質(zhì)衍生原料或含生物質(zhì)原料的顆粒(例如相對于引入加氫熱解工藝中的含生物質(zhì)原料來說，缺乏一或多種惰性材料，如玻璃、金屬或塑料，且任選地與炭顆粒組合或已與炭顆粒分離)從預反應容器(例如通過如上文所述的固體排出口，且任選地在分離之后以使此類原料相對于固體床材料的濃度來說增濃)轉(zhuǎn)移到加氫熱解反應容器，例如轉(zhuǎn)移到上述加氫熱解反應器原料入口，或者通過上述單獨的脫氧催化劑入口；

將如上文所述的再生固體床材料和/或再生催化劑的顆粒從再生容器(例如通過如上文所述的再生器排出口)轉(zhuǎn)移到加氫熱解反應容器，例如轉(zhuǎn)移到上述加氫熱解反應器原料入口，或者通過上述單獨的脫氧催化劑入口；

將如上文所述的加氫氣化固體床材料和/或加氫氣化催化劑的顆粒從加氫氣化容器(例如通過如上文所述的加氫氣化器排出口)轉(zhuǎn)移到加氫熱解反應容器，例如轉(zhuǎn)移到上述加氫熱解反應器原料入口，或者通過上述單獨的脫氧催化劑入口；

將如上文所述的再生固體床材料和/或再生催化劑的顆粒從再生容器(例如通過如上文所述的再生器排出口)轉(zhuǎn)移到預反應容器，例如轉(zhuǎn)移到上述預反應器原料入口，或者通過如上文所述的單獨床材料入口；和/或

將如上文所述的加氫氣化固體床材料和/或加氫氣化催化劑的顆粒從加氫氣化容器(例如通過如上文所述的加氫氣化器排出口)轉(zhuǎn)移到預反應容器，例如轉(zhuǎn)移到上述預反應器原料入口，或者通過如上文所述的單獨床材料入口。

除使用閉鎖料斗進行引入、除去和/或轉(zhuǎn)移固體的任一種上述操作之外或作為其替代方案，可以使用其它固體輸送裝置，包括螺桿型輸送機(例如螺旋鉆和螺桿擠出機)。本文所述的CO₂產(chǎn)物可以用于此類設備和裝置的惰化(例如以減少因固體輸送所致靜電引起火災或爆炸的可能性)。否則，本文所述的CO₂產(chǎn)物可以有助于此類固體輸送設備的功能發(fā)揮，這是通過使流動的CO₂產(chǎn)物直接接觸固體顆粒且迫使固體顆粒移向所希望的方向和/或遠離其中此類固體原本會傾向于聚積、沉降和/或聚結的停滯或靜態(tài)區(qū)域。

另外，除隔離和處置(移動)微粒固體之外，與固體輸送設備操作有關的惰化功能擴延到了溫度控制和/或固體輸送設備本身的分離。根據(jù)其中惰化功能另外包含溫度控制的一些實施例，此功能可以更具體地包含使如本文所述的CO₂產(chǎn)物流過固體輸送設備的至少一部分，例如固體傳送螺桿，以例如根據(jù)上述操作來提高或降低固體輸送設備和/或所轉(zhuǎn)移的微粒固體的溫度。為了對固體輸送設備和/或微粒固體進行溫度控制或熱管理，如本文所述的CO₂產(chǎn)物可以執(zhí)行冷卻功能，例如通過限制通過固體傳送螺桿的微粒固體的溫度和/或改進其操作所產(chǎn)生的熱量的散熱。流動的CO₂產(chǎn)物還可以在加氫熱解工藝內(nèi)提供局部化的溫度控制，例如在使用固體輸送設備(例如固體傳送螺桿)將微粒固體(如含生物質(zhì)原料或生物質(zhì)衍生原料)引入流化床中的點?；蛘?，流動的CO₂產(chǎn)物可以執(zhí)行加熱功能，例如以使固體輸送設備(例如固體傳送螺桿)維持在上述環(huán)境溫度，以便阻止水在設備上和設備周圍冷凝和/或冷凍。根據(jù)其中惰化功能包含輸送設備本身隔離的其它實施例，如本文所述的CO₂產(chǎn)物可以執(zhí)行“襯墊”操作。這涉及使串聯(lián)的兩個相鄰閥門之間的CO₂產(chǎn)物增壓，其間CO₂產(chǎn)物被隔離的這些閥門彼此直接用螺栓栓接，或另外被管段(例如短管段)或小型容器或腔室隔離。閥門之間的空間(其中CO₂產(chǎn)物被隔離(例如在不流動或停滯的條件下))內(nèi)的壓力通常超過氣體組合物在閥門相對兩側(cè)之一、但優(yōu)選兩側(cè)上的壓力(例如安全邊際為至少約3巴)，所述閥門與這些組合物處于流體聯(lián)通。這些相對或相反兩側(cè)即指當閥門閉合時，與CO₂產(chǎn)物不處于流體聯(lián)通的閥門的那些側(cè)面。因此，若第一種氣體組合物(例如高壓含氫氣氣體)位于閥門對的一個相反側(cè)，第二種氣體組合物(例如周圍壓力空氣)位于閥門對的另一相反側(cè)，且增壓的CO₂產(chǎn)物隔離在閥門對的閥門之間，則第一種氣體組合物在內(nèi)部閥門失效的情況下不能通過兩個閥門泄漏，且由此與第二種組合物混合。相反，增壓的CO₂產(chǎn)物在朝向閥門對的相反兩側(cè)的方向上泄漏到第一種和/或第二種氣體組合物中。以此方式，CO₂產(chǎn)物可以用于惰化功能，且具體地說可以用于隔離功能，其中CO₂產(chǎn)物隔離在氣體組合物之間，所述氣體組合物若混合(按至少一種混合比)則可以產(chǎn)生可燃的氣體混合物。

(ii)覆蓋液體容器

如上文所述的CO₂產(chǎn)物可以另外或替代地用于惰性氣體覆蓋含有中間體和/或最終液體產(chǎn)物的容器，所述液體產(chǎn)物是如上文所述的加氫熱解工藝中的蒸氣冷凝而成。這種液體產(chǎn)物的一個實例是由如上文所述的加氫熱解反應器蒸氣冷凝而成的加氫熱解生物油，其中加氫熱解反應器蒸氣優(yōu)選獲自加氫熱解反應器輸出物(在除去此輸出物中的固體炭顆粒之后)。這種冷凝的加氫熱解生物油可以代表最終產(chǎn)物且用作例如液體燃料摻混組分。在加氫熱解工藝如上文所述包含進一步加氫轉(zhuǎn)化步驟的情況下，此加氫熱解生物油可以替代性地代表中間液體產(chǎn)物，其可以通過加氫轉(zhuǎn)化進一步處理或反應(例如進一步脫氧)。若使用下游加氫轉(zhuǎn)化步驟，則獲自此步驟的較高值液體產(chǎn)物(如汽油沸點范圍和/或柴油沸點范圍的含烴餾份)可以代表工藝的最終液體產(chǎn)物。

上述CO₂產(chǎn)物中的任一種可以用于覆蓋含有此類中間體或最終液體產(chǎn)物的容器。舉例來說，適合的CO₂產(chǎn)物可以用于凈化一或多個此類容器上方的頂部空間且使填充有CO₂產(chǎn)物的這個頂部空間維持在密封的條件下，以阻止周圍空氣進入此頂部空間中。通常，可以通過允許CO₂產(chǎn)物進入容器中且按壓力需求置換從容器中抽出的液體產(chǎn)物來維持大氣壓或正壓力(例如小于約3巴)。在一些情況下，覆蓋容器可以利用CO₂產(chǎn)物在大氣壓下或在如上文所述的正壓力下進入和離開容器的輕微凈化或流動來實現(xiàn)。不論覆蓋是否在停滯或流動條件下使用CO₂產(chǎn)物進行，若維持正壓力，則在液體輸送設備(例如泵)的抽吸側(cè)增壓應該是足夠的，所述液體輸送設備用于將中間體或最終液體產(chǎn)物輸送到加氫熱解工藝的其它部件(例如容器)或以其它方式輸送到例如儲存容器。

(iii)含生物質(zhì)原料或生物質(zhì)衍生原料的干燥

含生物質(zhì)原料或生物質(zhì)衍生原料可以干燥形式使用，例如在經(jīng)受干燥步驟之后，所述干燥步驟足以使初始原料的水分含量降低到小于約1重量％，或甚至小于約0.1％重量。根據(jù)其它實施例，初始原料可以包括水分(例如水分含量大于約1重量％，如約1重量％到約10重量％)。在再其它實施例中，初始原料可以水性漿液形式使用。一般來說，本文所述的方法不需要嚴格干燥的初始原料，因為水的納入可以有益于其如上文所述在預反應容器、加氫熱解反應容器和/或加氫轉(zhuǎn)化反應容器中的一或多個中的條件下借助水煤氣變換反應形成氫氣的能力。

如上文所述從蒸汽重整器排出物中分離的任一種上述CO₂產(chǎn)物(例如富CO₂產(chǎn)物)可以作為流動氣體來源用于在周圍溫度(優(yōu)選升高的溫度)下干燥含生物質(zhì)原料和/或生物質(zhì)衍生原料。在代表性實施例中，將CO₂產(chǎn)物和/或此類原料加熱到升高的溫度(例如大于約30℃，且優(yōu)選大于約50℃)，且使CO₂產(chǎn)物通過此類原料一段時間，所述時間足以使其水分含量降低到期望值。此類原料的連續(xù)干燥可以通過使CO₂產(chǎn)物流過此類原料的流動物料流(例如逆流方式)來實現(xiàn)，例如流速等于或基本上等于其引入如上文所述的加氫熱解反應器或預反應器中的流速。在干燥應用中，CO₂產(chǎn)物應該優(yōu)選具有低水分含量，例如氣態(tài)H₂O的濃度小于約5體積％，且優(yōu)選小于約1體積％。此類原料的干燥程度可以通過測量離開干燥段的流動氣體中的水分含量來監(jiān)測或控制。聯(lián)機水分分析儀可以適于此目的。

(iv)使用流動氣流輸送和/或分離固體

如上文所述的CO₂產(chǎn)物(例如從蒸汽重整器排出物中分離的富CO₂產(chǎn)物)可以作為用于輸送固體的惰性流動氣流提供。這些CO₂產(chǎn)物可以伴隨(或排他性地使用以替代)如上文所論述的固體輸送設備。舉例來說，使用CO₂產(chǎn)物輸送固體可以通過將固體顆粒吹離其中此類固體原本會傾向于聚積、沉降和/或聚結的停滯或靜態(tài)區(qū)域來伴隨閉鎖料斗操作。

其中CO₂產(chǎn)物可以用于輸送固體的代表性操作包括上文關于使用固體輸送設備(例如閉鎖料斗)引入、除去或轉(zhuǎn)移微粒固體所述的那些具體操作。一般來說，若流動的CO₂產(chǎn)物用于輸送微粒固體，則使用足以夾帶所輸送的大部分或基本上所有的固體顆粒的表觀氣速(即，超過終端速度)。用于沿期望的固體顆粒流動方向輸送微粒固體的氣體速度一般超過也涉及使用流動CO₂產(chǎn)物的如本文所述的用于其它惰化功能的氣體速度。此類惰化功能包括例如另外包含溫度控制的惰化功能，如在冷卻如上文所論述的固體傳送螺桿的情況下。在此類情況下，所用CO₂產(chǎn)物的表觀氣速一般將低于具有所輸送的固體顆粒的平均直徑和密度的固體顆粒的終端速度。在許多情況下，表觀氣速將低于所有或基本上所有固體顆粒的終端速度。

另外，這些CO₂產(chǎn)物當作為惰性流動氣流提供時可以用于分離固體(例如通過根據(jù)其流體動力學特性(例如終端速度)進行分級)。舉例來說，如上文關于固體輸送設備的使用所述，(i)在分離以使含生物質(zhì)原料或生物質(zhì)衍生原料的濃度相對于固體床材料的濃度來說增濃之后，可以將生物質(zhì)衍生原料或含生物質(zhì)原料的顆粒(例如缺乏一或多種惰性材料)從預反應容器轉(zhuǎn)移到加氫熱解反應容器中；(ii)在分離以使固體床材料的濃度相對于含生物質(zhì)原料或生物質(zhì)衍生原料的濃度來說增濃之后，可以將固體床材料的顆粒(例如在部分用過的或部分失活的條件下)從預反應容器轉(zhuǎn)移到加氫熱解反應容器中；和(iii)在分離以使固體床材料的濃度相對于含生物質(zhì)原料或生物質(zhì)衍生原料的濃度來說增濃之后，可以將固體床材料的顆粒(例如在用過的或失活的條件下)從預反應容器轉(zhuǎn)移到再生容器或加氫氣化容器中。使一種類型的固體顆粒相對于另一種來說富集的這些分離可以使用如上文所述的任一種CO₂產(chǎn)物作為流動的惰性氣體來進行，以便執(zhí)行固體分離或分級操作。在一個代表性實施例中，如上文所述的CO₂產(chǎn)物的流動氣流可以用于在氣動分離器中分選固體顆粒，以提供具有不同密度或其它不同流體動力學特性(例如終端速度)的部分。

代表性實施例

在本發(fā)明的一個方面中，提供一種方法，其中從集成的加氫熱解和加氫轉(zhuǎn)化所產(chǎn)生的產(chǎn)物蒸氣中分離出二氧化碳(CO₂)，且然后使用所分離的二氧化碳作為惰性氣體以便維持工藝中的至少一個其它步驟。位于液體產(chǎn)物回收段下游的集成的加氫熱解和加氫轉(zhuǎn)化設備出現(xiàn)的蒸氣流將含有大量的一氧化碳、二氧化碳和烴蒸氣(例如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、異丁烷、戊烷、戊烯等)。在本發(fā)明的一個方面中，可以將蒸氣流傳送至蒸汽重整器，且可以獲得包含氫氣和二氧化碳(例如組合量一般超過50體積％)的氣體重整器排出物流。

主要包含氫氣和二氧化碳的氣態(tài)物料流可以分離成包含氫氣的第一物料流和包含二氧化碳的第二物料流，其中第一物料流和第二物料流彼此不同。在本發(fā)明的一個方面中，使用適合的分離設備分離氫氣和二氧化碳。適合的分離設備可以包含胺洗氣器以將二氧化碳流與氫氣流分離。根據(jù)本發(fā)明的方面，所述方法包含使用所分離的二氧化碳作為惰性氣體以便維持方法中的至少一個其它步驟。在一個方面中，所述方法中的至少一個其它步驟選自由以下各者組成的群組：操作閉鎖料斗、覆蓋可燃流體、干燥原料、將容器增壓，和使用所分離的二氧化碳作為載氣來輸送流體。已經(jīng)驚人地發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明的方面所獲得的易分離二氧化碳的量等于或超過維持加氫熱解工藝(包括US8,492,600中所揭露的加氫熱解工藝，所述文獻全部結合在此供參考)的工業(yè)操作所必需的惰性氣體的量。

在一個方面中，加氫熱解方法經(jīng)配置以將固體原料轉(zhuǎn)化為適用燃料。固體原料可以優(yōu)選在閉鎖料斗系統(tǒng)中處置。閉鎖料斗可以經(jīng)配置以從固體原料中除去空氣，且然后用于使原料達到加氫熱解方法的操作壓力。惰性氣體可以用于執(zhí)行如上文所述的這些任務中的任一種或兩種，且惰性氣體可以從蒸汽重整器排出物流中回收的CO₂形式提供。還需要惰性氣體可以覆蓋液烴產(chǎn)物儲槽，以避免這些儲槽發(fā)生爆炸和火災。還需要加熱的惰性氣流可以干燥原料而無燃燒和火災風險。

在一個方面中，蒸氣流是由位于液體產(chǎn)物回收段下游的集成的加氫熱解和加氫轉(zhuǎn)化工藝產(chǎn)生，其中蒸氣流包含大量的一氧化碳以及不可冷凝的烴蒸氣(甲烷、乙烷等)這些蒸氣被傳送至蒸汽重整器，且獲得包含氫氣和二氧化碳的氣態(tài)物料流。然后將這種氣態(tài)物料流分離成不同的物料流，其中第一物料流包含氫氣，且第二物料流包含二氧化碳。根據(jù)本發(fā)明的方面，所述方法包含將第二物料流輸送到加氫熱解設備內(nèi)的需要惰性氣體或發(fā)現(xiàn)惰性氣體適用的位置。

在一個方面中，提供集成的加氫熱解和加氫轉(zhuǎn)化方法。所述方法可以在558.6psig(38巴)的最大壓力下操作，且可以將至少約1000公噸/天的木材(按干燥、無灰分計)轉(zhuǎn)化成適用的燃料。所述方法的步驟可以包含將原料和組成催化劑裝載到閉鎖料斗中；將原料和組成催化劑從閉鎖料斗轉(zhuǎn)移到第一級(加氫熱解)反應器；從工藝蒸氣流中分離且回收炭和淘析催化劑；使工藝蒸氣在第二級反應器中加氫轉(zhuǎn)化；冷凝且回收水性和液體烴產(chǎn)物；使工藝蒸氣組分在蒸汽重整器中轉(zhuǎn)化；以及從離開重整器的氫氣與CO₂混合物中分離出CO₂。

基于與此工藝設計有關的工程化模擬，獲得以下數(shù)字。

CO₂供應：

所指定值是每小時平均值，因為惰性氣體的最密集應用與間歇式閉鎖料斗操作有關。閉鎖料斗可以用于將固體原料和組成催化劑引入工藝中，以及從工藝中除去固體炭產(chǎn)物。高壓再循環(huán)筒(上述)可以經(jīng)配置以在高壓力下從閉鎖料斗接收惰性氣體，從而將閉鎖料斗壓力降低到其中惰性氣體可以轉(zhuǎn)移到低壓再循環(huán)筒(上述)的點。低壓再循環(huán)筒可以經(jīng)配置以接收惰性氣體直到閉鎖料斗壓力降低到所謂的直接降壓到大氣壓為止，因為低壓筒中的壓力處于幾乎等于閉鎖料斗壓力的那個點。在閉鎖料斗再增壓期間，閉鎖料斗最初可以用來自低壓再循環(huán)筒的再循環(huán)惰性氣體增壓，且隨后通過傳送來自高壓再循環(huán)筒的再循環(huán)惰性氣體而升高到明顯較高的壓力。高壓和低壓再循環(huán)筒均可以減少與設備操作有關的惰性氣體的凈需求，且在此模擬中可以作為惰性CO₂的來源來處置。

CO₂消耗：

在預反應器中脫除揮發(fā)份和/或部分加氫熱解

本發(fā)明的特定方面涉及利用含生物質(zhì)原料生產(chǎn)液體產(chǎn)物的方法。代表性方法包含使原料與二氧化碳和/或氫氣在含有固體床材料的預反應容器中接觸以使原料脫除揮發(fā)份和/或至少部分地加氫熱解(即，使原料在氫氣存在下至少部分熱解或熱分解)。因此，所述方法可以包含使原料在含有二氧化碳和/或氫氣和固體床材料的預反應容器中脫除揮發(fā)份，其中脫除揮發(fā)份可以(但不一定)伴隨加氫熱解。所屬領域的技術人員查閱本發(fā)明將了解在預反應器中實現(xiàn)脫除揮發(fā)份或脫除揮發(fā)份和加氫熱解組合所需的操作參數(shù)。除非另外指出，否則術語“脫除揮發(fā)份”意欲僅涵蓋脫除揮發(fā)份，除此之外，脫除揮發(fā)份和加氫熱解的組合。在特定實施例中，在不伴隨加氫熱解的情況下脫除揮發(fā)份。

代表性方法的脫除揮發(fā)份步驟可以包括將預反應器氣體和原料引入含有固體床材料的預反應容器中。預反應器氣體和原料可以作為單獨的物料流引入預反應器中或者混合，隨后將其引入。預反應器氣體和/或原料無論在引入預反應器中之前是否混合，可以分開且引導至多個(即，至少兩個，例如兩個到十個)入口位置，其可以例如對應于預反應容器的不同軸向高度。這些高度中的某一部分或全部可以低于反應器內(nèi)的固體床材料床(例如流化顆粒床)高度。同樣，這些高度的另一部分或全部可以高于此類床的高度。預反應器氣體可以包含二氧化碳和/或氫氣。當預反應器氣體包含氫氣時，預反應容器將含有氫氣且加氫熱解可以伴隨脫除揮發(fā)份，如上文所述。除二氧化碳之外，根據(jù)其它實施例，也可以使用含有非氫氣的其它預反應器氣體，所述預反應器氣體含有例如氮氣、氧氣、氦氣等以及這些氣體與二氧化碳組合的混合物。根據(jù)本發(fā)明的方面，加氫熱解和加氫轉(zhuǎn)化下游所產(chǎn)生的二氧化碳的量足以充當使原料在預反應器中脫除揮發(fā)份的預反應器氣體。在含有非氫氣的預反應器氣體的情況下，熱解(而非加氫熱解)可以伴隨使原料在預反應器中脫除揮發(fā)份。

無論預反應器氣體是否含有氫氣，在一些實施例中，此氣體可用于使固體床材料流化，因此其可以更描述性地稱為“預反應器流化氣體”。因此，預反應器中的固體床材料(任選地連同炭一起)可以流化床形式存在，且具體地說，以微粒流化、鼓泡、冷料、湍流或快速流化床形式存在，這取決于預反應器流化氣體的表觀氣速。在此類流化床系統(tǒng)中，預反應器可以有利地包括處于高于流化床的適合高度(例如高于輸送脫離高度，TDH)的擴展固體脫離段(即，相對于流化床的直徑或橫截面積，反應器直徑或橫截面積擴展的區(qū)段)，以促進固體顆粒的分離?？梢岳闷渌鼩怏w-固體分離裝置(例如過濾器、旋風分離器等)替代使用擴展的固體脫離段，但優(yōu)選與擴展的固體脫離段組合使用。預反應器也可以利用循環(huán)流化床系統(tǒng)。

總體來說，根據(jù)一些實施例，對預反應容器中的原料脫除揮發(fā)份的步驟可以使用原料和固體床材料連同炭顆粒一起的流化床進行，所述炭顆粒是原料在預反應容器中脫除揮發(fā)份所產(chǎn)生。預反應容器中的流化可以利用預反應器流化氣體，考慮含生物質(zhì)原料的特性、預反應容器內(nèi)的條件和所用的特定流化氣體來進行，所述預反應器流化氣體具有有效進行所需類型流化(例如鼓泡床流化)的表觀速度。一般來說，預反應器流化氣體且具體地說包含氫氣的流化氣體將具有一般大于約3米/秒(m/s)(例如約3m/s至約25m/s)、典型大于約5m/s(例如約5m/s至約15m/s)且通常大于約7m/s(例如約7m/s至約12m/s)的表觀速度。

在其它實施例中，預反應器可含有未經(jīng)流化的如本文所述的固體床材料。舉例來說，可以使用加熱的球磨機使原料在周圍壓力或升高的壓力下脫除揮發(fā)份(例如在純二氧化碳、含二氧化碳氣體、純氫氣、含氫氣氣體或用于實現(xiàn)脫除揮發(fā)份的其它氣體存在下)。脫除揮發(fā)份可以例如在二氧化碳和/或氫氣存在下、在升高的壓力下進行。

固體床材料可選自預處理催化劑、吸附劑、熱傳遞介質(zhì)和其混合物。適合的固體床材料包括具有雙重或多重功能的固體床材料。舉例來說，“預處理催化劑”還可用于將熱傳遞至預反應器或從預反應器傳遞熱且具體地說傳遞至含有生物質(zhì)的初始原料顆粒。同樣，“熱傳遞介質(zhì)”在預反應器環(huán)境中可以呈惰性，但其相對于預反應器環(huán)境中的任何反應物或其它組分還可以具有催化和/或吸附能力。除非另外指出，否則標識“預處理催化劑”、“吸附劑”或“熱傳遞介質(zhì)”分別包括在預反應器環(huán)境中具有除純粹催化、吸附或熱傳遞功能以外的功能的固體床材料。但是，在替代實施例中，固體床材料有可能是預處理催化劑，但對預反應器環(huán)境中的組分不具有吸附能力和/或不用于傳遞熱至預反應器或從預反應器傳遞熱。同樣，固體床材料有可能是吸附劑，但相對于預反應器環(huán)境中的反應物或其它組分來說不具有催化活性和/或不用于傳遞熱至預反應器或從預反應器傳遞熱。類似地，固體床材料有可能是熱傳遞介質(zhì)，但相對于預反應器環(huán)境中的反應物或其它組分來說不具有催化活性和/或?qū)τ陬A反應器環(huán)境中的組分來說不具有吸附能力。還可使用如上文所定義的預處理催化劑、吸附劑和/或熱傳遞介質(zhì)的不同固體床材料的混合物(例如催化劑和熱傳遞介質(zhì)的混合物)。

根據(jù)特定實施例，固體床材料可以是具有或不具有吸附能力的熱傳遞介質(zhì)，使得床材料促進原料脫除揮發(fā)份且吸附催化劑毒物和/或腐蝕性物質(zhì)(例如氯化物)或允許此類毒物和/或腐蝕性物質(zhì)隨著離開預反應器的炭一起除去。在后一種情況(其中固體床材料促進脫除揮發(fā)份，但缺乏吸附能力)下，仍然可以從離開預反應器的預反應器蒸氣流中分離出毒物和/或腐蝕性物質(zhì)。盡管缺乏吸附能力，但是使用此類分離步驟，傳遞至加氫熱解反應容器的預反應器蒸氣流的一部分中可以不存在或基本上不存在毒物和/或腐蝕性物質(zhì)?？傮w來說，針對固體床材料所選的特定功能將取決于含生物質(zhì)原料的性質(zhì)和其中所含雜質(zhì)的性質(zhì)。

根據(jù)下文更詳細描述的示例性實施例，預反應容器中所用的固體床材料可以是具有使原料裂解或脫氧的活性的預處理催化劑。特定的預處理催化劑(例如含沸石催化劑，如ZSM-5催化劑)可以兼有裂解與脫氧活性。根據(jù)其它示例性實施例，固體床材料可以包括具有吸附腐蝕性物質(zhì)(例如含氯物質(zhì))的能力的吸附劑。固體床材料可替代地或組合地包括具有吸附脫氧催化劑和/或加氫轉(zhuǎn)化催化劑的毒物(例如金屬污染物，如鈉)的能力的吸附劑。由此可以產(chǎn)生隨后用于加氫熱解的預處理原料，其至少具有以下改進的特征：減少的腐蝕性物質(zhì)含量、減少的加氫熱解催化劑毒物含量和/或減少的加氫轉(zhuǎn)化催化劑毒物含量。

在代表性實施例中，如上文所述的預反應器中的預處理產(chǎn)生包含所夾帶的固體顆粒(例如炭和/或固體床材料的顆粒)的預反應器蒸氣流?；蛘?，視操作條件和預反應器內(nèi)發(fā)生的氣體-固體分離而定，預反應器蒸氣流可以基本上或完全不含固體床材料。預反應器蒸氣流可以包括可冷凝氣體(例如水蒸氣和/或氧化烴，如酚)以及不可冷凝氣體(例如氫氣、CO和/或CO₂)?？衫淠龤怏w一般將具有高含氧量(例如在約35重量％至約55重量％范圍內(nèi))，這是在基本上不存在任何脫氧反應的情況下利用熱解獲得傳統(tǒng)生物油所特有的。通常，預反應器蒸氣流或其至少一部分將以氣相完全傳遞至后續(xù)加氫熱解步驟，而不對此物料流的任何部分進行中間冷凝。但是，伴以再加熱的中間冷凝也是可能的，例如用以選擇性地冷凝相對低揮發(fā)性(相對高沸點)的非所需組分，任選地提供冷凝液“洗滌”以除去至少一些炭和/或其它固體顆粒。在其它實施例中，預反應器蒸氣流可以部分地冷凝且以混合氣相和液相形式傳遞至后續(xù)加氫熱解步驟。部分冷凝可以在例如從預反應器蒸氣流回收熱量(例如通過與冷卻器物料流進行熱交換)時，或在熱量以其它方式損失至環(huán)境時發(fā)生。

如從上文描述顯而易見，離開預反應器的預反應器蒸氣流的全部或一部分可以經(jīng)受后續(xù)加氫熱解步驟。在脫除揮發(fā)份與加氫熱解步驟之間，預反應器蒸氣流可以通過分離或反應(例如水煤氣變換反應)而富集一或多種所期望的組分和/或耗乏一或多種非所期望的組分(例如在部分冷凝的情況下，可用于除去一些固體顆粒)。預反應器蒸氣還可以在加氫熱解步驟之前或期間與一或多種額外的物料流混合。因此，除非另外指出，否則對預反應器蒸氣流的至少一部分加氫熱解的步驟意欲涵蓋如預反應器蒸氣流或其一部分的分離、反應和/或混合的中間步驟。但是，在一些實施例中，預反應器工藝蒸氣流或其一部分可以經(jīng)受加氫熱解步驟，而不通過分離或反應來進行富集一或多種所期望組分和/或耗乏一或多種非所期望的組分的中間步驟。舉例來說，一部分預反應器工藝蒸氣流可以在其組成的變化極小或不變的情況下從預反應器的整個排出物中分離出來。同樣，預反應器蒸氣流或其一部分可以經(jīng)受加氫熱解步驟，而不在加氫熱解步驟之前或期間與一或多種額外的物料流混合。但是，在許多情況下，期望將預反應器蒸氣流或其一部分與氫氣或含氫氣氣流混合，從而向如下文所述的加氫熱解提供額外的氫氣(超過預反應器蒸氣流或其一部分中單獨所含的氫氣)。

因此，預反應器蒸氣流中的一些或全部可以傳遞至加氫熱解反應容器中。在預反應器蒸氣流含有所夾帶的固體顆粒的情況下，可能期望分離此蒸氣流中的相對低品質(zhì)部分(如富含固體的物料流(即，固體濃度高于預反應器蒸氣流))和經(jīng)提純的預反應器蒸氣流(固體濃度低于預反應器蒸氣流)。相較于經(jīng)提純的預反應器蒸氣流中的固體顆粒(并且還相較于分離之前的預反應器蒸氣流中的總固體顆粒)，這種低品質(zhì)的富含固體的物料流中的固體顆粒還可以具有更高的平均粒度和/或更高的平均顆粒重量(例如在旋風分離器分離、靜電沉淀或基于粒度或粒度截止值的其它分離的情況下)。在進行預反應器蒸氣流分離的此類實施例中，為了提供品質(zhì)相對低的富含固體的物料流，相對高品質(zhì)的經(jīng)提純的預反應器蒸氣流可以是在加氫熱解反應容器中加氫熱解的預反應器蒸氣流的一部分。

在從預反應器蒸氣流中除去一部分(例如基本上所有)所夾帶固體顆粒的情況下，所得經(jīng)提純的預反應器蒸氣流可以代表預反應器輸出物的適合部分，所述適合部分傳送到加氫熱解反應容器中進行后續(xù)加氫熱解步驟。根據(jù)一些實施例，預反應器蒸氣流中所夾帶的固體顆?？梢园缟衔乃龅墓腆w床材料的一部分，和由初始原料形成的炭。在這種情況下，代表性方法可以包含回收所夾帶固體床材料的至少一部分以便再用于預反應器中，任選地對所回收的固體床材料進行補充加熱以便向預反應容器傳遞熱量。具體地說，可以利用步驟(1)將所夾帶的固體顆粒(例如存在于預反應器蒸氣流中)與富含炭的第一餾份和富含固體床材料的第二餾份(即，意指本身可以是含固體氣流的餾份在預反應器蒸氣流中分別富含炭和固體床材料)分離。這可以伴隨著后續(xù)步驟(2)加熱第二餾份的至少一部分和(3)使已加熱的第二餾份或其一部分返回至預反應容器。

固體床材料可替代地從預反應容器抽出，不是以預反應器蒸氣流中所夾帶的顆粒形式，而是以此容器內(nèi)的流體化顆粒床形式從預反應容器中抽出。在從預反應容器抽出固體床材料的任一種情況下(即，作為預反應器蒸氣流離開預反應器或從固體排出口離開顆粒床)，所抽出的固體材料可以和富含固體床材料的餾份中的固體炭顆粒分離(例如通過使用密度分離)且返回到預反應器中。在富含固體床材料的餾份返回之前，可以加熱此餾份以將所需的熱量引入預反應器中。根據(jù)替代實施例，在缺乏分離以提供富含固體床材料的餾份的情況下，將任何所移出的固體床材料加熱和返回可為有益的。在許多情況下，從預反應器移出的固體床材料由于其用于預反應器操作中，因此其上可能已沉積有聚積的焦炭和碳。因此，預反應器蒸氣流中或來自顆粒床的任何所移出固體床材料，且不論是否分離成富含固體床材料的餾份與否，均可以在固體床材料返回到預反應器(例如在加熱條件下)之前經(jīng)受據(jù)以除去所聚積焦炭和碳的條件。代表性條件包括足以通過燃燒除去所聚積的焦炭和碳而使固體床材料再生的氧化條件，以及足以使所聚積的焦炭和碳加氫氣化、從而將這些污染物轉(zhuǎn)化為甲烷和其它輕質(zhì)烴的還原條件(例如在流動的含氫氣氣體存在下)。下文更詳細地描述再生和加氫氣化(例如在流化床中)，其同時發(fā)揮作用以對從預反應器移出的固體顆粒進行分級。下文還更詳細地描述對所移出的固體床材料同時進行加氫氣化和硫化。

代表性脫除揮發(fā)份步驟因此可以包含從預反應容器抽出一部分固體床材料且使此部分與流化含氧氣氣體(在再生的情況下)或另外與流化含氫氣氣體(在加氫氣化的情況下)接觸以使在脫除揮發(fā)份步驟期間在固體床材料上所聚積的焦炭和碳燃燒(在再生的情況下)或?qū)⒋私固亢吞嫁D(zhuǎn)化為甲烷(在加氫氣化的情況下)。在任一情況下，焦炭和碳含量因再生或加氫氣化而降低的所抽出固體床材料均可以返回到預反應器中。

本文中所述的任何步驟(關于從預反應容器中移出固體床材料(利用預反應蒸氣或從顆粒床)以及任選的分離固體床材料與炭、任選的再生或任選的加氫氣化以及使固體床材料在加熱和/或再生條件下返回)同樣適用于從加氫熱解反應容器移出脫氧催化劑(利用加氫熱解反應器輸出物或從脫氧催化劑床)。在一些情況下，在這些任選的步驟中的一或多個之后，從預反應器移出的固體床材料可以返回到加氫熱解反應容器中。在其它情況下，在這些任選的步驟中的一或多個之后，從加氫熱解反應器移出的脫氧催化劑可以返回到預反應器中。

可能期望將整個預處理輸出物(即整個預反應器蒸氣流，作為預處理結果，其可以具有至少一種如本文所述的改進特征))傳送至加氫熱解反應器中。代表性改進特征是固相氯化物含量相對于初始原料來說減少。在許多情況下，預處理原料的收率(例如傳送至加氫熱解的預處理(例如在預反應器中)固體和/或蒸氣產(chǎn)物的總收率)可以代表總預處理輸入物(例如輸入到預處理步驟(例如輸入預反應器中)的總固體和/或蒸氣產(chǎn)物)的基本量(按重量計)。預處理原料的收率一般可以是至少約25重量％(例如約25重量％至約100重量％)，典型地至少約50重量％(例如約50％至約100重量％)，且通常為至少約70重量％(例如約70重量％至約99重量％)。

由于預反應器的功能多種多樣且含生物質(zhì)原料的特征范圍寬，此外，如上文所述的固體床材料的可能類型多，因此預反應器中的操作條件可以廣泛變化且可以包括下文關于加氫熱解反應器所述的溫度和壓力范圍。然而，一些實施例涵蓋較高和較低溫度，例如代表性溫度一般可在約150℃至約650℃且典型約260℃至約540℃范圍內(nèi)，這取決于預處理步驟的具體目標。

其它預處理步驟

如上文所述，本發(fā)明的各方面與有效轉(zhuǎn)化MSW和其它含生物質(zhì)初始原料的方法相關，所述初始原料的品質(zhì)比完全包含生物質(zhì)的原料差，且還更難以在包含至少一個加氫熱解步驟的方法中轉(zhuǎn)化。在包含預處理初始原料以產(chǎn)生預處理原料的代表性方法中，預處理原料相對于初始原料具有至少一個改進的特征。至少一個改進特征可以由包含如上文所述在預反應器中脫除揮發(fā)份和/或加氫熱解的預處理步驟產(chǎn)生?；蛘?，至少一個改進特征可以由預處理原料加氫熱解之前的其它步驟(例如分離或分級步驟)產(chǎn)生和/或在一些情況下可以由現(xiàn)場(即，在加氫熱解反應容器內(nèi))執(zhí)行的步驟產(chǎn)生。因此，多個預處理步驟可以替代上述步驟或與上述步驟組合。

至少一個改進特征可以選自由以下組成的群組：減少的非生物材料含量(例如玻璃、金屬和金屬氧化物(包括所有礦物形式)的含量)、較高溫度、減小的平均粒度、減小的平均顆?？諝鈩恿W直徑、增加的平均顆粒表面積與質(zhì)量比、更均一的粒度、減少的腐蝕性物質(zhì)含量、減少的加氫熱解催化劑毒物含量(例如減少的鈉)和減少的加氫轉(zhuǎn)化催化劑毒物含量。

根據(jù)特定實施例，初始原料的預處理可以包含除去非生物材料的至少一部分。舉例來說，預處理原料中的選自由以下組成的群組的一或多種雜質(zhì)的含量相對于初始原料來說可以減少：(A)總氯化物，(B)總塑料，(C)總玻璃，(D)總金屬(其中代表性金屬如上文所定義，其呈元素形式和/或化合物形式，例如其氧化物和礦物質(zhì)形式)，和(E)組合的總氮和硫含量。根據(jù)代表性實施例，預處理原料可以具有(A)、(B)、(C)、(D)和/或(E)中的一或多個的含量，其相對于初始原料來說，一般減少至少約10重量％(wt-％)(例如約10wt-％到約99wt-％)、典型地至少約25wt-％(例如約25wt-％到約98wt-％)且通常至少約50wt-％(例如約50wt-％到約95wt-％)。根據(jù)各種實施例，執(zhí)行預處理步驟的特征可在于任一種上述收率范圍與選自由(A)、(B)、(C)、(D)和(E)組成的群組的一或多種雜質(zhì)的任一種上述減量范圍的組合(例如至少約70wt-％的預處理原料收率與約50wt-％到約95wt-％的總塑料減量)。

舉例來說，代表性初始原料中的總氯化物(按元素Cl度量)含量一般可以是至少約200百萬分率(ppm)(例如約200ppm至約10,000ppm)、典型地至少約500ppm(例如約500ppm至約7,500ppm)且通常至少約1000ppm(例如約1000ppm至約5,000ppm)。特定的原料(如鹽水中生長的藻類)可以具有高氯化物和鈉含量。在集成的加氫熱解方法的環(huán)境中，氯化物可以潛在地形成鹽酸水溶液，且鈉可以充當使如上文所述的具有加氫處理活性的催化劑失活的毒物。藻類因此可以明顯地受益于其中氯化物和鈉含量均減少(例如根據(jù)這些雜質(zhì)的上述減量范圍)的預處理步驟。

可以存在于初始原料(例如MSW)中的代表性塑料包括聚氯乙烯、聚烯烴(例如聚乙烯，包括高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)；聚丙烯；聚丁烯；和聚烯烴共聚物)、聚酯(例如聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯和聚酯共聚物)、聚酰胺(例如聚己內(nèi)酰胺)、聚(甲基)丙烯酸酯、聚環(huán)氧烷(例如聚環(huán)氧乙烷)、聚乙烯醇均聚物和共聚物(例如PVA泡沫、聚乙烯乙烯醇)、聚乙二醇均聚物和共聚物、泊洛沙姆(polyoxamer)、聚硅氧烷(例如聚二甲基硅氧烷)、聚乙基噁唑啉和聚乙烯吡咯烷酮，以及水凝膠，如由交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮和聚酯形成的水凝膠(例如聚乙烯吡咯烷酮/纖維素酯和聚乙烯吡咯烷酮/聚氨基甲酸酯)、丙烯酸類聚合物(例如甲基丙烯酸酯)和共聚物、乙烯基鹵化物聚合物和共聚物(例如聚氯乙烯)、聚乙烯醚(例如聚乙烯甲基醚)、聚偏二乙烯鹵化物(例如聚偏二氟乙烯和聚偏二氯乙烯)、聚丙烯腈、聚乙烯酮、聚乙烯芳族物(例如聚苯乙烯)、聚乙烯酯(例如聚乙酸乙烯酯)、乙烯基單體彼此間和與烯烴的共聚物(例如乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、ABS樹脂和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)、醇酸樹脂、聚碳酸酯、聚甲醛、聚酰亞胺、聚醚、環(huán)氧樹脂、人造絲(rayon)、人造絲-三乙酸酯和其組合。根據(jù)EPA信息(參見例如http//www.epa.gov/epawaste/nonhaz/municipal/index.htm)，代表性MSW可具有任一種以下類型和/或量(按塑料總量計)的塑料：約5重量％至約25重量％范圍內(nèi)的聚對苯二甲酸乙二酯、約5重量％至約30重量％范圍內(nèi)的高密度聚乙烯、約1重量％至約10重量％范圍內(nèi)的聚氯乙烯、約10重量％至約35重量％范圍內(nèi)的低密度聚乙烯、約12重量％至約40重量％范圍內(nèi)的聚丙烯和/或約3重量％至約15重量％范圍內(nèi)的聚苯乙烯。

代表性預處理步驟可以涉及將初始原料顆粒分級為相對較高和較低品質(zhì)的部分，其中較高品質(zhì)部分具有至少一種如上文所述的改進特征。根據(jù)一個特定實施例，舉例來說，相較于初始原料中的塑料含量，預處理可以包含將初始原料分離成分別具有較低和較高塑料含量的第一和第二部分。第一部分因此可以基本上不含塑料(或另外具有如上文所述的總塑料含量減少)，而第二部分可以包含大量塑料。

為了得到密度不同的固體顆粒部分(例如憑借具有不同的塑料含量)而可以進行的代表性顆粒分離或分級包括利用例如固體顆粒與分離液的接觸或使用離心機進行的分離。也可以使用流動氣流(例如在氣動分離器中)分選固體顆粒以得到一般具有不同密度或不同流體動力學特性且由此具有至少一種如上文所述的改進特征的部分。此類分選可例如用于提供顆粒具有減小的平均顆?？諝鈩恿W直徑、增加的平均顆粒表面積與質(zhì)量比、更均一粒度和/或甚至減少的非生物材料含量的預處理原料。根據(jù)一個代表性實施例，預處理步驟可包含使含生物質(zhì)原料與流動氣流(例如空氣)接觸以將具有所期望特征(例如減少的非生物材料含量)的餾份中的較不致密材料(例如基于木材和/或紙的顆粒)分離以用于進一步處理。在基于密度或其它流體動力學特性進行的任何分離的情況下，含生物質(zhì)原料可以適當?shù)卣{(diào)整大小(例如切碎或研磨)以形成更易經(jīng)受所指定分離的顆粒。分選所得的含生物質(zhì)原料的不同餾份可以在不同位置和/或使用不同的固體顆粒輸送設備饋送至預反應器或加氫熱解反應器中。

根據(jù)一些實施例，至少一種特征改進(例如總塑料含量減少)的第一餾份可以代表隨后經(jīng)受加氫熱解步驟的預處理原料，而第二餾份可以經(jīng)受進一步處理步驟，再循環(huán)(至少部分)至預處理步驟，或用于不同目的(例如塑料回收和再循環(huán))。或者，第二餾份也可以傳送至加氫處理反應器容器中，盡管相對于第一部分是在不同位置和/或以不同方式。舉例來說，代表性方法可包含將第一和第二餾份(例如如上文所述具有相對較低和較高的總塑料含量)在分開的位置(例如不同軸向高度)分別饋入加氫熱解反應容器中。所述餾份分別引入的特定位置可以與局部條件(例如溫度、氣速、固體濃度、平均粒度)相關，所述條件與第一和第二餾份的組成相容。根據(jù)其它實施例，第一和第二餾份可以使用與第一和第二餾份組成相容的引入技術引入加氫熱解反應器中。舉例來說，具有總塑料含量相對較低的第一餾份可以通過冷卻的螺桿組合件饋入加氫熱解反應容器中，而總塑料含量相對較高的第二餾份可以通過加熱式擠出機饋入此反應容器中。在任一個此類實施例中，第一和第二餾份可以組合地代表初始原料的全部或一部分，舉例來說，這些餾份的組合可以代表上文所指定范圍內(nèi)的預處理原料收率(其中未用于加氫熱解反應容器中的某一部分，例如第三餾份)。

可存在于初始原料(例如MSW)中的代表性玻璃包括E-玻璃、無硼E-玻璃、S-玻璃、R-玻璃、AR-玻璃、稀土-硅酸鹽玻璃、Ba-Ti-硅酸鹽玻璃、氮化玻璃(如Si-AI-O-N玻璃)、A-玻璃、C-玻璃和CC-玻璃。這些玻璃類型中的每一種為所屬領域中已知的，尤其就其涵蓋的組成來說。

代表性初始原料可以包含以元素形式或以金屬化合物(如金屬氧化物形式，包括所有礦物質(zhì)形式)存在的金屬，如Li、Be、Na、Mg、Al、Si、P、K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、Sn、W、Pb和/或Hg。這些金屬存在于初始原料中的組合量一般可以是至少約0.1％重量(wt-％)(例如約0.1wt-％到約10wt-％)、典型地至少約0.5wt-％(例如約0.5wt-％到約7.5wt-％)且通常至少約1wt-％(例如約1wt-％到約5wt-％)。關于初始原料中的金屬含量的上述范圍還適用于灰分含量。灰分含量是指在750℃的溫度下不燃燒的初始原料的重量百分比。灰分一般呈金屬氧化物(例如二氧化硅)形式，且代表特定類型的非生物材料，其一般存在于生物質(zhì)中且因此還存在于含生物質(zhì)原料(如MSW)中，但濃度通常高于單獨原料的生物質(zhì)部分。

初始原料中的氮和硫組合總含量(按總元素N和S度量)可以是至少約100ppm(例如約100ppm至約30,000ppm)、典型地至少約500ppm(例如約500ppm至約25,000ppm)且通常至少約1000ppm(例如約1000ppm至約20,000ppm)。根據(jù)各種實施例，代表性初始原料可以具有任一種上述范圍的非生物材料、總氯化物、總灰分和/或總N和S的組合(例如至少約5wt-％非生物材料和約1000ppm至約5000ppm總氯化物)。

預反應器中或另外在加氫熱解反應器容器中就地使用的固體吸附劑可用于清除腐蝕性物質(zhì)和/或?qū)γ撗醮呋瘎┖?或加氫轉(zhuǎn)化催化劑的活性有不利影響的物質(zhì)。根據(jù)特定實施例，預處理原料具有減少的總氯化物含量、減少的總金屬含量或減少的總氯化物和總金屬含量的改進特征，且預處理步驟包含使初始原料與固體吸附劑在預處理條件下接觸，借此使存在于初始原料中的氯化物和/或金屬吸附到固體吸附劑上。具有吸附氯化物的能力以及耐受與在預反應器和/或加氫熱解反應器中脫除揮發(fā)份和/或熱解相關的高溫的能力的適合吸附劑包括例如碳酸鈣(CaCO₃)和含有堿性陰離子的其它礦物質(zhì)，如碳酸鹽和氫氧化物。此類固體吸附劑可適用于預反應器中或加氫熱解反應器中，以現(xiàn)場提供減少的總氯化物和/或減少的總金屬(例如減少的鈉)的改進特征。

根據(jù)一個替代實施例，含生物質(zhì)原料可經(jīng)受簡單的瀝濾步驟(例如通過使其與水溶液在分批條件下或在溶液的連續(xù)流動下接觸)以除去水溶性氯化物和/或其它潛在腐蝕性或有害物質(zhì)。以此方式獲得的所得預處理原料可以具有減少的總氯化物和/或減少的總金屬(例如以水溶性金屬鹽形式存在于初始原料中)的改進特征。此類預處理原料可以在加氫熱解之前干燥或在不干燥的情況下引入加氫熱解反應器中，或甚至以漿液形式引入。預處理的原料可以其它方式以干燥形式、水飽和形式或漿液形式引入加氫熱解反應器上游的如本文所述的預反應器中。獲自此類瀝濾步驟的任何水性排出物然后可以在適當條件(例如周圍溫度和壓力條件下)與能夠除去所浸出水溶性物質(zhì)且提純水性排出物的適合離子交換樹脂或其它固體吸附劑接觸。

在預處理原料中的灰分或其它非生物材料的含量相對于初始原料減少的特定實施例中，預處理步驟包含使初始原料在流化床中脫除揮發(fā)份，其中非生物材料在流化床中的對應于一或多個軸向高度的一或多個排出位置移出。因此，就預反應器或加氫熱解反應器的流化床可用以將不同類型的固體顆粒(例如具有不同密度的顆粒)分離到或分級到流體化床內(nèi)的各區(qū)域來說，將固體顆粒在所選排出位置(例如選擇性富集具有所期望或非所期望的指定特征的顆粒之處)移出有利地允許選擇性移出具有此類所期望或非所期望的特征的顆粒。舉例來說，選擇性移出具有非所期望的特征(如灰分或其它非生物材料含量高)的顆粒使得反應器中剩余的預處理原料具有減少的灰分含量或減少的非生物材料含量的改進特征。或者，具有所期望特征(如更均一粒度)的顆粒可以選擇性地從反應器內(nèi)的流化床中移出以提供預處理原料。根據(jù)一種將不同類型的固體顆粒(例如不同密度和/或不同空氣動力學直徑的固體顆粒)分級或濃縮的代表性方法，可以結合預反應容器使用不同的表觀氣速。這些不同氣速可以通過改變不同軸向高度的橫截面積、同時維持固定的氣體體積流速和/或另外通過在不同軸向位置添加(注射)氣體、同時維持固定的橫截面積來實現(xiàn)。所指定軸向高度的不同橫截面積和氣體注射也可以組合使用。

從一或多個特定位置移出非生物材料還能夠阻止此類材料聚積，所述積聚會導致固體材料床的作用和功能中斷。根據(jù)一些實施例，移出固體材料還能夠在預反應器上游(例如通過物理分選或使用流動氣體分離系統(tǒng)，如氣動分離器)、在預反應器內(nèi)、在加氫熱解反應容器內(nèi)(現(xiàn)場)，或甚至在加氫熱解反應容器下游但在加氫轉(zhuǎn)化反應容器上游進行，從而使減少初始原料中的非生物材料含量(在這種情況下，為饋入預反應容器、加氫熱解反應容器或可能甚至加氫轉(zhuǎn)化反應容器中的任一個的原料中的非生物材料的含量)出現(xiàn)相同或類似作用。

可以在初始原料用于流化床加氫熱解反應容器中之前或期間進行多種其它類型的分離和分級以調(diào)節(jié)其流體動力學特性。因此，舉例來說，預處理原料的特征改進，如平均粒度減小、平均顆粒空氣動力學直徑減小、平均顆粒表面積與質(zhì)量比增加和/或粒度更均一，可以有益于維持預處理原料的良好流化參數(shù)(例如就流化所需的表觀氣速來說)。沿這些管線中的任一個的原料改進還可以具有升級MSW、藻類、浮萍或其它含生物質(zhì)原料(就其組成來說)的附加益處。舉例來說，增加平均顆粒表面積與質(zhì)量比可以指一種空氣動力學分離，其中相對于初始原料來說，預處理原料中的表面積與質(zhì)量比低的金屬物體和其它顆粒被選擇性地除去，從而提高表面積與質(zhì)量比較高的顆粒(如木材顆粒)在預處理原料中的含量。以此方式，使得平均顆粒表面積與質(zhì)量比增加或改進如上文所述的任一種其它流體動力學特性的分離可以具有減少預處理原料中的非生物材料含量的附加益處。

根據(jù)一些實施例，調(diào)節(jié)顆粒的流體動力學特性可以在現(xiàn)場(例如在加氫熱解反應容器內(nèi)，或在用于脫除原料揮發(fā)份的預反應容器內(nèi))進行，尤其就中斷含生物質(zhì)原料中形成所聚結的顆粒來說。顆粒聚結物可以作為例如塑料含量高的結果而形成，所述塑料在軟化或熔融時，可以涂布原料顆粒和/或其它固體顆粒，促使其粘在一起(聚結)。根據(jù)一些實施例，如上文所述的平均粒度減少和/或粒度更均一的改進特征，以及其它改進的流體動力學特性可以指相對于初始原料在預反應容器或加氫熱解反應容器中的處理條件下、在其聚結或部分聚結狀態(tài)下的改進。作為首先采取積極步驟(以使所聚結的原料顆粒碎裂或以其它方式阻止此類聚結物形成)的結果而改進的特征因此可以基于缺乏此類步驟情況下會發(fā)生的假設情形的改進。因此，在一些實施例中，預處理初始原料以產(chǎn)生相比于初始原料來說具有至少一種改進特征的經(jīng)預處理原料的步驟可以通過現(xiàn)場(即在預反應容器或加氫熱解反應器容器中)進行的補救措施(例如攪拌以使顆粒聚結物碎裂或阻止其形成)來滿足。

更一般來說，此類補救步驟可以用于使預反應器或加氫熱解反應器內(nèi)的任何相互作用固體顆粒的聚結物碎裂，或阻止所述聚結物形成，所述聚結物包括(i)原料顆粒、(ii)原料顆粒與固體床材料顆粒、催化劑顆粒和/或炭顆粒、(iii)固體床材料顆粒、(iv)催化劑顆粒和/或(v)炭顆粒的聚結物。根據(jù)特定實施例，預處理和/或加氫熱解步驟可以在減少這些類型聚結物中的任一種的形成的連續(xù)、間歇或局部高速攪拌條件下操作。舉例來說，此類高速攪拌條件可以減少加氫熱解反應容器中的脫氧催化劑顆粒聚結物的形成。特定氣速的使用可以根據(jù)分散的聚結物或在缺乏高速攪拌條件下以其它方式形成的聚結物的特性(例如加氫熱解反應容器中的脫氧催化劑顆粒的聚結物的平均粒度和/或粒度分布)定制。根據(jù)一些實施例，單獨使用高流化氣速可足以使顆粒聚結物碎裂或阻止其形成且由此實現(xiàn)所期望的補救程度?；蛘撸墒褂盟x尺寸范圍的床材料和/或原料，使得在處理條件下，所選尺寸范圍的顆粒的相互作用促進所期望的補救程度。

根據(jù)特定實施例，有效地使顆粒聚結物碎裂或以其它方式阻止其形成的高速攪拌條件可以包括連續(xù)或間歇地局部使用明顯超過(例如至少約2倍、至少約5倍或至少約10倍)流化氣體在預反應容器或加氫熱解反應容器中的總體表觀速度的氣速，或者明顯超過流化氣體在這些相應反應容器的流化顆粒床中的總體平均表觀速度(例如在反應器具有不同橫截面積的情況下)的氣速。舉例來說，流化氣體的總體表觀速度可以按流化氣體的總體積流速除以反應器的平均橫截面積或反應容器內(nèi)的相關固體顆粒床(其可以是流化床)的平均橫截面積來計算。使用氣體注射噴嘴可以在所聚結顆粒容易形成和/或碎裂的所期望區(qū)域中產(chǎn)生局部化的高氣速。高速攪拌條件還可以使用與氣體注射噴嘴組合的內(nèi)部結構(例如擋板或沖擊盤)增強，所述結構和噴嘴可以組合定位以使所聚結的顆粒經(jīng)受足以讓其破裂的沖擊力和/或阻止聚結開始，或至少阻止所形成的聚結物進一步生長。

預反應器蒸氣或其它預處理原料的加氫熱解

在使含生物質(zhì)原料與含二氧化碳氣體和/或含氫氣氣體(或如上文所述的其它預反應器氣體)在含有固體床材料的預反應容器中接觸之后，代表性方法可以包括將如上文所述的預反應器工藝蒸氣流的至少一部分(即，一些或全部)加氫熱解，或以其它方式將如上文所述的預處理原料的至少一部分加氫熱解。

在預反應器用于預處理的實施例中，預反應器可以實現(xiàn)含生物質(zhì)原料的揮發(fā)份脫除和/或至少一些熱解(例如加氫熱解)。一般來說，脫氧反應不以任何明顯的程度發(fā)生，因為這些反應主要是給加氫熱解反應容器和后續(xù)加氫轉(zhuǎn)化反應容器(若使用)預留的。所屬領域的技術人員查閱本發(fā)明后將了解，實現(xiàn)所指定程度的揮發(fā)份脫除和/或加氫熱解所需的預反應器中的操作條件包括溫度、氫分壓和原料駐留時間。由于加氫熱解反應容器和任選的加氫轉(zhuǎn)化反應容器中的脫氧程度明顯，因此相關的加氫熱解和加氫轉(zhuǎn)化步驟通常均是放熱的，即與這些步驟相關的反應涉及熱量的凈產(chǎn)生(盡管孤立的熱解反應是吸熱的)。相比之下，由于在預反應容器中發(fā)生加氫轉(zhuǎn)化的程度相對較低(或在一些情況下，未發(fā)生加氫轉(zhuǎn)化)，因此脫除揮發(fā)份步驟中的脫除揮發(fā)份和任選的熱解一般是吸熱的，即與此步驟相關的反應涉及熱量的凈消耗。為了有效地管理預反應器和加氫熱解反應容器的反應熱力學，可以上調(diào)或下調(diào)預反應器蒸氣流(或引入加氫熱解反應器中的其一部分)的溫度以滿足加氫熱解反應器的溫度要求。舉例來說，根據(jù)一個實施例，預反應器蒸氣流或其一部分的溫度在短時段(例如小于約2分鐘或甚至小于約1分鐘)內(nèi)調(diào)節(jié)至加氫熱解反應器的平均溫度或其平均溫度的約10℃內(nèi)。

鑒于以上考慮因素，若催化劑用作預反應器中的固體床材料，則適用于此類目的的催化劑可以包括相較于加氫熱解反應容器和/或加氫轉(zhuǎn)化反應容器中所用的催化劑具有相對較低脫氧活性的催化劑。根據(jù)一些實施例，來自加氫熱解反應器和/或加氫轉(zhuǎn)化反應器的用過或部分用過的催化劑(例如在加氫熱解和/或加氫轉(zhuǎn)化步驟用過一些時間之后)可以有利地用于預反應器中以提供具有所期望的脫氧活性水平的催化劑。因此，根據(jù)具體實施例，預反應容器中的固體床材料可以包含預先用于加氫熱解反應容器中的用過或部分用過的脫氧催化劑和/或預先用于加氫轉(zhuǎn)化反應容器中的用過或部分用過的加氫轉(zhuǎn)化催化劑，主要由其組成，或由其組成。

因此，根據(jù)特定實施例，預反應器中的固體床材料可以包含從加氫熱解反應器中轉(zhuǎn)移的用過或部分用過的脫氧催化劑、從加氫轉(zhuǎn)化反應器中轉(zhuǎn)移的用過或部分用過的加氫轉(zhuǎn)化催化劑，或其組合。舉例來說，用過或部分用過的催化劑可從這些反應器容器中的一個或兩個中連續(xù)移出且饋入預反應容器中以使得催化劑另外有益地用于預處理原料。應了解，在一些實施例中，預反應器、加氫熱解反應器和加氫轉(zhuǎn)化反應器的催化劑粒度不一定相容，尤其在不同反應器根據(jù)流化床(例如用于預反應器和/或加氫熱解反應器)和固定床(例如用于加氫轉(zhuǎn)化反應器)的不同處理方案操作的情況下。因此，在預反應容器中使用用過或部分用過的催化劑可能需要再調(diào)整尺寸，例如通過研磨或壓碎以達到適用于預反應器中的平均粒度。

提及“用過或部分用過的”脫氧催化劑是指相對于未使用(新鮮)狀態(tài)下的相同催化劑，脫氧活性減少的催化劑。脫氧活性的損失可以通過可控環(huán)境下的對比測試檢驗，其中測試原料實現(xiàn)指定的脫氧程度所必需的反應溫度提供了催化劑活性的度量。較高反應溫度指示較低活性。導致活性至少部分損失、致使其被用過或部分用過且因此在一些實施例中適用于預反應器中的脫氧催化劑的條件可以起因于焦化、被雜質(zhì)(例如金屬)污染或?qū)е禄钚該p失的另一種條件。條件可以是可逆(例如通過催化劑再生和/或催化劑硫化)或不可逆的。

加氫熱解步驟可以在含有氫氣和脫氧催化劑的加氫熱解反應容器中進行，以便產(chǎn)生包含至少一種不可冷凝氣體、部分脫氧的加氫熱解產(chǎn)物和炭顆粒的加氫熱解反應器輸出物。在許多情況下，加氫熱解反應器輸出物將包含H₂、CO、CO₂、CH₄、C₂H₆和C₂H₄中的一或多種作為不可冷凝氣體。然而，視脫氧催化劑的甲烷化活性和水煤氣變換轉(zhuǎn)化活性而定，在以CO、CO₂和H₂為代價的情況下將產(chǎn)生或多或少的甲烷(CH₄)。在高度甲烷化環(huán)境中，加氫熱解反應器輸出物有可能包含極少或不包含作為不可冷凝氣體的CO和/或CO₂(例如含量小于所有不可冷凝氣體的5vol-％，或甚至小于1vol-％)，盡管如此，但仍然包含H₂、CH₄、C₂H₆和C₂H₄中的一或多種。

因此，一般來說，加氫熱解反應器輸出物將包含(i)CO₂、CO和其它不可冷凝或低分子量氣體(例如C₁-C₃烴氣體，包括石蠟烴和烯烴)，以及任何化學計算量過量的在加氫熱解反應器中未耗盡的H₂，(ii)部分脫氧的加氫熱解產(chǎn)物(例如呈可冷凝蒸氣形式)，和(iii)固體炭顆粒。如本文所用，加氫熱解步驟的“部分脫氧的加氫熱解產(chǎn)物”可以包含氧化烴(例如衍生自纖維素、半纖維素和/或木質(zhì)素)，其可在后續(xù)加氫轉(zhuǎn)化方法中經(jīng)受更完全的脫氧(例如產(chǎn)生烴和除去呈CO、CO₂和/或水形式的氧)。然而，術語“部分脫氧的加氫熱解產(chǎn)物”不排除存在一些量的經(jīng)完全脫氧且因此無法進一步脫氧的烴(例如芳族烴，如烷基苯)。根據(jù)一些實施例，相較于在基本上不存在任何脫氧反應的情況下熱解所得的傳統(tǒng)生物油，部分脫氧的加氫熱解產(chǎn)物一般將含有更低的含氧量。這是由于在加氫熱解反應器內(nèi)在氫氣存在下發(fā)生了一定程度的催化脫氧反應。部分脫氧的加氫熱解產(chǎn)物的代表性含氧量一般在約2重量％至約30重量％范圍內(nèi)，且典型地在約5重量％至約25重量％范圍內(nèi)。

如在上述預反應容器的情況下，加氫熱解反應容器可以含有流化床，但在這種情況下包括脫氧催化劑。此流化床中的其它固體可以包括預處理原料或固體，其存在于預反應器蒸氣流中，或者存在于從預反應容器傳送到加氫熱解反應容器的預反應器蒸氣流的一部分中。因此，加氫熱解步驟可以使用脫氧催化劑的流化床進行，且加氫熱解流化氣體可以包含在預反應容器中產(chǎn)生之后加氫熱解的預反應器工藝蒸氣流的至少一部分。加氫熱解流化氣體的代表性表觀氣速一般在約0.03米/秒(m/s)至約6m/s，典型約0.15m/s至約3m/s，且通常約0.3m/s至約1.5m/s范圍內(nèi)。

在加氫熱解步驟之后，代表性方法可以進一步包含從加氫熱解反應器輸出物中除去所有或基本上所有的炭顆粒和/或其它固體顆粒(例如催化劑細粒)以使得經(jīng)提純的加氫熱解反應器蒸氣流中的炭含量降低。除去炭顆粒(如預反應器蒸氣流中可能夾帶的炭顆粒)在對加氫熱解產(chǎn)物(包括經(jīng)提純的加氫熱解產(chǎn)物蒸氣流或其一部分)進行固定床催化轉(zhuǎn)化工藝的工藝中特別重要。在此類情況下，除去細炭顆粒防止發(fā)生與固定床的過早堵塞相關的問題，因為炭顆粒變得滯留于固定催化劑床的空隙內(nèi)。如本文中所定義，除去基本上所有的炭顆粒意指加氫熱解反應器輸出物中至少99重量％的炭顆粒從經(jīng)提純的加氫熱解產(chǎn)物蒸氣流中排除。根據(jù)其它實施例，至少99.9重量％或至少99.99重量％的炭顆粒被排除。

代表性方法可以進一步包含經(jīng)提純的加氫熱解反應器蒸氣流的至少一部分在含有氫氣和加氫轉(zhuǎn)化催化劑的加氫轉(zhuǎn)化反應容器加氫轉(zhuǎn)化，從而產(chǎn)生加氫轉(zhuǎn)化反應器輸出物。經(jīng)提純的加氫熱解反應器蒸氣流(如加氫熱解反應器輸出物)可以包括可冷凝氣體(例如水蒸氣；C₃H₈、C₃H₆和較高分子量烴；和氧化烴，如酚)以及不可冷凝氣體(例如H₂、CO、CO₂、CH₄、C₂H₆和C₂H₄)。一般來說，經(jīng)提純的加氫熱解反應器蒸氣流或其至少一部分將在氣相中完全傳送到后續(xù)加氫轉(zhuǎn)化步驟，而不對此物料流的任何部分進行中間冷凝。然而，也可以進行中間冷凝和再加熱，例如以選擇性地冷凝相對低揮發(fā)性(相對高沸點)的非所需組分，任選地提供冷凝液“洗滌”以除去炭和/或其它固體顆粒(例如催化劑細粒)。在其它實施例中，經(jīng)提純的加氫熱解反應器蒸氣流可以部分地冷凝且以混合的氣相和液相形式傳送到后續(xù)加氫轉(zhuǎn)化步驟。部分冷凝可以在例如從經(jīng)提純的加氫熱解反應器蒸氣流回收熱量(例如通過利用冷卻流進行的熱交換)時或熱量以其它方式損失到環(huán)境時發(fā)生。

如從上文描述顯而易見，離開加氫熱解反應器(且在基本上除去所有炭顆粒之后獲得)的經(jīng)提純的加氫熱解反應器蒸氣流的全部或一部分可以經(jīng)受后續(xù)加氫轉(zhuǎn)化步驟。因此，在加氫熱解與加氫轉(zhuǎn)化步驟之間，經(jīng)提純的加氫熱解反應器蒸氣流可以通過分離或反應而富含一或多種所期望的組分和/或和/或耗乏一或多種非所期望的組分。經(jīng)提純的加氫熱解反應器蒸氣流也可以在加氫轉(zhuǎn)化步驟之前或期間與一或多種其它物料流混合。因此，除非另外指出，否則對經(jīng)提純的加氫熱解反應器蒸氣流的至少一部分加氫轉(zhuǎn)化的步驟意欲涵蓋中間步驟，如分離、反應和/或混合。然而，在一些實施例中，經(jīng)提純的加氫熱解反應器蒸氣流或其一部分可以經(jīng)受加氫轉(zhuǎn)化步驟，而不進行通過分離或反應而富含一或多種所期望的組分和/或耗乏一或多種非所期望的組分的中間步驟(例如在部分冷凝的情況下，其可以用于除去一些固體顆粒)。舉例來說，經(jīng)提純的加氫熱解反應器蒸氣流的一部分可以在其組成的變化極小或無變化的情況下從加氫熱解反應器的整個排出物中分離(且在基本上除去所有炭顆粒之后)。同樣，經(jīng)提純的加氫熱解反應器蒸氣流或其一部分可以經(jīng)受加氫轉(zhuǎn)化步驟，而不是在加氫轉(zhuǎn)化步驟之前或期間與一或多種額外物料流混合。然而，在許多情況下，期望將經(jīng)提純的加氫熱解反應器蒸氣流或其一部分與氫氣或含氫氣氣流混合，從而向如下文所述的加氫轉(zhuǎn)化提供額外氫氣(超過經(jīng)提純的加氫熱解反應器蒸氣流或其一部分中所含的氫氣)。

適用于預反應器(在固體床材料具有催化活性的情況下)、加氫熱解反應器和/或加氫轉(zhuǎn)化反應器中的催化劑在如本文所述的適合氫分壓、溫度和其它條件的環(huán)境中一般具有對含生物質(zhì)原料、預處理原料和/或其加氫熱解反應產(chǎn)物加氫處理的活性。加氫處理意欲廣泛地涵蓋多種可能的反應，包括加氫處理、加氫裂解、加氫異構化和其組合，以及在富氫環(huán)境下發(fā)生的可能寡聚。代表性加氫處理催化劑包括在高表面積載體材料(如耐火無機氧化物(例如二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈦和/或氧化鋯))上包含至少一種第VIII族金屬(如鐵、鈷和鎳(例如鈷和/或鎳))和至少一種第VI族金屬(如鉬和鎢)的加氫處理催化劑。也可以使用碳載體。具有加氫處理活性的代表性催化劑因此包含選自由以下組成的群組的金屬：鎳、鈷、鎢、鉬和其混合物(例如鎳和鉬的混合物)，其沉積于這些載體材料中的任一種或載體材料組合上?？紤]到形成冷凝含水酸(例如已知存在于傳統(tǒng)生物質(zhì)熱解所得的生物油中的酸和/或含生物質(zhì)原料中的雜質(zhì)(例如氯化物)氫化所得的酸)的可能性，對耐腐蝕性的需要在一些情況下可能影響載體材料的選擇。

按無揮發(fā)性催化劑重量計，第VIII族金屬存在于加氫處理催化劑中的量典型地在約2到約20重量％范圍內(nèi)，且通常在約4至約12重量％范圍內(nèi)。也按無揮發(fā)性催化劑重量計，第VI族金屬存在的量典型地在約1至約25重量％范圍內(nèi)，且通常在約2至約25重量％范圍內(nèi)。無揮發(fā)性催化劑樣品可以通過使催化劑在200-350℃下在惰性氣體凈化或真空下干燥一段時間(例如2小時)以便使水和其它揮發(fā)性組分從催化劑中驅(qū)出而獲得。

其它適合的加氫處理催化劑包括沸石催化劑，以及貴金屬催化劑，其中貴金屬選自鈀和鉑。相同或不同類型的兩種或更多種加氫處理催化劑可以用于預反應容器、加氫熱解反應容器和/或加氫轉(zhuǎn)化反應容器或提供基本上完全脫氧的烴液體的加氫轉(zhuǎn)化段容器組合(更充分描述于下文)中。舉例來說，不同加氫處理催化劑可以適用于催化脫氧(例如在加氫熱解反應容器中)或加氫裂解(例如在加氫轉(zhuǎn)化反應容器中)。在一些情況下，加氫轉(zhuǎn)化反應容器中的催化劑和條件可以根據(jù)其在催化加氫裂解中的有效性來選擇，由此增強具有所期望分子量的烴(例如汽油沸點范圍烴)的收率。加氫轉(zhuǎn)化反應容器中的催化劑和條件也可以根據(jù)其在催化加氫異構化中的有效性來選擇，由此增加異烷烴的收率，從而可以提升基本上完全脫氧的烴液體或至少其柴油沸點范圍餾份的品質(zhì)(就降低其傾點和濁點溫度來說)。

代表性加氫裂解催化劑包括US 6,190,535和US 6,638,418中所述的加氫裂解催化劑，所述專利關于這些催化劑的揭露內(nèi)容通過引用結合在此。其它適合的加氫裂解催化劑包括包含沉積于沸石上的選自由以下組成的群組的金屬的催化劑：鐵、鎳、鈷、鎢、鉬、釩、釕和其混合物。用于加氫裂解催化劑載體的代表性沸石可以包括β沸石、Y沸石和MFI沸石。Meier,W.M等人,《沸石結構類型圖譜(Atlas of Zeolite Structure Types)》,第4版,Elsevier:Boston(1996)中描述了Y沸石和MFI沸石的結構且提供了其它參考文獻。代表性加氫異構化催化劑包括US 2009/0077866中描述為“異構化催化劑”的加氫異構化催化劑。US 2009/0077866關于此類異構化催化劑的內(nèi)容結合在此供參考。

如所屬領域中所了解，術語“加氫處理催化劑”涵蓋對于以下中的任一者具有活性的催化劑：有機含氧分子的氫化脫氧以形成水；有機含氧分子的脫羰或脫羧以分別形成CO和CO₂；有機含氮分子的加氫脫氮；和/或有機含硫分子的加氫脫硫。適用于預反應容器、加氫熱解反應容器和/或至少一個加氫轉(zhuǎn)化反應容器的代表性催化劑因此包括如US 6,190,535和US 6,638,418中所述的加氫處理催化劑，所述專利關于這些催化劑的揭露內(nèi)容結合在此供參考。在代表性實施例中，在預反應容器、加氫熱解反應容器和至少一個加氫轉(zhuǎn)化反應容器中的兩者或更多者中所用的催化劑中，催化活性金屬(例如鎳和鉬)可以相同，催化劑的載體材料也相同?；蛘?，載體材料的酸性可以變化，以提供不同程度的加氫裂解功能。舉例來說，若期望基本上完全脫氧的液態(tài)烴產(chǎn)物中的烴分子量減小，則加氫熱解反應器容器中的催化劑所用的載體材料可以是相對低酸性的材料(例如氧化鋁-磷混合物)，而加氫轉(zhuǎn)化反應容器中的催化劑所用的載體材料可以是相對高酸性的材料(例如無定形或沸石二氧化硅-氧化鋁)，由此增強加氫轉(zhuǎn)化反應段催化裂解反應的傾向。酸性可以通過在275℃至500℃的溫度范圍內(nèi)(其超出氨發(fā)生物理吸附時的溫度)使一定量的氨從催化劑的氨飽和樣品中發(fā)生溫度程序化解吸附(temperatureprogrammed desorption；TPD)來測定(例如按每克催化劑的酸位點摩爾數(shù)的單位)。酸位點的量因此對應于在此溫度范圍內(nèi)解吸附的氨摩爾數(shù)。

代表性方法可以進一步包含從加氫轉(zhuǎn)化反應器輸出物中回收基本上完全脫氧的烴液體和氣態(tài)混合物。就此而言，加氫轉(zhuǎn)化反應器輸出物可以包含可冷凝氣體，可以使其中基本上完全脫氧的烴液體(其可以包括一種基本上完全脫氧的較高值液體產(chǎn)物或所述產(chǎn)物的混合物)冷凝且隨后使用一或多種分離方法(包括與冷凝水相的相分離和/或蒸餾)加以分離。舉例來說，相分離可以用于從主要包含冷凝水的水相中回收基本上完全脫氧的烴液體。然后可以利用例如蒸餾獲得基本上完全脫氧的較高值液體產(chǎn)物，如汽油沸點范圍和/或柴油沸點范圍烴餾份。提及烴液體以及可獲自這些液體(例如通過分餾)的較高值液體產(chǎn)物時標示“基本上完全脫氧”可以指總含氧量小于約2重量％、小于約1重量％、小于約5000ppm(按重量計)、小于約2000ppm(按重量計)或甚至小于約1000ppm(按重量計)。低含氧量使得基本上完全脫氧的烴液體容易與冷凝水發(fā)生相分離。有利的是，集成工藝中所產(chǎn)生的任何凈冷凝水將具有一般小于約5000wt-ppm、典型地小于約2000wt-ppm且通常小于約500wt-ppm的低溶解總有機碳(TOC)含量。

從加氫轉(zhuǎn)化反應器輸出物中回收的氣態(tài)混合物一般將包括不可冷凝氣體(例如H₂、CO、CO₂、CH₄、C₂H₆和C₂H₄)且任選地包括少量可冷凝氣體(例如C₃和較重烴)，這取決于氣態(tài)混合物與加氫轉(zhuǎn)化反應器輸出物分離(例如使用氣-液分離器或汽提器實現(xiàn)一或多個理論平衡液體-蒸氣分離段)的條件(即溫度和壓力)。就這種氣態(tài)混合物含有CO、CO₂和烴來說，其至少一部分可以經(jīng)受蒸汽重整，以便產(chǎn)生重整氫氣且改進集成工藝的總體氫氣平衡。這可以有利地減少或甚至消除輸入獲自傳統(tǒng)烴重整的氫氣的需要。因此，根據(jù)一些實施例，基于溫室氣體(GHG)排放值的生命周期評估，根據(jù)美國政府會計實務，對基于石油的碳源的依賴減少可以使從基本上完全脫氧的烴液體中分離的運輸燃料餾份的總體碳排放降低。

加氫熱解反應器中的條件包括一般約300℃至約600℃、典型約400℃至約500℃且通常約410℃至約475℃的溫度。加氫熱解反應器的重量每小時空間速度(WHSV)(按含生物質(zhì)原料或預處理原料的質(zhì)量流速除以加氫熱解反應容器的催化劑存量計算)一般是約0.1hr^-1至約10hr^-1，典型地約0.5hr^-1至約5hr^-1，且通常約0.8hr^-1至約2hr^-1。加氫轉(zhuǎn)化反應器(或可能兩個或更多個加氫轉(zhuǎn)化反應器中的任一個(若使用))中的條件包括一般約200℃至約475℃、典型地約260℃至約450℃且通常約315℃至約430℃的溫度。加氫轉(zhuǎn)化反應器的重量每小時空間速度(WHSV)(按送到加氫轉(zhuǎn)化反應器的饋料的質(zhì)量流速(例如獲自加氫熱解反應器的經(jīng)提純的蒸氣流)除以加氫轉(zhuǎn)化反應容器的催化劑存量計算)一般是約0.01hr^-1至約5hr^-1，典型地約0.05hr^-1至約5hr^-1且通常約0.1hr^-1至約4hr^-1。

加氫熱解和加氫轉(zhuǎn)化的其它代表性操作條件和其重要性更詳細地描述于下文。一些代表性條件還描述于美國專利申請公開號US 2010/0251600、US 20100256428和US2013/0338412中，所述文獻的內(nèi)容全部結合在此供參考。

如這些公開中所述，加氫熱解和加氫轉(zhuǎn)化反應容器中的催化劑和操作條件均可以調(diào)整，以使得從生物質(zhì)衍生分子(例如纖維素、半纖維素和/或木質(zhì)素)除去氧的脫氧反應在產(chǎn)生H₂O的氫化脫氧與產(chǎn)生不可冷凝氣體(分別產(chǎn)生CO和CO₂)的脫羰和脫羧反應之間達成平衡。有利的是，從生物質(zhì)氧產(chǎn)生大量的這些氣體又允許其隨后用于含有其(例如連同輕質(zhì)烴)的氣態(tài)混合物(例如來自加氫熱解反應器輸出物和/或加氫轉(zhuǎn)化反應器輸出物)的重整，以產(chǎn)生集成工藝中所需的氫氣的一些或全部。在使用如本文所述的預反應器的情況下，集成工藝所需的氫氣可以包括預反應器中所耗量的氫氣(例如若含氫氣氣體用作預反應器流化氣體)，以進行脫除揮發(fā)份和/或加氫熱解。

根據(jù)代表性實施例，在加氫熱解和加氫轉(zhuǎn)化之后且任選地還在預處理(包括脫除揮發(fā)份)之后，含生物質(zhì)原料的含氧量的至少約20％或如本文所述的預處理原料的含氧量的至少約20％轉(zhuǎn)化為CO和CO₂。含生物質(zhì)原料或預處理原料的含氧量在這些步驟之后轉(zhuǎn)化為CO和CO₂的代表性轉(zhuǎn)化率范圍是約20％至約80％、約30％至約70％和約40％至約60％，以便如上文所述在氫化脫氧與脫羰/脫羧之間達成適當平衡。此含氧量在這些步驟之后轉(zhuǎn)化為H₂O的代表性轉(zhuǎn)化率范圍是至多約80％、約20％至約80％、約30％至約70％和約40％至約60％。在加氫熱解和加氫轉(zhuǎn)化之后轉(zhuǎn)化的原料或預處理原料含氧量的這些范圍不一定代表通過蒸汽重整的下游轉(zhuǎn)化之后的生物質(zhì)含氧量的最終處置，其中加氫熱解和/或加氫轉(zhuǎn)化中所形成的H₂O可能被消耗掉。根據(jù)一些實施例，蒸汽重整之后，原料或預處理原料含氧量向CO和CO₂的最終處置可明顯較高。舉例來說，根據(jù)其中工藝集成有蒸汽重整的一些實施例，至少約90％且在一些情況下至少約95％的原料或預處理原料含氧量可以用于形成CO和/或CO₂。然而，也應指出，根據(jù)其它實施例，CO和/或CO₂的甲烷化以形成甲烷將用以減少這些量。

根據(jù)一些實施例，生物質(zhì)氧轉(zhuǎn)化為液體和氣態(tài)產(chǎn)物的所需平衡可以在加氫熱解和/或加氫轉(zhuǎn)化反應器中使用中等反應條件(如中等水平的壓力和/或氫分壓)實現(xiàn)，因為相較于在傳統(tǒng)加氫處理操作(例如石油餾份的傳統(tǒng)加氫處理和/或加氫裂解)中使用較高水平的壓力和/或氫分壓，已發(fā)現(xiàn)中等水平的壓力和/或氫分壓在以H₂O為代價的情況下產(chǎn)生CO和CO₂的產(chǎn)率相對更大。加氫熱解和加氫轉(zhuǎn)化反應器中的代表性壓力和/或氫氣分壓(用表壓表示)可以獨立地小于約55巴(例如約7巴至約55巴、約14巴至約41巴，或約21巴至約38巴)。

根據(jù)一些實施例，可能期望加氫熱解反應器壓力與加氫轉(zhuǎn)化反應器壓力基本上相同，例如在正常操作期間，為了至少克服這些容器之間的壓力差，需要加氫熱解反應容器的操作壓力僅略微高于加氫轉(zhuǎn)化反應容器壓力(例如高至多約3.5巴，或高至多約2巴)的情況下。同樣，預反應容器(若使用)可以在僅略微高于加氫熱解反應容器壓力(例如高至多約3.5巴，或高至多約2巴)的壓力下操作。以此方式，可以降低與氣流(例如再循環(huán)含氫氣氣流)壓縮相關的成本。根據(jù)使反應器之間的壓力差最小化的代表性方法，預反應容器可以直接安置于加氫熱解反應容器下方，或者可以其它方式形成加氫熱解反應容器的一部分(即預反應器的固體床材料可以與加氫熱解反應器安置于同一個物理容器中)，在此情況下，預反應器和加氫熱解反應器的操作壓力將基本上相同。

集成的重整步驟所產(chǎn)生的二氧化碳可以有利地用于至少部分地滿足如上文所述的預處理(在預反應容器中)對惰性氣體的需求。根據(jù)特定實施例，重整二氧化碳的一部分(例如第一部分和/或第二部分)可以分別引入(i)預反應容器中用于脫除原料中的揮發(fā)份，(ii)操作一或多個閉鎖料斗，(iii)覆蓋可燃液體，和/或(iv)干燥原料。一部分二氧化碳當引入預反應容器或原料干燥容器中時可以加熱到有效促進與加氫熱解和/或預處理(例如脫除揮發(fā)份)有關的含生物質(zhì)原料發(fā)生所期望的轉(zhuǎn)化的溫度，如本文所述。

集成的重整步驟所產(chǎn)生的額外氫氣可以有利地用于至少部分地滿足如上文所述的預處理(在預反應容器中)和/或加氫熱解(在加氫熱解反應容器中)的氫氣需求。根據(jù)特定實施例，重整氫氣的一部分(例如第一部分和/或第二部分)可以分別引入(i)加氫熱解反應容器以對預反應器蒸氣流或其一部分加氫熱解和/或(ii)預反應容器。這些部分當引入相應反應容器中時，可以加熱到有效促進與加氫熱解和/或預處理(例如脫除揮發(fā)份)相關的含生物質(zhì)原料發(fā)生所期望的轉(zhuǎn)化的溫度，如本文所述。

在初始原料品質(zhì)低的情況下(如雜原子(如鹵素(例如呈含氯化合物，如有機氯化物形式)以及氮(例如呈有機含氮化合物形式)和硫(例如呈有機含硫化合物形式))含量相對較高(相對于此類原料中所含的生物質(zhì))的MSW)，加氫轉(zhuǎn)化反應器輸出物和從加氫轉(zhuǎn)化反應器輸出物中回收的氣態(tài)混合物如上文所述可以含有污染物氣體，包括這些雜原子的氫化反應產(chǎn)物，包括有害量的HCl、H₂S和NH₃，就腐蝕和安全擔憂而言，這可能是有問題的。代表性方法因此可以包含從加氫轉(zhuǎn)化反應器輸出物或氣態(tài)混合物中除去一或多種這些污染物氣體中的至少一部分(例如全部或基本上全部)。此類除去可以通過例如使加氫轉(zhuǎn)化反應器輸出物和/或氣態(tài)混合物的至少一部分與固體吸附劑(如CaCO₃)或具有除氯能力的其它適合礦物質(zhì)(例如呈HCl形式)接觸而實現(xiàn)，如上文所述。根據(jù)其它實施例，污染物氣體可以通過使含有酸性和/或堿性污染物氣體的氣流(包括上述氣流)與適當液體洗滌溶液(例如苛性堿溶液，如NaOH溶液，用于除去酸性污染物氣體)接觸而有效地除去。

其它實施例

根據(jù)一個代表性實施例，一種利用含生物質(zhì)原料(如MSW或藻類)生產(chǎn)液體產(chǎn)物的方法可以包含使原料在含有二氧化碳和/或氫氣和固體床材料的預反應容器中如上文所述脫除揮發(fā)份，以產(chǎn)生包含所夾帶的固體顆粒的預反應器蒸氣流。方法可以進一步包含從預反應器蒸氣流中分離出富含固體的物料流和經(jīng)提純的預反應器蒸氣流(即固體耗盡的蒸氣流，其固體濃度低于預反應器蒸氣流)。經(jīng)提純的預反應器蒸氣流可以充當預處理的原料。在這種情況下，此類預處理原料是在加氫熱解反應容器中經(jīng)受加氫熱解的預反應器工藝蒸氣流的一部分。加氫熱解反應容器可以含有氫氣和第二催化劑或固體床材料(例如脫氧催化劑)，以便加氫熱解步驟產(chǎn)生包含以下的加氫熱解反應器輸出物：(i)至少一種不可冷凝氣體(例如H₂、CO₂、CO和/或一或多種低分子量烴氣體，如CH₄、C₂H₆和/或C₂H₄)，以及在加氫熱解反應器中未耗盡且在此反應器中發(fā)生的任何水煤氣變換反應之后仍存在的任何化學計算量過量的H₂，(ii)部分脫氧的加氫熱解產(chǎn)物(例如呈可冷凝蒸氣形式)，和(iii)平均粒度和/或平均顆粒重量分別小于預反應器蒸氣流中所夾帶的炭顆粒的平均粒度和/或平均顆粒重量的的炭顆粒。方法可以包含從加氫熱解反應器輸出物中除去至少一部分且優(yōu)選基本上所有的炭顆粒，以提供經(jīng)提純的加氫熱解反應器輸出物(即固體耗乏的加氫熱解反應器輸出物，其固體濃度低于加氫熱解反應器輸出物)。方法可以包含在加氫轉(zhuǎn)化反應容器中或者在包含一或多個串聯(lián)或并聯(lián)的加氫轉(zhuǎn)化反應容器的加氫轉(zhuǎn)化段中，使用至少一種加氫轉(zhuǎn)化催化劑對部分脫氧的加氫熱解產(chǎn)物加氫轉(zhuǎn)化。加氫轉(zhuǎn)化是在尚未分離(例如以除去所夾帶的炭顆粒)的上述加氫熱解輸出組分(i)、(ii)和(iii)的至少一部分存在下進行，從而產(chǎn)生基本上完全脫氧的烴液體產(chǎn)物。還產(chǎn)生不可冷凝或低分子量氣體，包括C₁-C₃烴(其可以是石蠟烴或烯烴)，以及在加氫轉(zhuǎn)化反應容器或區(qū)段中發(fā)生的任何甲烷化反應之后仍存在的任何CO和/或CO₂，以及在加氫轉(zhuǎn)化反應容器或區(qū)段中未耗盡且在此反應器或區(qū)段中發(fā)生任何水煤氣變換反應之后仍存在的任何化學計算量過量的H₂。

圖1描繪一種可能的非限制性系統(tǒng)111(其邊界通過框來劃界)，其用于進行相分離步驟，隨后進行蒸汽重整，隨后進行二氧化碳和氫氣的氣體分離。如圖1中所示，氣態(tài)混合物180可以輸送到分離段190。氣態(tài)混合物180可以包含來自加氫轉(zhuǎn)化段或加氫轉(zhuǎn)化反應器的排出物或輸出物(圖1中未繪示)。氣態(tài)混合物180可以包括氫氣和其它不可冷凝氣體(例如CO、CO₂和/或CH₄)。氣態(tài)混合物180可以使用加氫轉(zhuǎn)化段出口熱交換器(圖1中未繪示)冷卻，所述熱交換器可以利用外部熱交換介質(zhì)(例如冷卻水)、所集成工藝內(nèi)部的交換介質(zhì)(例如饋料流)，或其組合。加氫轉(zhuǎn)化段排出物或輸出物180(例如來自單個加氫轉(zhuǎn)化反應器或者此類反應器中的兩個或更多個的輸出物，如下文所述)的冷卻允許此物料流中的組分在分離段190中發(fā)生相分離。

分離段190可以包含一或多級相分離，所述相分離可以例如使用一或多個串聯(lián)操作的閃蒸分離器或者使用填充塔和任選的汽提介質(zhì)(例如流動的汽提氣體)來實現(xiàn)，以實現(xiàn)多個理論平衡液氣分離級。由于氣態(tài)混合物的組分與基本上完全脫氧的烴液體的組分之間在相對揮發(fā)性上存在顯著差異，因此使用單個閃蒸分離器或兩個閃蒸分離器足以實現(xiàn)分離。

來自分離段190的基本上完全脫氧的烴液體195是作為冷凝的餾份或液相形式回收，且氣態(tài)混合物197是作為未冷凝的餾份或氣相形式除去?；旧贤耆撗醯臒N液體195可以使用其它分離設備(未圖示)分餾，例如蒸餾塔或串聯(lián)的蒸餾塔，以獲得基本上完全脫氧的較高值液體產(chǎn)物，如汽油沸點范圍和/或柴油沸點范圍的烴餾份。

經(jīng)分離的氣態(tài)混合物197的至少一部分被引入蒸汽重整器170中，得到蒸汽再循環(huán)流193和氣態(tài)混合物171。蒸汽重整器170可以類似于US 8,492,600中所揭露的蒸汽重整器15。氣態(tài)混合物171包含氫氣和二氧化碳。從蒸汽重整器170中凈產(chǎn)生的氫氣可以再循環(huán)到加氫熱解反應器(圖1中未繪示)中以滿足加氫熱解反應器的一些或全部氫氣需求。來自蒸汽重整器170的氣態(tài)混合物171可以使用氣體分離設備172富集氫氣。氣體分離設備172可以是經(jīng)配置以分離氫氣和二氧化碳的任何適合設備。氣體分離設備172可以選自由以下組成的群組：膜分離單元、變壓吸附(PSA)單元、變溫吸附(TSA)單元、胺洗氣器和其組合。可以配置氣體分離設備172以提供含有高純度氫氣的氣流198以便再循環(huán)到加氫熱解反應器，和含有高純度二氧化碳的氣流173以便借助具有管線161、163、164和167的二氧化碳歧管166再循環(huán)到一或多個位置。可以配置鼓風機或壓縮機(圖1中未繪示)以通過管線161、163、164和167輸送來自系統(tǒng)111的二氧化碳。

管線161可以經(jīng)配置以將來自系統(tǒng)111的二氧化碳輸送到干燥設備(例如如圖2中所描繪的干燥設備117，例如使用鼓風機或壓縮機133)。管線161可以經(jīng)配置以將二氧化碳輸送到原料傳送螺桿129用于原料傳送螺桿129的操作，包括覆蓋。在一個方面中，原料傳送螺桿129可以經(jīng)配置以向干燥器117供應原料113。在一個方面中，管線161可以經(jīng)配置以將二氧化碳輸送到饋料筒131，以便在材料下引期間維持饋料筒131中的壓力。在一個方面中，系統(tǒng)111的分離管線(圖2中未繪示)可以將二氧化碳供應到原料傳送螺桿129和/或不同于管線161的饋料筒131。

管線163可以經(jīng)配置以將二氧化碳輸送到閉鎖料斗系統(tǒng)(例如如圖2中所描繪的閉鎖料斗系統(tǒng)115)。管線163所供應的二氧化碳可以用于閉鎖料斗119的再增壓，包括高壓再循環(huán)筒121和低壓再循環(huán)筒123的再增壓。管線163可以經(jīng)配置以將二氧化碳直接供應到閉鎖料斗119，如圖2所示，且在一個方面中，可以經(jīng)配置以將二氧化碳直接供應到高壓再循環(huán)筒121和/或低壓再循環(huán)筒123。

管線164可以經(jīng)配置以將二氧化碳輸送到其中二氧化碳可以用作另一種流體的載氣的位置或容器(例如如圖3中所描繪并且進一步描述于下文中的預反應器氣體入口114)。管線167可以經(jīng)配置以將二氧化碳輸送到可以使用二氧化碳覆蓋可燃流體(例如如圖2中所描繪的可燃流體127)的儲槽(例如如圖2中所描繪的儲槽125)。

圖2描繪一個可能的用于生物質(zhì)加氫熱解的非限制性實施例，其包括圖1的系統(tǒng)111。根據(jù)這個具體實施例，含生物質(zhì)原料113(例如MSW)可以引入干燥設備117中，在干燥設備117中可以通過來自管線161的二氧化碳進行干燥。在干燥設備117中干燥之后，可以將原料輸送到閉鎖料斗子系統(tǒng)115中。閉鎖料斗子系統(tǒng)115可以包含閉鎖料斗119、高壓再循環(huán)筒121和低壓再循環(huán)筒123。管線161可以經(jīng)配置以將二氧化碳輸送到干燥設備117。管線163可以經(jīng)配置以將二氧化碳輸送到閉鎖料斗子系統(tǒng)115。管線164可以經(jīng)配置以將二氧化碳輸送到其中二氧化碳可以用作另一種流體的載氣的位置或容器(例如如圖3中所描繪并且進一步描述于下文中的預反應器氣體入口114)。管線167可以經(jīng)配置以將二氧化碳輸送到如圖3中所示的儲槽125，其中可以利用二氧化碳覆蓋可燃流體127。

高壓再循環(huán)筒121可以經(jīng)配置以在高壓力下從閉鎖料斗119接收惰性氣體，這使得閉鎖料斗壓力降低到其中惰性氣體(例如二氧化碳)可以轉(zhuǎn)移到低壓再循環(huán)筒123的點。低壓再循環(huán)筒123可以經(jīng)配置以接收惰性氣體(例如二氧化碳)，直到閉鎖料斗壓力下降到所謂的直接降壓到大氣壓為止，因為低壓再循環(huán)筒123中的壓力在那個點幾乎等于閉鎖料斗119的壓力。在閉鎖料斗119再增壓期間，閉鎖料斗最初可以用來自低壓再循環(huán)筒123的再循環(huán)惰性氣體增壓，且隨后可以通過傳送來自高壓再循環(huán)筒121的再循環(huán)惰性氣體而升高到明顯較高的壓力。高壓和低壓再循環(huán)筒均可以減少與設備操作有關的惰性氣體的凈需求，且在此模擬中可以作為惰性CO₂的來源來處置。

在一個方面中，包含生物質(zhì)的物料流可以輸送到入口140，且從入口140輸送到加氫熱解反應器150。入口140可以從閉鎖料斗子系統(tǒng)115接收生物質(zhì)物料流。含高純度氫氣的氣流198可以作為含氫氣氣流144從系統(tǒng)111輸送且引入加氫熱解反應器150中。饋氫鼓風機或壓縮機135可以經(jīng)配置以通過管線198輸送來自系統(tǒng)111的二氧化碳。含有氫氣的物料流144可以在加氫熱解反應器150的底部引入，如圖2所示，且可以用于夾帶通過入口140所供應的含生物質(zhì)物料流中所存在的任何固體顆粒。含有氫氣的物料流144可以在加氫熱解反應器150的多種軸向高度(對應于脫氧催化劑床146內(nèi)部和/或外部的那些高度)引入，用于控制溫度和/或局部氣體速度或者改進氫氣消耗均一性的目的。

加氫熱解反應器150因此可以含有脫氧催化劑床146，所述催化劑床上方是直徑擴大的氣體-催化劑脫離段148。氣體-催化劑脫離段148一般將延伸到高于催化劑床146在加氫熱解反應器150所用的操作條件下的輸送脫離高度(TDH)的高度。氣體-催化劑脫離段148可以提供降低的表觀氣速的區(qū)段，從而促進直徑相對較小的催化劑顆粒有效脫離，否則直徑相對較小的催化劑顆粒會以通過床146的較高表觀氣速淘析。任選地，氣體-催化劑分離可以使用氣體-催化劑脫離段148內(nèi)的機械分離裝置(如旋風分離器(未圖示))進一步改進。

另外，一或多個脫氧催化劑入口152和一或多個脫氧催化劑排出口154可供脫氧催化劑(和任何隨附炭)連續(xù)或間歇地引入加氫熱解反應器150中和/或從加氫熱解反應器150中除去脫氧催化劑(和任何隨附炭)。舉例來說，新鮮的脫氧催化劑可以連續(xù)或間歇地通過脫氧催化劑入口152引入且用過的或部分用過的脫氧催化劑連同任何隨附炭一起可以連續(xù)或間歇地通過脫氧催化劑排出口154除去。二氧化碳可以從系統(tǒng)111輸送(借助管線163或管線164)到類似于圖2中所示的子系統(tǒng)115的子系統(tǒng)，以操作與脫氧催化劑入口152有關的閉鎖料斗。

根據(jù)圖2中所示的實施例，在加氫熱解反應器氣體-固體分離器158中除去加氫熱解反應器輸出物156中基本上所有的炭顆粒。所夾帶的炭顆?？梢允褂脵C械裝置除去，包括過濾器、外部旋風分離器、靜電分離器、液體接觸器(例如鼓泡器)等，以提供炭含量減少的經(jīng)提純的加氫熱解蒸氣流160和任選的富炭物料流162(例如在外部旋風分離器、靜電分離器和提供炭顆粒相對濃的排出物流的其它機械裝置的情況下)。

可以將任選的富炭物料流162輸送到炭筒137中。在一個方面中，二氧化碳可以從系統(tǒng)111輸送(例如借助管線163或管線164)到類似于圖2中所示的子系統(tǒng)115的子系統(tǒng)，以操作對應于炭筒137的閉鎖料斗和/或使炭筒137再增壓。

圖3是替代實施例的示意性流程圖，其包括圖1的系統(tǒng)111、預反應器和加氫熱解反應器。此實施例有效地執(zhí)行含生物質(zhì)原料預處理步驟，隨后對預處理所產(chǎn)生的預反應器蒸氣流進行加氫熱解。根據(jù)這個具體實施例，含生物質(zhì)原料(例如MSW)在與通過預反應器氣體入口114引入預反應器120中的預反應器氣體合并之后，通過原料入口112引入預反應器120的下部(例如底部)。原料和預反應器氣體可以在相同或不同位置(例如在顆粒床116內(nèi))引入預反應器120中。原料與預反應器氣體也可以獨立地在多個位置引入。舉例來說，出于控制溫度和/或局部氣體速度或者改進反應氣體(例如氫氣)消耗均一性的目的，預反應器氣體可以在預反應器120的多個軸向高度(對應于顆粒床116內(nèi)部和/或外部的高度)引入。原料入口112可以從類似于此前關于圖1所述的子系統(tǒng)115的子系統(tǒng)接收原料113。

預反應器氣體可以包含二氧化碳和/或氫氣，其中的任一者或兩者均可以供應自系統(tǒng)111。預反應器氣體在預反應器120內(nèi)可以具有足以使此反應器中所含的顆粒床116中的一些或全部固體顆粒發(fā)生流化的表觀速度。顆粒床116一般包括通過原料入口112所引入的含生物質(zhì)原料顆粒，以及可以最初裝入預反應器120中且由于在顆粒床界面118發(fā)生的氣體-固體分離而滯留于此反應器中的固體床材料，例如在預反應器120內(nèi)的預反應器氣體使顆粒床116流化，但表觀速度不足以夾帶(淘析)固體床材料的情況下。顆粒床界面118因此可以代表擴展或靜態(tài)的致密床相的上部邊界，或者固定床的上部邊界。為了確保固體床材料從離開預反應器120的預反應器蒸氣流136中完全或基本上完全分離，直徑擴大的氣體-固體脫離段124可以包括于此反應器的高于顆粒床界面118的上部(例如干舷區(qū)域)中。氣體-固體脫離段124一般將延伸到高于固體床材料顆粒在預反應器120所用的操作條件下的輸送脫離高度(TDH)的高度。氣體-固體脫離段124可以提供降低的表觀氣速的區(qū)段，從而促進直徑相對較小的固體顆粒有效脫離，否則直徑相對較小的固體顆粒會以通過顆粒床116的較高表觀氣速淘析。任選地，氣體-固體分離可以使用氣體-固體脫離段124內(nèi)的機械分離裝置(如旋風分離器(未圖示))進一步改進。在氣體-固體脫離段124中發(fā)生的此類氣體-固體分離通常有效地提供固體床材料極少(若存在)(例如小于約0.1重量％)的預反應器蒸氣流136，但是在許多情況下，此氣體-固體分離不能有效地除去典型地具有較小粒度且比固體床材料更難以從這個蒸氣流中除去的炭。通常，期望將此炭饋送到下游加氫熱解反應器150，但是也可以采取本文所述的步驟除去此炭。

含生物質(zhì)原料和固體床材料均可使用適用于移動固體顆粒的機械設備(如螺旋輸送器或螺桿擠出機)引入預反應器120中?？梢詥为毣蚺c預反應器氣體組合使用快速移動的載氣流(例如表觀速度大于約5m/s的的惰性氣體)，以便有助于將含生物質(zhì)原料和/或固體床材料引入預反應器120中。如上文所述，緩慢移動(或低表觀速度)的惰性氣體流(如本文所述的CO₂產(chǎn)物)可以沿著固體傳送螺桿傳送，以便對螺桿和其中的材料和/或螺桿所端接的流化床中的局部區(qū)域提供熱管理(加熱或冷卻)。緩慢移動的氣流還可以用作吹掃氣，其阻止加氫熱解工藝(例如反應器)氣氛和工藝蒸氣擴散或者沿著螺桿向上游移動。若這些工藝蒸氣與螺桿內(nèi)部的含生物質(zhì)原料或其它微粒固體接觸，則其會干擾螺桿的操作。

如此前所述，預反應器120中的固體床材料可以充當催化劑、吸附劑、熱傳遞介質(zhì)，或提供這些功能的某一組合。在特定實施例中，此材料可以經(jīng)由床材料入口132連續(xù)或間歇地引入預反應器120中以補償任何損耗(例如由磨耗所致)。另外，可以引入固體床材料以補償特意將固體從顆粒床116中除去所伴隨的損耗。如上文所述，可以從對應于固體顆粒床116內(nèi)的一或多個軸向高度的一或多個固體排出口134除去固體，在所述一或多個軸向高度，具有非所期望的特征或者相對于初始原料(例如通過原料入口112所引入)具有改進的特征的固體含生物質(zhì)原料(例如代表顆粒床116中的固體顆粒的至少一部分)被富集。

根據(jù)一個代表性實施例，在預反應器120的環(huán)境中相對呈惰性的原料顆粒被富集的軸向高度從顆粒床116中選擇性地除去含生物質(zhì)原料。舉例來說，原料顆粒若其組成不允許充分地脫除揮發(fā)份且隨后從預反應器120中淘析，則可能會在顆粒床116中聚積。此類顆粒可以包括玻璃、金屬或塑料的顆粒，在不使用固體排出口134的情況下，其無限期地保留于預反應器120中，導致顆粒床116的比重越來越大，且最終干擾預反應器120的預定操作。

在富含非所期望的特征(如灰分含量高或非生物材料含量高)的含生物質(zhì)原料移出的情況下，預反應器120中剩余的原料相對于初始原料來說必然具有改進的特征，即，灰分含量降低。因此，此移出引起如本文中所定義的預處理步驟，其在預反應器120中現(xiàn)場進行，其中顆粒床116中剩余的原料是預處理原料，此外有離開預反應器120的預反應器蒸氣流136。根據(jù)此實施例，如本文中所定義的預處理步驟和脫除揮發(fā)份步驟均可以在預反應器120中同時進行。通過固體排出口134移出的富含非所期望的特征的原料可以傳送用于非生物材料(例如塑料)的回收/再生或可以其它方式用于進一步處理步驟(例如加氫熱解)，但是使用的方式不同于預處理原料的使用方式。舉例來說，所移出的原料可以在相對于預處理原料不同的位置(例如不同的軸向高度)、不同的溫度和/或通過不同的設備(例如螺桿擠出機)饋入加氫熱解反應容器中。作為在預反應器120中同時進行預處理步驟和脫除揮發(fā)份步驟的另一實例，固體床材料對于腐蝕性物質(zhì)(如氯化物)可以具有吸附能力，在缺乏此類固體床材料的情況下，所述腐蝕性物質(zhì)可以其它方式經(jīng)預反應器蒸氣流136離開預反應器120(例如以HCl形式)。在這種情況下，包括所夾帶的固體顆粒的預反應器蒸氣流136是一種預處理原料，相對于通過原料入口112所引入的初始原料，其具有改進的特征(就減少的腐蝕性物質(zhì)含量來說)。

具有改進的特征或者富含非所期望的特征的從預反應器120移出的原料(且無論是否在如本文所述的集成工藝中進一步處理)的任何使用之前，可以將其從固體床材料中的一些或全部中分離(例如按大小或密度)。以此方式分離的任何固體床材料可以返回到預反應器120，例如通過床材料入口132返回。

在富含所期望特征(例如具有如上文所述的一或多種改進特征)(如具有更均一粒度)的原料移出的情況下，此移出引起如本文中所定義的預處理步驟，其中移出的原料具有改進的特征，使得其在進一步處理步驟(例如加氫熱解)中更容易升級，例如在其從固體床材料中的一些或全部中分離(例如按大小或密度)之后。以此方式分離的任何固體床材料可以返回到預反應器120，例如通過床材料入口132返回。

鑒于前述描述，顆粒床116的流化可有利地用于根據(jù)本文所述的多種可能特征且具體來說與流體動力學特性相關的那些特征(即減少的平均粒度、減少的平均顆?？諝鈩恿W直徑、增加的平均顆粒表面積與質(zhì)量比和更均一粒度)而對通過原料入口112所引入的初始原料進行分級。根據(jù)另一代表性實施例，預反應器120內(nèi)的一部分原料在一組指定的條件下根本不能流化。此類部分因此可以通過安置在顆粒床116的底部或附近的固體排出出口134移出，其中所移出的原料具有減小的平均顆粒表面積與質(zhì)量比(例如富含原料中所含的玻璃或致密金屬顆粒)，由此引起如本文中所定義的現(xiàn)場預處理步驟，其中顆粒床116中剩余的預處理原料具有平均顆粒表面積與質(zhì)量比增加的改進特征。根據(jù)其它實施例，預反應器120中的表觀氣速可以改變(例如通過改變顆粒床116內(nèi)的橫截面積)以分離/濃縮在預反應器120內(nèi)的不同軸向高度具有某些流體動力學特性的固體顆粒。

依據(jù)通過預反應器氣體入口114所引入的氣體、預反應器120中所用的條件和固體排出出口134的定位，可以在預反應器120中進行適合的預處理步驟，任選地與脫除揮發(fā)份步驟組合。如從前述描述顯而易見，如果進行預處理和脫除揮發(fā)份步驟，那么可以對引入預反應器120中的所有原料，或者對此原料的從顆粒床116移出或滯留于此顆粒床中直到充分脫除揮發(fā)份/熱解為止且從預反應器120淘析的不同餾份進行。

當在預反應器120中進行時，原料脫除揮發(fā)份和任選的熱解(例如加氫熱解)需要高溫。因此，在許多情況下，可能期望通過床材料入口132連續(xù)(例如在再生之后，如下文更詳細描述)或間歇地引入的任何固體床材料充當適宜的熱傳遞介質(zhì)，從而將足夠熱量傳遞到預反應器120用于原料脫除揮發(fā)份和任選的熱解。此傳熱功能可以與固體床材料的上述其它功能(包括催化和/或吸附功能)組合。作為固體床材料的一個替代方案或與其組合，熱量可以使用預反應器氣體和含生物質(zhì)原料傳遞到預反應器。含生物質(zhì)原料、固體床材料、預反應器氣體中的任一種或其任何組合可以在進入預反應器120之前加熱。

除充當熱傳遞介質(zhì)以外，固體床材料可以展現(xiàn)催化活性，例如如上文所述的加氫轉(zhuǎn)化(例如加氫處理)催化活性，以促進脫除揮發(fā)份和/或熱解的產(chǎn)物至少一些轉(zhuǎn)化為中間體(其在下游操作中可以進一步反應)，或甚至轉(zhuǎn)化為所期望的最終產(chǎn)物。催化活性可以促進脫除揮發(fā)份和/或熱解的氣態(tài)產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為所期望的組合物，例如就不可冷凝氣體(包括H₂、CO₂、CO和CH₄)的量以及可冷凝氣體(如芳族氧化烴(例如酚和甲酚))的量和類型來說。代表性固體床材料可以具有一或多種特定催化活性，包括脫氧活性、裂解活性、水煤氣變換活性、甲烷化活性和其組合。相關領域的技術人員查閱本發(fā)明時獲悉適用于賦予固體床材料一或多種所期望的催化活性的活性催化劑金屬(例如Co、Mo、Ni、V、W、Pd、Pt、Rh)和催化劑載體材料(例如無定形或結晶金屬氧化物，如二氧化硅和氧化鋁；沸石，如MFI型沸石，包括ZSM-5；和非沸石分子篩，如SAPO型材料)，所述固體床材料在預反應器120的環(huán)境中使用。

根據(jù)一些實施例，至少一些固體床材料的催化活性宜與下游加氫熱解反應器中所使用的類型和程度相同。在其它實施例中，可能期望相同類型，但活性程度(水平)不同的催化活性。在此類實施例中，用于預反應器和加氫熱解反應器中的固體床材料(在這種情況下為催化劑)可以包括類型相同，但載體材料上沉積的活性催化劑金屬量不同的材料?；蛘?，若期望在操作中具有更大的催化活性，則加氫熱解反應器中可以使用新鮮條件下的催化劑；然而，若期望操作中的催化活性降低，則預反應器中可以使用部分用過(例如部分焦化)條件下的相同催化劑。因此，催化劑宜連續(xù)或間歇地從加氫熱解反應器移出(例如在達到指定的焦炭含量或活性減少之后)且連續(xù)或間歇地引入預反應器中。在一個替代性實施例中，若期望預反應器中存在較高的催化活性(相對于加氫熱解反應器)，則前者可以使用新鮮催化劑且連續(xù)或間歇地轉(zhuǎn)移到后者中。

使床材料和未淘析的炭顆粒在中預反應器120的氣體-固體脫離段124中脫離之后，可以從預反應器120中抽出預反應器蒸氣流136。預反應器蒸氣流136一般將包含所夾帶或淘析的炭固體顆粒，任選地與固體床材料顆粒(例如磨損的細顆粒)的組合?？梢钥刂祁A反應器120內(nèi)的流化條件以確立所指定的炭和/或固體床材料截止直徑，高于所述截止直徑，則將炭和/或固體床材料返回到或滯留于顆粒床116中，且低于所述截止直徑，則利用蒸氣流136從預反應器120中移出炭和/或固體床材料。以此方式，可以控制固體原料顆粒的滯留時間，只要阻止原料離開預反應器120直到其脫除揮發(fā)份/熱解到所期望的程度(對應于截止直徑)為止。由于炭和固體床材料潛在不同的密度和表面幾何形狀，因此炭和固體床材料的截止直徑可以是不同的且經(jīng)選擇以實現(xiàn)不同目標。如上文所指出，如旋風分離器的機械設備可以與影響截止直徑的流化條件(例如表觀氣速)組合?？刂铺繙魰r間以及控制預反應器120中的其它條件(包括例如溫度、全壓和/或氫分壓)可以促進含生物質(zhì)原料按定制的方式在顆粒流化條件下脫除揮發(fā)份、熱解和/或加氫熱解，所述方式是根據(jù)原料的初始特征和預反應器蒸氣和/或從顆粒床116抽出的任何原料的所期望特征定制。

除夾帶的炭顆粒以外，離開預反應器120的預反應器蒸氣流136一般還含有脫除揮發(fā)份所形成的氣態(tài)產(chǎn)物且可能還含有由所期望程度的熱解形成的氣態(tài)產(chǎn)物。此類氣態(tài)產(chǎn)物可以包括CO、CO₂、H₂O、烴和氧化烴。除水蒸汽之外的可冷凝蒸氣(如可冷凝烴和氧化烴)構成了脫除揮發(fā)份的脫氧產(chǎn)物。在預反應器120的某些操作條件下，例如在氫氣通過預反應器氣體入口114或作為分離流引入的情況下，以及在使用具有催化甲烷化活性(和潛在的水煤氣變換活性)的固體床材料的情況下，CO和/或CO₂可以基本上或完全轉(zhuǎn)化成CH₄，在此情況下，CO和/或CO₂可以基本上或完全地從預反應器蒸氣流136中消除。在高度甲烷化環(huán)境中，預反應器蒸氣流136可以包含小于5vol-％或甚至小于1vol-％的CO和CO₂組合(按此物料流中的全部不可冷凝氣體的含量計)。

根據(jù)圖3的實施例，將預反應器蒸氣流136饋入任選的預反應器氣體-固體分離器138中，以除去所夾帶的固體，如炭和/或固體床材料的細顆粒。所夾帶的固體可以使用機械裝置(包括過濾器、外部旋風分離器、靜電分離器、液體接觸器(例如鼓泡器)等)除去。若使用預反應器氣體-固體分離器138，則獲得經(jīng)提純的預反應器蒸氣流且供應到固體含量相對于預反應器蒸氣流136來說減少的入口140。依據(jù)分離固體的特定方法，還可以獲得固體含量相對于預反應器蒸氣流136來說增加的富含固體的物料流142。舉例來說，外部旋風分離器、靜電分離器和其它機械裝置可以提供固體顆粒相對濃的連續(xù)的富含固體的物料流142。一般來說，相較于輸送到入口140的經(jīng)提純的預反應器蒸氣流，富含固體的物料流142中的固體顆粒具有更高的平均粒度和/或更高的平均顆粒重量。若使用氣體-固體分離器138，則可以將預反應器蒸氣流136的一部分(即輸送到入口140的經(jīng)提純的預反應器蒸氣流)引入加氫熱解反應器150中。若不使用氣體-固體分離器，則可以將整個預反應器蒸氣流136(包括從預反應器120中所夾帶的固體)引入加氫熱解反應器150中。

除預反應器蒸氣流136的全部或一部分之外，還可以將含有氫氣的物料流144引入加氫熱解反應器150中。含有氫氣的物料流144可以在加氫熱解反應器150的底部引入，如圖3所示，且可以用于夾帶存在于預反應器蒸氣流136或經(jīng)提純的預反應器蒸氣流140中的任何固體顆粒。含有氫氣的物料流144可以在加氫熱解反應器150的多種軸向高度(對應于脫氧催化劑床146內(nèi)部和/或外部的那些高度)引入，用于控制溫度和/或局部氣體速度或者改進氫氣消耗均一性的目的。

加氫熱解反應器150因此可以含有脫氧催化劑床146，所述催化劑床的上方是直徑擴大的氣體-催化劑脫離段148，所述氣體-催化劑脫離段的作用類似于預反應器120的氣體-固體脫離段124。另外，一或多個脫氧催化劑入口152和一或多個脫氧催化劑排出口154可供脫氧催化劑連續(xù)或間歇地引入加氫熱解反應器150中和/或從加氫熱解反應器150中連續(xù)或間歇地移出。舉例來說，新鮮的脫氧催化劑可以連續(xù)或間歇地通過脫氧催化劑入口152引入且用過的或部分用過的脫氧催化劑可以連同任何隨附的炭一起連續(xù)或間歇地通過脫氧催化劑排出口154移出。根據(jù)上述操作的特定類型，所移出的催化劑可以轉(zhuǎn)移到預反應器120的床材料入口132中以提供呈部分用過的催化劑形式的固體床材料。

預反應器蒸氣流136的至少一部分(例如經(jīng)提純的預反應器蒸氣流140)可以在加氫熱解反應器150中、在氫氣和脫氧催化劑存在下經(jīng)受加氫熱解步驟。移出加氫熱解反應器輸出物156，其含有一或多種不可冷凝氣體、水性加氫熱解產(chǎn)物、部分脫氧的加氫熱解產(chǎn)物，和加氫熱解反應容器150中所產(chǎn)生的炭顆粒。如上文關于預反應器蒸氣流136所述，加氫熱解反應器輸出物156中的不可冷凝氣體可以包括H₂、CO₂、CO、CH₄和其混合物，其中相對比例取決于例如脫氧催化劑的甲烷化活性和水煤氣變換活性。在脫氧催化劑具有基本上甲烷化活性的情況下，CO₂和/或CO可以基本上從加氫熱解反應器輸出物156中消除。舉例來說，按存在的所有不可冷凝氣體的量計，加氫熱解反應器輸出物156可以包含小于5vol-％或甚至小于1vol-％的CO和CO₂組合。

根據(jù)圖3中所示的實施例，在加氫熱解反應器氣體-固體分離器158中除去加氫熱解反應器輸出物156中基本上所有的炭顆粒。所夾帶的炭顆?？梢允褂脵C械裝置除去，包括過濾器、外部旋風分離器、靜電分離器、液體接觸器(例如鼓泡器)等，以提供炭含量減少的經(jīng)提純的加氫熱解蒸氣流160和任選的富炭物料流162(例如在外部旋風分離器、靜電分離器和提供炭顆粒相對濃的排出物流的其它機械裝置的情況下)。

圖4描繪一個非限制性替代實施例，其包括圖1的系統(tǒng)111，其中預反應器220和加氫熱解反應器250呈堆疊關系。這種配置在某些情況下可能是有利的，例如在這些反應器220、250中的操作條件(例如溫度和/或壓力)相同或類似的情況下。另外，在預反應器蒸氣236所夾帶的固體顆粒不進行外部分離(例如使用圖3中所示的預反應器氣體-固體分離器)而進入加氫熱解反應器250的實施例中可以利用這種配置。使用這種配置，可以通過預反應器氣體入口214提供加氫熱解反應器250和任選的預反應器220的部分或全部氣體需求，包括氫氣需求。然而，這些氣體需求的一部分或全部可以替代性地通過預反應器氣體入口214和含有氫氣的物料流244的組合(任選地與其它氣體入口(未圖示)的組合)提供。

通過使預反應器蒸氣236向上流動可以在一定程度上有助于加氫熱解反應器250中的脫氧催化劑床246與預反應器220中的顆粒床216分離，且就此而言，此蒸氣的表觀速度可以隨著其進入加氫熱解反應器250(例如通過位于加氫熱解反應器250基部的收縮口275傳送此蒸氣)時增加。收縮口275的橫截面積一般小于預反應器220的橫截面積，或至少小于預反應器220的氣體-固體脫離段224的橫截面積。收縮口275可以被一或多個機械分離元件(如篩、網(wǎng)、惰性材料等)覆蓋以維持加氫熱解反應器250內(nèi)的脫氧催化劑床246。舉例來說，收縮口275可以被具有適合尺寸或直徑的孔口的篩覆蓋，其允許預反應器蒸氣236中所淘析的固體顆粒傳送到加氫熱解反應器250中，但不允許脫氧催化劑傳送到預反應器220中。

如從圖4中所描繪的實施例的前述描述顯而易見，預反應器220和加氫熱解反應器250可以一起構成單一容器。如圖3中所描繪的實施例，預反應器220和加氫熱解反應器250可以分別包括氣體-固體脫離段224和氣體-催化劑脫離段248，其分別延伸到顆粒床216和脫氧催化劑床246上方的足夠高度，以便有效地使預反應器蒸氣236中的固體床材料與加氫熱解反應器輸出物256中的脫氧催化劑脫離。此脫離的效率或程度可以使用機械分離裝置(如旋風分離器(未圖示))在氣體-固體脫離段224和/或氣體-催化劑脫離段248內(nèi)改進。脫離段224、248內(nèi)發(fā)生的有效脫離(不論是否使用機械分離裝置)不排除預反應器蒸氣236中的少量固體床材料和/或加氫熱解反應器輸出物256中的少量脫氧催化劑的存在，其中這些少量包含由例如磨耗所致的機械碎裂產(chǎn)生的細固體顆粒。此類細固體顆粒以及所夾帶的炭顆?？梢岳眠M一步分離步驟除去，例如使用加氫熱解反應器氣體-固體分離器258產(chǎn)生經(jīng)提純的加氫熱解蒸氣流260和任選的富炭物料流262(相對于加氫熱解反應器輸出物256，其還可以富含除炭之外的其它固體，如催化劑和/或其它固體床材料)。氣體-固體分離器258可以包括關于圖3中所描繪的實施例所述的用于除去離開加氫熱解反應器的所夾帶炭顆粒和/或其它固體的任何裝置。

相對于圖3中所描繪的實施例所述的其它特征按與圖4中所描繪的實施例相同或類似的方式發(fā)揮作用。這些特征包括原料入口212、預反應器氣體入口214、含有氫氣的物料流244、床材料入口232和脫氧催化劑入口252。這些特征還包括固體排出口234、富炭物料流262和脫氧催化劑排出口254。固體(例如原料、固體床材料和/或催化劑)引入預反應器120、220或加氫熱解反應器150、250中可以使用適用于移動固體顆粒的機械設備(如螺旋輸送器或螺桿擠出機)完成。快速移動(或高表觀速度)的載氣流(例如包含如本文所述的CO₂產(chǎn)物且具有大于約5米/秒的表觀速度的惰性氣體)可以單獨使用或與本文所述的工藝氣體物料流組合使用，以便有助于引入固體。或者，可以使用緩慢移動(或低表觀速度)的惰性氣流提供固體輸送設備(例如固體傳送螺桿)的熱管理(加熱或冷卻)。

同樣，從預反應器120、220或加氫熱解反應器150、250中抽出固體(例如富含灰分含量或具有一些其它非所期望特征的原料)可以使用類似設備(如除固體螺桿，或者使用溢流管、依序循環(huán)的閉鎖料斗或其它已知設備)完成。根據(jù)一個特定實施例，從預反應器120、220的固體排出口134、234抽出的固體可以包括如上文所述的具有催化加氫處理活性的固體床材料。此活性隨時間推移而降低，因為雜質(zhì)，如碳(焦炭)、熔融塑料和其它反應產(chǎn)物或原料雜質(zhì)，沉積于固體床材料上。因此，作為加氫處理催化劑的固體床材料在從固體排出口134、234移出之后可以經(jīng)受適合的再生，所述再生是通過將所聚積的焦炭和其它雜質(zhì)與氧氣燃燒以產(chǎn)生再生的固體床材料，所述再生的固體床材料可以返回到預反應器120、220(例如通過床材料入口132、232)或甚至引入加氫熱解反應器150、250(例如通過脫氧催化劑入口152、252引入)。再生催化劑的任何此類再生和再使用之前，可能期望將所移出的固體床材料(例如用過的加氫處理催化劑)與顆粒床116、216中所含的其它固體(例如由原料產(chǎn)生的炭顆粒和/或原料中所含的惰性材料)在移出固體床材料的位置(例如預反應器120、220的軸向高度)分離。以類似方式，任選地在與脫氧催化劑床146、246中所含的其它固體(例如炭顆粒)在移出脫氧催化劑的位置(例如加氫熱解反應器150、250的軸向高度)分離之后，也可以使從加氫熱解反應器150、250的脫氧催化劑床146、246抽出的脫氧催化劑再生。

有利的是，從預反應器120、220中抽出的固體床材料或從加氫熱解反應器150、250中抽出的脫氧催化劑的流化床再生(以至少部分地恢復加氫處理活性)可以按如上文關于預反應器120、220的操作所述的類似方式同時用于對各種固體進行分級。即，具有不同流體動力學特性的固體可以在適當?shù)牧骰瘲l件(例如表觀氣速)下，在流化床再生容器內(nèi)的不同軸向高度分離/濃縮，從中可以將其抽出以實現(xiàn)所期望的分離。舉例來說，在從預反應器120、220抽出固體床材料的情況下，表面積與質(zhì)量比相對較低的更難以流化(或根本不能流化)的顆粒(例如金屬、玻璃和/或其它惰性材料)可以傾向于靠近流化床底部(或在流化床底部)濃縮。根據(jù)基于流體動力學特性的其它示例性分離，可以從流化床再生容器的上部或頂部抽出灰分(呈脫碳的炭形式)(例如作為在離開氣流中淘析的顆粒，如燃燒(煙道)氣體排出物)。焦炭含量減少的再生催化劑可以從流化床再生容器的中心區(qū)段(例如從流化顆粒床內(nèi)部)抽出且返回到預反應器120、220且/或用于加氫熱解反應器150、250中。根據(jù)其它實施例，流化床再生容器中的表觀氣速可以改變(例如通過改變流化床內(nèi)的橫截面積)以便分離/濃縮在再生容器內(nèi)的不同軸向高度具有某些流體動力學特性的固體顆粒。

一些加氫處理催化劑且具體地說具有Co、Ni和/或Mo作為催化金屬的催化劑(例如CoMo和NiMo催化劑)需要這些金屬以其硫化(或氧化)狀態(tài)存在以保持催化活性。具體地說，若硫化催化劑在其正常使用期間未暴露于足夠的硫(例如呈H₂S形式)，則其可能由于硫化金屬位點的損耗而隨時間推移失活。因此，從預反應器120、220抽出的固體床材料或從加氫熱解反應器150、250抽出的脫氧催化劑可以經(jīng)受流化床硫化，就對具有不同流體動力學特性的固體顆粒進行分級來說，其具有與上文關于流化床再生所述相同的優(yōu)點。因此，基于顆粒的不同流體動力學特性的上述示例性分離適用于流化床硫化和流化床再生。因此，在從氣態(tài)排出物流中分離所淘析的細固體的情況下，可以從再生容器的燃燒(煙道)氣體排出物或硫化容器的含有氫氣的硫化排出物中除去這些固體。

不同于涉及所沉積焦炭在氧化環(huán)境中燃燒的催化劑再生，適合的催化劑硫化是在還原條件下進行。用于固體床材料或脫氧催化劑硫化的優(yōu)選流化氣體主要是具有少量硫化氫(H₂S)或在硫化條件下形成H₂S的前驅(qū)物化合物的含氫氣氣體。舉例來說，流化氣體可以包含至少50摩爾％H₂(例如約50摩爾％至約99摩爾％)和小于約3摩爾％H₂S(例如約250摩爾-ppm至約3摩爾％，且更典型地約1000摩爾-ppm至約1摩爾％)。除所抽出的硫化催化劑以外，在升高的溫度下使用此類含氫氣流化氣體也促進沉積于催化劑上的焦炭加氫氣化，以及可以攜帶到流化床硫化容器中的任何炭加氫氣化。加氫氣化可以有利地除去固體床材料或脫氧催化劑的焦炭沉積物，從而可以有助于恢復催化活性或其它功能(例如吸附能力)。另外，焦炭和炭的加氫氣化可以用于在來自流化床硫化容器的氣態(tài)排出物中形成甲烷和其它輕質(zhì)烴。在一個特定實施例中，適合的甲烷化催化劑(例如負載的鎳催化劑)可以用于促進在加氫氣化條件下產(chǎn)生甲烷，或者在針對來自流化床硫化容器的氣態(tài)排出物進行(例如在甲烷化反應器中)的單獨反應步驟中產(chǎn)生甲烷。

圖5描繪并有系統(tǒng)510的集成加氫熱解方法的一個實施例，其包括加氫熱解反應器和任選的預反應器，其為具有中間工藝管線和設備的單獨容器，如關于圖3所述；或呈堆疊關系，如關于圖4所述。圖5的實施例進一步并有圖1的系統(tǒng)111。因此，系統(tǒng)510的輸入包括原料入口312用于引入含生物質(zhì)原料(例如MSW)，以及預反應器氣體入口314和含有氫氣的物料流344(若使用)用于將氣態(tài)饋料分別引入預反應器和加氫熱解反應器中。任選的輸入包括床材料入口332和脫氧催化劑入口352。系統(tǒng)510的任選的輸出包括富含固體的物料流342，以及固體排出口334、富含炭的物料流362，和脫氧催化劑排出口354。

如圖5中所示，加氫熱解反應器輸出物中的基本上所有炭顆粒除去之后的經(jīng)提純的加氫熱解蒸氣流360傳送用于進一步處理。如上文所述，經(jīng)提純的加氫熱解蒸氣流360一般包含至少一種不可冷凝氣體(例如H₂、CO、CO₂和/或CH₄)、水蒸汽和包含部分脫氧的加氫熱解產(chǎn)物的其它可冷凝蒸氣。為了在加氫轉(zhuǎn)化段375中獲得所期望的條件，在需要時可以調(diào)節(jié)(加熱或冷卻)經(jīng)提純的加氫熱解蒸氣流360的溫度，例如使用加氫轉(zhuǎn)化段入口熱交換器365。加氫轉(zhuǎn)化段入口熱交換器365可以使用外部熱交換介質(zhì)(例如冷卻水或高壓蒸汽)、集成工藝內(nèi)部的交換介質(zhì)(例如饋料流)，或其組合。加氫轉(zhuǎn)化段375可以包含一或多個加氫轉(zhuǎn)化反應容器。根據(jù)一個實施例，加氫轉(zhuǎn)化段375中使用單個加氫轉(zhuǎn)化反應容器。反應容器可以含有單一類型的加氫轉(zhuǎn)化催化劑，用于通過進一步脫氧而將部分脫氧的加氫熱解產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為基本上完全脫氧的烴產(chǎn)物，所述烴產(chǎn)物最終可以冷凝以提供具有上述特性的基本上完全脫氧的烴液體。

適用于加氫轉(zhuǎn)化段375中的催化劑包括如上文所述的具有加氫處理活性的催化劑以促進所期望的氫化脫氧、脫羰和脫羧反應，其比例可以根據(jù)加氫轉(zhuǎn)化段375(包括一或多個加氫轉(zhuǎn)化反應容器)中所用的特定操作條件(例如壓力或氫分壓)來控制。需要從呈氣體NH₃、H₂S和/或HCl形式的部分脫氧的加氫熱解產(chǎn)物中除去雜原子時，此類催化劑也可用于促進加氫脫氮、加氫脫硫和/或加氫脫氯，所述的部分脫氧的加氫熱解產(chǎn)物可以通過其氣態(tài)混合物的下游相分離從完全脫氧的烴液體中除去。除去雜原子的需要很大程度上取決于所處理的特定含生物質(zhì)原料的特性，包括這些雜原子的含量。

根據(jù)一些實施例，加氫轉(zhuǎn)化段375中使用單個加氫轉(zhuǎn)化反應容器，其含有具有加氫處理活性和任選的上述其它加氫處理活性(例如加氫裂解和/或加氫異構化活性)的催化劑?？梢允褂脝我淮呋瘎┨峁┎煌钚?例如除加氫裂解活性之外，催化劑還憑借在載體材料上引入酸位點而具有加氫處理活性)。另外，可以使用多種催化劑提供不同活性，所述多種催化劑具有如上文所述的不同加氫處理活性，其安置在位于加氫轉(zhuǎn)化反應容器內(nèi)的離散催化劑床(例如主要具有加氫處理活性的上游催化劑床，用于進行所期望程度的脫氧；和主要具有加氫裂解活性的下游催化劑床，用于減少基本上完全脫氧的烴液體的分子量)中。另外，可以使用均一分散于整個單一催化劑床中的多種催化劑(使用多種催化劑的所期望混合比)提供不同活性。

根據(jù)又其它實施例，加氫轉(zhuǎn)化段375可以包含兩個或更多個加氫轉(zhuǎn)化反應容器，其例如并聯(lián)或串聯(lián)安置且含有具有不同加氫處理活性且在不同條件(例如不同壓力和/或溫度)下操作的催化劑。在一個特定實施例中，含有具有加氫處理活性的催化劑的第一加氫轉(zhuǎn)化反應容器可以與含有具有加氫裂解活性的催化劑的第二加氫轉(zhuǎn)化反應器串聯(lián)且在其上游安置。另外，這些第一和第二加氫轉(zhuǎn)化反應器可以并聯(lián)安置。如所屬領域的技術人員將了解，且受益于獲自本發(fā)明的知識，不同加氫處理催化劑在以各種配置布置的一或多個加氫轉(zhuǎn)化反應容器中的使用可以基于所處理的特定含生物質(zhì)原料的特性定制，以使基本上完全脫氧的烴液體獲得所期望的特征。

含有氣態(tài)混合物(包括氫氣和其它不可冷凝氣體(例如CO、CO₂和/或CH₄))的加氫轉(zhuǎn)化段輸出物380(例如來自加氫轉(zhuǎn)化反應器的排出物或輸出物)可以使用加氫轉(zhuǎn)化段出口熱交換器385冷卻，所述熱交換器可以利用外部熱交換介質(zhì)(例如冷卻水)、集成工藝內(nèi)部的交換介質(zhì)(例如饋料流)或其組合。加氫轉(zhuǎn)化段輸出物380(例如來自單個加氫轉(zhuǎn)化反應器或者兩個或更多個此類反應器的輸出物，如上文所述)的冷卻使得此物料流中的組分在系統(tǒng)111所含的分離段(即如上文關于圖1所述的分離段190)中發(fā)生相分離。還提供如上文關于圖1所述的來自系統(tǒng)111(包括管線161、163、164和167)的其它輸出物，其包含適用作如本文所述的CO₂產(chǎn)物的高純度二氧化碳。含有高純度氫氣的物料流198可以再循環(huán)到系統(tǒng)510的加氫熱解反應器和/或任選的預反應器，且基本上完全脫氧的烴液體195可以代表系統(tǒng)111的其它輸出物。

本文所述的適合預處理步驟的使用可以有效地升級其它類型的初始原料，包括含有較高含量的塑料、惰性材料和催化劑毒物的MSW。盡管這是因為傳統(tǒng)方法不能實現(xiàn)令人滿意的結果且還盡管這是因為生物質(zhì)熱解和加氫熱解技術甚至不能一般性地識別或涵蓋預處理步驟(包括本文所述的那些步驟)的使用、不能升級極低值材料(例如MSW或藻類)且使得其適用于在包含加氫熱解和加氫轉(zhuǎn)化的其它步驟的集成工藝中處理。

總體上，本發(fā)明的各方面是與加氫熱解方法有關，其中獲自此類方法的二氧化碳(CO₂)產(chǎn)物可以充當容易利用的惰性氣體用于本文所述的一或多種且優(yōu)選所有的惰化功能。具有本發(fā)明知識的所屬領域技術人員將認識到可以對這些方法作出各種變更而這些變更不脫離本發(fā)明的范圍。用于解釋理論或所觀察現(xiàn)象或結果的機制應解釋為僅具有說明性且不以任何方式限制所附權利要求書的范圍。盡管有了前文說明書，但本發(fā)明已結合其某些優(yōu)選實施例加以描述，且已闡述細節(jié)用于圖解說明目的，但所屬領域的技術人員顯而易見的是本發(fā)明存在其它實施例且本文所述的某些細節(jié)可以顯著變化而這些變化不脫離本發(fā)明的基本原理。應了解，可以對本發(fā)明的特征進行修飾、改變、變化或替換而這些不會明顯脫離本發(fā)明的精神。舉例來說，可以改變各種組件的尺寸、數(shù)目、大小和形狀以適于特定應用。因此，本文所說明和描述的特定實施例僅用于說明性目的，且不限制如所附權利要求書中闡述的本發(fā)明。