PROCEDIMIENTO PARA LA PREPARACIÓN DE COMBUSTIBLES LÍQUIDOS A PARTIR DE BIOMASA.

Procedimiento para preparar de forma continua un producto de hidrocarburos que tiene una densidad de energía mejorada a partir de biomasa,

que comprende

- una primera etapa en la que una alimentación acuosa que contiene biomasa se somete a un tratamiento que comprende llevar la alimentación en una sola etapa desde una presión de 5 bar o inferior a una presión d.

100 - 250 bar, -una segunda etapa en la que la alimentación presurizada se mantiene a una temperatura entre 180 y 280º C durante un período de 5 a 60 minutos, a dicha presión d.

100 - 250 bar, formando de esta manera una mezcla de reacción y en la que la primera etapa y la segunda etapa se llevan a cabo de forma consecutiva o simultáneamente.

- una etapa de reacción en la que la mezcla de reacción se calienta durante un período de 1 a 60 minutos a una temperatura superior a 280º C, pero inferior a 350º C.

Procedimiento para la preparación de combustibles líquidos a partir de biomasa La presente invención se refiere a un procedimiento para preparar de forma continua a partir de biomasa un producto que contiene hidrocarburos que tiene una densidad de energía mejorada.

Existe un interés muy difundido por la producción de energía a partir de recursos diferentes a los combustibles fósiles. Estimulados tanto por los argumentos ambientales para reducir la contaminación mediante la utilización convencional de combustibles fósiles, así como por razones de economía para encontrar medios para proporcionar energía cuando las fuentes de petróleo o gas se agoten o sean económicamente poco atractivas, se han dirigido importantes esfuerzos hacia procedimientos para proporcionar energía a partir de las llamadas fuentes de bajo consumo o combustibles de bajo poder calorífico tales como desechos y/o residuos industriales, municipales y agrícolas. Cuando la energía se puede producir a partir de fuentes de bajo consumo, estos procedimientos no sólo son interesantes por razones ambientales, también son interesantes porque proporcionan medios más baratos de producción de energía en zonas que carecen de fuentes de combustibles fósiles convencionales o de medios de transporte confiables para distancias muy grandes. Dichas áreas pueden ser áreas más remotas o menos desarrolladas y el transporte de los combustibles fósiles convencionales resultaría costoso e ineficiente.

Las solicitudes de patentes internacionales WO 95/14850 y WO 96/41070 describen procedimientos en los que la energía se recupera a partir de desechos carbonáceos mediante trituración de los desechos en pequeñas partículas, formando una suspensión de partículas en agua con un contenido de sólidos aproximadamente del 5% en peso y presurizando la suspensión para convertir la mayoría del oxígeno enlazado químicamente a CO2, lo que resulta en que la mayor parte del carbono reaccione. La separación de las partículas carbonizadas y la resuspensión de las partículas dio como resultado una suspensión con una concentración aproximadamente del 55% en peso de partículas carbonizadas. La reacción de la suspensión que contiene las partículas carbonizadas con aire da como resultado la conversión de las partículas en energía térmica, aplicable para varios propósitos.

La solicitud de patente EP-A 0204354 se refiere a un procedimiento para la preparación de líquidos que contienen hidrocarburos a partir de biomasa. En esta publicación, la biomasa está preferentemente en forma de partículas con un tamaño que permite que las partículas pasen a través de un tamiz de 5 mm. La biomasa en partículas se resuspende en agua en una proporción de agua con respecto a biomasa de 1:1 a 20:1. La suspensión se introduce en una cámara de reacción y se calienta a una temperatura de 300-370º C durante un período de más de 30 segundos a una presión que aumenta en un intervalo desde 90 x 105 hasta 300 x 105 Pa. Después de las etapas de separación y aislamiento se obtiene un producto líquido que contiene hidrocarburos ("crudo") con un contenido de oxígeno residual inferior al 20% en peso.

En vista del interés permanente en desarrollar más procedimientos para la generación de energía más respetuosos del medio ambiente y por un uso más evidente de los recursos naturales, existe la necesidad de mejorar los procedimientos de generación de energía conocidos en la actualidad.

Uno de los inconvenientes del procedimiento conocido tal como se da a conocer describe en el documento EP-A 0 204 354 es que se ha demostrado que la confiabilidad de estos procedimientos es variable. Si estos procedimientos de generación de energía a partir de combustibles de bajo poder calorífico se implementan a gran escala o en zonas menos desarrolladas, la confiabilidad de estos procedimientos se convierte en una cuestión clave para su factibilidad económica.

Por lo tanto, se encontró que era necesario proporcionar condiciones de funcionamiento más confiables y permitir un funcionamiento más económico del procedimiento del tipo tal como se describe el documento EP-A 0 204 354. Además, existe la necesidad de una proporción de agua con respecto a biomasa relativamente baja a efectos de proporcionar una economía térmica del procedimiento eficiente y mejorada.

Por consiguiente, uno de los objetivos de la presente invención es dar a conocer mejoras en la tecnología descrita y superar de otra manera los inconvenientes presentes en la técnica.

Es también un objetivo de la presente invención dar a conocer un producto a partir de biomasa con una densidad de energía mejorada, que se puede utilizar, preferentemente de forma directa, en la generación de energía o puede ser procesado adicionalmente para obtener productos que contienen hidrocarburos, preferentemente en forma líquida. Es también un objetivo de la presente invención dar a conocer un procedimiento, preferentemente un procedimiento continuo, para la generación de productos que contienen hidrocarburos, preferentemente líquidos, con una densidad o contenido de energía mejorados. Otro objetivo de la presente invención es dar a conocer un procedimiento en el que la alimentación puede ser procesada con una proporción de agua con respecto a biomasa inferior. Además, es un objetivo de la presente invención aumentar la eficiencia térmica general de la conversión de biomasa en productos con una densidad de energía aumentada, tales como productos de hidrocarburos y permitir más variación en la alimentación de biomasa.

Ahora se ha encontrado que mediante una secuencia específica de etapas y condiciones específicas del procedimiento, la biomasa puede ser convertida en una pasta que tiene una densidad de energía mayor. Esta pasta se utiliza, por ejemplo, como un producto intermedio en la generación de energía o se convierte en un producto de hidrocarburo líquido. También se ha encontrado que mediante una secuencia específica de etapas y/o condiciones del procedimiento la preparación continua de productos de hidrocarburo líquidos a partir de biomasa con un rendimiento y/o un aumento de la eficiencia (térmica) total del procedimiento se lleva a cabo de una manera mejorada. Cabe señalar que los procedimientos según la presente invención permiten la optimización posterior sin apartarse del concepto inventivo de la presente invención.

Por consiguiente, la presente invención se refiere a un procedimiento tal como se define en las reivindicaciones 1

13.

El procedimiento según la presente invención da a conocer la formación de una pasta a partir de biomasa. Durante la etapa de presurización y/o la etapa en la que la alimentación se calienta para formar una pasta se encontró, sin estar limitados a esto, que la estructura de la biomasa se debilita. Las moléculas más grandes presentes en la alimentación se reducen en tamaño y/o se reduce la cantidad de reticulación. De forma más precisa, se cree que las estructuras macromoleculares y/o poliméricas presentes en la alimentación tales como polímeros celulósicos, polímeros fibrosos y similares se degradan de forma significativa o, como mínimo, se reducen en tamaño. La estructura fibrosa se suaviza y la mezcla resultante es sustancialmente líquida y de fácil transportación. Los componentes más solubles se disolverán y se podrán utilizar ventajosamente en otras partes del procedimiento.

El primer tratamiento que comprende someter la alimentación a un aumento de presión, no necesita, antes del primer tratamiento, la preparación por separado de una suspensión de la biomasa.

En el contexto de esta solicitud, el término suspensión se define como un material fluido que comprende una fase líquida continua en la que está dispersa una fase sólida en partículas. Las partículas sólidas en una suspensión tienden a sedimentar a menos que se tomen medidas especiales para estabilizar la suspensión.

Mediante el procedimiento de la presente invención, la alimentación se lleva directamente a la presión del procedimiento o posteriormente o de forma simultánea se calienta. Esta etapa evita la utilización de procedimientos de suspensión previamente conocidos en la técnica, cuyos procedimientos tienen que ser ajustados al tipo de biomasa. Esto permite la utilización de una variedad más amplia de fuentes de biomasa.

La biomasa se lleva hasta la proporción de agua con respecto a biomasa deseada mediante la adición de agua y se alimenta directamente en el procedimiento. Esto permite una operación... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para preparar de forma continua un producto de hidrocarburos que tiene una densidad de energía mejorada a partir de biomasa, que comprende 5

- una primera etapa en la que una alimentación acuosa que contiene biomasa se somete a un tratamiento que comprende llevar la alimentación en una sola etapa desde una presión de 5 bar o inferior a una presión d.

100. 250 bar,

-una segunda etapa en la que la alimentación presurizada se mantiene a una temperatura entre 180 y 280º C durante un período de 5 a 60 minutos, a dicha presión d.

100. 250 bar, formando de esta manera una mezcla de reacción y en la que la primera etapa y la segunda etapa se llevan a cabo de forma consecutiva o simultáneamente.

- una etapa de reacción en la que la mezcla de reacción se calienta durante un período de 1 a 60 minutos a 15 una temperatura superior a 280º C, pero inferior a 350º C.

2. Procedimiento, según la reivindicación 1, que comprende además una fase de separación y aislamiento, que comprende separar y/o aislar el gas resultante y las fracciones que contienen hidrocarburos.

3. Procedimiento, según las reivindicaciones 1 ó 2, en el que después de la etapa de reacción la mezcla de reacción se enfría mediante evaporación instantánea de la mezcla que contiene el producto.

4. Procedimiento, según las reivindicaciones 1-3, en el que la fracción que contiene hidrocarburos se separa en una fracción más ligera y una fracción más pesada. 25

5. Procedimiento, según las reivindicaciones 1-4, en el que la alimentación de biomasa acuosa tiene una proporción de agua con respecto a biomasa, como mínimo, de 3.

6. Procedimiento, según las reivindicaciones 1-5, en el que durante la segunda etapa se forma una mezcla de 30 reacción en la que las estructuras macromoleculares en la alimentación se degradan y/o se despolimerizan.

7. Procedimiento, según las reivindicaciones 1-6, en el que el calentamiento de la alimentación en la etapa de reacción se lleva a cabo mediante la introducción de un gas que contiene oxígeno.

8. Procedimiento, según la reivindicación 4, en el que la fracción más pesada se somete a una reacción adicional.

9. Procedimiento, según las reivindicaciones 1-8, en el que durante la etapa de reacción la mezcla de reacción se convierte sustancialmente en un producto que contiene hidrocarburos. 40

10. Procedimiento, según la reivindicación 8, en el que la fracción más pesada es transformada posteriormente en un reactor de flujo pistón.

11. Procedimiento, según las reivindicaciones 1-10, en el que antes de calentar la mezcla de reacción, como 45 mínimo, se separa parte del líquido acuoso que contiene componentes fermentables.

12. Procedimiento, según las reivindicaciones 1-11, en el que el tamaño de partícula promedio de los sólidos en la biomasa es de 5-15 mm, preferentemente de 10-15 mm.

50 13. Procedimiento, según las reivindicaciones 1-12, que comprende además una etapa de extracción después de la etapa de reacción.