| [캐나다] 수송 연료의 재생 자원 비율을 향상시키는 새로운 방법
셀룰로오스계 바이오 연료와 바이오 화학제품을 제조하는 회사인 아이오겐 코퍼레이션(Iogen Corporation)은 액체 수송 연료들의 재생 에너지 함유량을 증가시키는 새로운 방법을 개발하고 있으며 특허를 출원하였다.
이 생산 방법은 재생 수소를 생산하기 위한 바이오 가스의 처리가 포함되어 있으며 생산된 재생 수소는 선정된 정제 수소화 설비들을 통해서 전통적인 액체 연료들의 수율을 향상시키는 수소 자원으로 이용된다.
아이오겐사는 재생 수소가 매년 50~60억 갤런이 휘발유와 경유 생산에 이용될 수 있는 정제 용량이 있을 것으로 추정하고 있다. 아이오겐사는 매립지의 바이오가스 이용을 초기에 상업화할 것이며 이후 현재 개발하고 있는 셀룰로오스계 에탄올 시설들에서 바이오가스를 이용한 생산까지 확대할 것이라고 발표했다.
‘재생 연료들을 생산하기 위한 방법(Method For Producing Renewable Fuels)’이란 제목의 발명은 연료, 특히 액체 수송 연료를 생산하는 방법이 될 수 있다.
이 공정은 (i) 연소가능한 유체 원료물질, 주로 바이오가스로부터 재생 수소의 생산, (ii) 재생 수소를 이용하여 액체 탄화수소를 수소화 처리하기 위한 운전 조건에서 재생 수소와 탈황된 원유에서 유래된 액체 탄화수소와 반응, (iii) 휘발유를 위한 배출 기준과 비교하여 보다 적은 온실가스 배출량을 가지는 연료 생산(휘발유는 배출 기준보다 적어도 20% 이상 저감되며 공정 방법에 따라서 배출 기준보다 30%, 40%, 50% 이상 저감될 수 있음), (iv) 기술된 방법으로서 재생 연료 크레디트(renewable fuel credit) 확보 등으로 구성된다.
또한 재생 수소는 원유에서 유래된 액체 탄화수소를 동시에 탈황처리하고 수소화 처리하기 위한 조건 하에 반응기에서 원유에서 유래된 액체 탄화수소를 추가적으로 탈황 처리할 수도 있다. 원유에서 유래된 액체 탄화수소와 결합된 수소는 재생 수소의 양과 동일 또는 2/3 정도이다.
아이오겐사는 1차로 다양한 방법들을 통해서 바이오가스(바이오가스는 주목적인 메탄과 더불어 이산화탄소, 황화수소, 물, 산소, 질소, 할로겐 화합물질들이 함유되어 있음)를 정제하려고 한다.
이후 바이오가스는 정제소로 수송되어 기존의 알려진 방법들을 통해서 수소로 전환될 수 있다. 이용하는 방법들은 자열 개질(Autothermal reforming, ATR), 증기 메탄 개질(SMR)과 추가적인 수성가스 반응들이다. 이후 수소는 수소화처리 또는 탈황 공정들에 이용될 수 있다.
온실가스 총 배출량은 최대 60%까지 저감되어 미국에서 규정한 셀룰로오스계 바이오 연료의 기준을 만족시킨다고 아이오겐사가 주장하였다.
아이오겐사는 셀룰로오스계 재생 연료 크레디트 생산을 위한 승인을 받기 위하여 EPA, CARB와 자문을 받고 있다. 아이오겐사는 개발되고 있는 2개의 대형 셀룰로오스계 에탄올 플랜트들에서 개발된 기술을 이용할 계획을 가지고 있다고 말했다.
[원문보기]
Iogen proposes new method to increase renewable content of transportation fuels; renewable hydrogen from biogas for refinery hydrogenation units
Cellulosic biofuel and biochemical company Iogen Corporation has developed and filed for patents on a new method to increase the renewable energy content of liquid transportation fuels.
The production method involves processing biogas to deliver renewable hydrogen and then incorporating the renewable hydrogen into conventional liquid fuels via selected refinery hydrogenation units.
The company estimates there is refining capacity in place to incorporate 5-6 billion gallons per year of renewable hydrogen content into gasoline and diesel fuel. Iogen says it will initially commercialize the approach using landfill biogas, and then expand production using biogas made in the cellulosic ethanol facilities it is currently developing.
The invention can be considered as a method of producing a fuel, preferably a liquid transportation fuel, comprising the steps of (i) producing renewable hydrogen from a combustible fluid feedstock, preferably a biogas derived combustible fluid feedstock; (ii) combining the renewable hydrogen with a desulfurized, crude oil derived liquid hydrocarbon in a reactor under conditions to hydrogenate the liquid hydrocarbon with the renewable hydrogen; (iii) producing a fuel that has associated with it lower greenhouse gas emissions compared to baseline emissions for gasoline, preferably at least 20% lower than baseline emissions for gasoline, more preferably at least 30%, 40% 50% lower than baseline emissions for gasoline; and optionally (iv) receiving a renewable fuel credit as described herein and known in the art.
Alternatively, an amount of renewable hydrogen can be combined with a crude oil derived liquid hydrocarbon and an additional effective amount of hydrogen of sufficient quantity to desulfurize the crude oil derived liquid hydrocarbon in a reactor under conditions to simultaneously desulfurize and hydrogenate the crude oil derived liquid hydrocarbon, where preferably the amount of hydrogen that becomes bonded to the crude oil derived liquid hydrocarbon is greater than or equal to two thirds of the amount of renewable hydrogen.
—“Method For Producing Renewable Fuels”
Broadly, Iogen envisions first purifying the biogas (which contains impurities such as carbon dioxide, hydrogen sulfide, water, oxygen, nitrogen and halogenated compounds in addition to the desired methane) via a variety of methods.
The biogas is then transported to the refinery, where it can be converted to hydrogen via known methods including, but not limited to autothermal reforming (ATR), steam methane reforming (SMR) and additional water gas shift reactions. The hydrogen can then be fed into refinery hydrogenation or desulfurization processes for fuels.
The overall greenhouse gas emissions are reduced by more than 60%, meeting the threshold for cellulosic biofuel in the USA, Iogen claimed. Iogen said it is actively consulting with the EPA and CARB to gain pathway approval for cellulosic RIN and LCFS credit generation.
Biogas is produced today from landfills, wastewater treatment plants, waste digestion facilities, and farm digesters with well-proven technology. We can now take biogas and make specification gasoline and diesel with renewable content using well-proven existing refining operations. It is a win for everybody.
—Patrick Foody, Iogen’s Executive Vice President, Advanced Biofuels
The company says it is planning to use the technology in association with two large-scale US cellulosic ethanol plants it is developing, resulting in increased overall cellulosic biofuel yields per unit of feedstock, lower unit capital costs, and lower water usage per unit of biofuel production.
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