[發明專利]具有用于氫化加工成運輸燃料的化學組成的天然油的衍生和轉化

有效

• 申請號: 201180063392.0
• 申請日: 2011-12-12
• 公開（公告）號: CN103298917A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 雅各布·博爾登;約翰·W·沙巴克爾
• 申請（專利權）人: BP北美公司
• 主分類號: C10L1/02
• 分類號: C10L1/02;C10G3/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 劉慧;楊青

技術領域

本發明涉及適用于生物燃料生產的方法、裝置和/或原料以及由所述生物燃料生產得到的生物燃料組合物。

背景技術

源自于積累油的生物體的天然油已經被用作健康和營養食品、被用作潤滑劑并且還被用作燃料。天然油具有許多來源，例如來自于生產油的種子作物（例如大豆、油菜籽、麻風樹屬）、動物加工的副產物（例如豬油和牛脂）、光合微生物（例如藻類、微藻類、藍細菌）以及異養微生物（例如酵母、真菌、霉菌）。廣泛的來源自然賦予了各種各樣的產物組成和特性，包括例如脂肪酸飽和水平、鏈長度和雜質。通過應用遺傳工程以改良產物特性，能夠進一步擴大天然油的這種多重來源。

在燃料應用中，天然油的重要衍生物來自于甘油酯的酯交換。由于其作為食品的廣泛流行，天然油-種子及其組成已成為工業標準。例如，油菜籽油的組成分布情況被認為是生物來源的FAME（脂肪酸甲酯）的公認標準。油菜籽油的脂肪酸分布情況為：富含18-碳脂肪酸，尤其是不飽和酸。下表顯示了作為x:y的脂肪酸的統計分析，其中x是碳的數目，y是碳鏈中不飽和鍵的數目。

表1：油菜籽的脂肪酸范圍

脂肪酸16:018:018:118:218:3占全部的%1-100.5-2.550-7015-356-12

不幸地，作為柴油燃料，由具有這樣的組成的油制成的生物柴油燃料具有某些缺點。如下表中所示，油菜籽生物柴油的傾點相對高（-7至-4℃），并且不飽和鍵經受氧化降解，限制了儲存壽命。油菜籽生物柴油的密度相對高，并且十六烷與最終的石油柴油一致，限制了通過摻混更低品質的重質材料（例如芳族化合物）來擴展柴油供應的能力。

也可以將油菜籽油進行氫化處理，由此將甘油酯轉化成鏈烷烴，例如通過如下操作：

·利用氫進行催化還原（即，C18脂肪酸變為nC18鏈烷烴+水，并且丙三醇變為丙烷+水）

·催化脫羧或熱脫羧（即，C18脂肪酸變為nC17烴+CO₂，隨后進一步反應以制得nC17鏈烷烴、甲烷和CO）。

在氫化處理期間，典型地，油菜籽油中約一半的脂肪酸經由氫化而發生反應，另一半經由脫羧而發生反應。在任一種情況下，該過程產生具有優異的十六烷（即>80）的直鏈鏈烷烴，但冷流性差。此外，長的鏈長度（例如C18）需要進一步加工（例如異構化和/或裂化）以改善產物的冷流性。

當對氫化處理的長鏈鏈烷烴產物進行進一步的加工、特別是異構化以改善冷流性時，結果是具有改善的冷流性的燃料，例如下表2中的可再生柴油。然而，由進行這種進一步的加工而造成的得率損失是相當大的。

表2：生物柴油和可再生柴油的性質的比較

因此，對于替代性甘油酯組合物，存在著需求和期望，所述替代的甘油酯組合物提供改善的氫化處理原料和最終的柴油燃料產物。

發明內容