[發明專利]轉化生物油的方法

無效

• 申請號: 201410082833.7
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN104031677A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: J·阿西卡拉;A·古鐵雷斯
• 申請（專利權）人: 芬歐匯川集團
• 主分類號: C10G57/00
• 分類號: C10G57/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陶家蓉

發明領域

本發明涉及生物油的轉化，由此改變生物油的組成，酸度降低并且改善生物油的穩定性。本發明也涉及將生物油與至少一種醇經過共沸蒸餾，然后醇解得到轉化的生物油。本發明也涉及可通過所述方法得到的轉化的生物油。

發明背景

使用多種方法和工藝得到不同性質和組成的生物油。例如可以使用任意合適的熱處理和熱解等從生物質中得到生物油。

熱解通常理解為在沒有或有限提供的氧化劑如空氣或氧的情況下加熱使得有機物質化學分解。熱解能夠用于將生物質轉化為熱解油，其為生物油的一個示例。商業熱解應用一般不是集中在炭的產生(慢速熱解)就是集中在液體產品，熱解油的產生(快速熱解)。慢速熱解和快速熱解工藝都可用于熱解油的制造。

在生物質(例如木質纖維素材料)的熱解過程中，在400-700℃范圍內的溫度下進行，大部分的纖維素和半纖維素以及部分木質素一般崩解以形成在熱解溫度下為蒸氣的較小和較輕的分子。在冷卻過程中，部分蒸氣冷凝形成液體產物，稱為熱解油。

生物油是化學化合物，包括反應性醛類和酮類的復雜混合物。所述的反應性化合物互相反應，從而形成具有較高分子量的復雜分子并且生物油的粘度增加。例如，生物質衍生的熱解油通常包含水、輕揮發物和非揮發物。另外，熱解油具有高酸度，其通常導致腐蝕問題、顯著的水含量和高氧含量。

基于木材的熱解油是木材或森林殘留物的熱解的產物并且其通常含有羧酸、醛、酮、碳水化合物、熱降解的木質素、水和堿金屬。含氧化合物(通常40-50重量％)和水(通常15-30重量％)使得熱解油在化學和物理上是不穩定的。雖然熱解油相比木材具有較高的能量密度，但是它們是酸性的(pH約為2)并且與傳統燃料不相容。另外，熱解油具有高粘度和高固體含量。弱穩定性和高酸度是使用熱解油或較長時間儲存中的關鍵問題之一。

由于其不穩定性，生物油被快速轉化為半固體并且逐漸轉化為固體物質，其對于任意其它目的而言是很難儲存或使用的。因此，按照現有的實踐，有必要進一步快速加工生物油以避免與穩定性相關的問題。

由于所述生物油的組分的復雜混合物，生物油并且尤其是熱解油的提煉來提供燃料或燃料組分通常是非常困難的。例如，熱解油通常由超過200種鑒定的化合物組成，其需要非常不同的條件來將它們進一步轉化為燃料組分或燃料的前體。這通常通過在氫氣存在下在氫化催化劑上對所述熱解油加氫處理來進行。由于熱解油通常含有最高達50重量％的氧，完全去除氧需要大量的氫氣，甚至高達1000L／kg熱解油。所得的輕組分變為氣態產物(氫氣、甲烷、乙烷等)而重組分變為焦炭和重油。重油混合物需要進一步提煉以產生燃料餾分并且這個過程需要大量的氫氣和通常各種不同的催化劑以得到需要的產物。

CN102643687A暗示向生物油中以1-21重量％的量加入甲醇來改善穩定性，由此能夠降低粘度并且能夠防止熱解油中水含量的增加。

WO2012／061005A2教導了將熱解油轉化為烴類燃料的方法，其中熱解油與包含一種或多種醇類物質的進料在反應器中接觸以形成醇解產物，并且在氫氣存在下將所述的醇解產物與加氫處理催化劑接觸。

WO2010／099058A2涉及改變熱解油的含量的方法，其中在允許含有羰基的組分和醇或胺之間的縮合的條件下用霧化的醇或胺處理熱解油蒸氣，并且冷凝熱解油蒸氣和反應產物以形成具有增加的酯或酰胺含量的熱解油產物。

盡管有這些涉及生物油的正在進行的研究和開發，仍然存在提供改善的用于以高效和經濟的方式將生物油轉化為更有價值組分的工藝和方法的需求。

發明內容

本發明涉及轉化生物油的方法，由此改變生物油的組成，酸度降低并且改善所述生物油的穩定性。具體地，本發明涉及轉化生物油的方法，其中包含生物油的原料與至少一種醇經過共沸蒸餾以得到液體組分，并且是該液體組分經過醇解以形成轉化的生物油，即醇解產物。在該方法中，可以得到具有改善的穩定性和較低復雜度的包括酯和縮醛的組成的轉化的生物油。

本發明也提供轉化的生物油，其可被用作例如加熱油，和作為用于生產燃料、燃料組分、精細化學品和用于化學生產的化學結構模塊以及溶劑的方法中的起始材料。

轉化生物油的方法包括以下步驟，其中包含生物油的原料與至少一種醇經過共沸蒸餾，并且在適于同時酯化和縮醛形成的條件下進行醇解以得到轉化的生物油。

因此，本發明的一個目的是提供一種高效和經濟地轉化生物油的方法，由此改變所述生物油的組成、降低粘度并且改善穩定性。