[发明专利]生物柴油的生产及其在油砂处理中的应用

说明书

技术领域

本发明总体涉及通过微生物方法生产生物柴油，还涉及使用生物柴 油通过溶剂提取从油砂回收重油。

背景技术

术语“生物柴油(biodiesel)”指的是一般具有8-25个碳原子的甲酯或 乙酯。生物柴油一般衍生自甘油三酸酯油。目前用于制造生物柴油的甘 油三酸酯油的来源包括植物(如大豆、油菜(canola)、玉米和向日葵)、 再生的食用油和动物油脂。甘油三酸脂油可通过酯交换反应转化成生物 柴油，所述酯交换反应是用醇基置换甘油基的反应。对于该反应，可使 用的催化剂包括氢氧化钠和氢氧化钾。可使用的醇反应物包括甲醇和乙 醇。

网站http://www.soygold.com/applications/applications.htm列出了生 物柴油在主要作为燃料油的用途以外的各种不同的潜在应用。所列举的 应用包括各种清洁用途和作为溶剂的应用，如用于手部清洁、去油污、 去油漆、金属切割工具用润滑剂、去粘和防锈。此外，U.S专利6,764,542 公开了生物柴油作为添加剂降低沥青(asphalt)粘度的使用。类似地，U.S. 专利6,827,841公开了向石油沥青(petroleum pitch)添加生物柴油。尽管如 此，除了作为燃料应用以外，生物柴油的广泛使用还是有限的。

发明内容

本发明公开了获得烃类和烃类混合物(如重油)的方法的实施方式。 与常规方法相比，本发明公开的方法的某些实施方式更为环保、更加安 全和/或更有效。

一些实施方式包括将含重油的材料(如油砂或石油的底物)和含生物 柴油的溶剂混合形成混合物，以及将混合物分离成富含烃类的溶剂相和 残余砂相。溶剂含有例如约5％-约100％的生物柴油。生物柴油可以是例 如衍生自没有经过漂白和/或除臭的天然油脂。分离后，可以将地下残余 砂相运送到从其处提取含重油材料的位置。

一些实施方式包括将固体的含沥青质的材料和足以将部分固体的含 沥青质材料转化成液体的一定量的溶剂混合。该固体的含沥青质的材料 的实例包括烷烃溶剂处理(alkane solvent processing)沥青(bitumen)得到 的沉淀物和高温处理重油得到的沥青(pitch)。所得液体可用作燃料产生电 或蒸汽。还可将液体产物进一步转化成有机产品如表面活性剂、烯烃、 醇、酯或它们的组合。

一些实施方式可包括从地下回收重油。这些实施方式可包括例如向 含重油的原位地质构造(in-situ geological formation)引入含生物柴油的溶 剂(如约5％-约100％的生物柴油)，和从该地质构造中收集含有生物柴油 和重油的混合物，如在溶剂通过重力流过至少部分地质构造后收集混合 物。可在高于收集混合物的位置引入溶剂。收集混合物后，能够通过管 道将混合物运送到地上。气相和/或水能够在使用或出售重油和生物柴油 之前从混合物分离出。混合物中的至少部分生物柴油能够被回收和再循 环。

本发明还公开了制造酯(如生物柴油)的方法和从该方法获得的酯(如 生物柴油)的实施方式。该方法包括例如对烃相(如衍生自生物质(biomass) 的烃相)进行微生物消化从而形成含脂肪酸的液体，和将脂肪酸与醇反应 生成酯(如生物柴油)。微生物消化可通过混合烃相和真菌类(fungi)培养物 如penicillium waxmani的培养物而进行。该方法代表从富有烃类资源(如 煤)衍生可用燃料的一个特别有效的方法。例如烃相可包括难以在其它工 艺中使用的石油沥青质和/或煤沥青质。将煤转化成生物柴油的实施方式 的一个实例包括在生物反应器中将煤和真菌类培养物混合，从生物反应 器提取生物液体(bioliquor)，使使用过的煤残渣从生物液体中沉淀出，并 使生物液体与醇反应生成生物柴油。生物液体的任何未反应部分随后可 再循环回生物反应器中作进一步处理。

理应明白，本概述是非穷尽的描述，所有实施方式不需要包括上述 全部特征或优点。此外，实施方式还具有其它不同的特征、方面和优点。 随着本说明书的说明，上述各种不同的特征、方面和优点将会更清晰明 确。

附图说明

图1的示意图示出利用生物柴油溶剂从油砂提取重油的工艺和装置 的实施方式。

图2的示意图示出将煤转化成生物柴油的工艺和装置的实施方式。