[发明专利]用于从天然存在的油脂的复杂混合物生产生物石脑油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及由天然存在的油脂(fats&oils)的复杂混合物在联合生物精炼(integrated bio-refinery)中生产生物石脑油。原油的有限供应和日益增加的成本以及对降低基于化石的二氧化碳排放的需求已经促使寻求用于生产烃产品例如生物石脑油和生物柴油的替代方法。所述生物石脑油可用作常规蒸汽裂化的原料。由来自活生物体的有机物质构成，生物质是世界上主要的可再生能源。

背景技术

由于数十年的经验和在现有实践上的连续改进，油脂的工业化学是成熟的技术。天然油脂主要由甘油三酸酯和一定程度的游离脂肪酸(FFA)组成。许多不同类型的甘油三酸酯在自然界中由植物或动物来源产生。发现油脂中的脂肪酸是对甘油进行酯化的(三酰基甘油)。所述酰基是在通常与甘油进行酯化的末端处具有羧基的长链(C₁₂-C₂₂)烃。油脂通过化学组成和其脂肪酸部分的结构表征。所述脂肪酸部分可为饱和的或含有一个或多个双键。油脂的整体性质通常以“皂化值”、“碘值”、“未皂化值”进行说明。所述“皂化值”(表示为一摩尔氢氧化钾所皂化的脂肪的克数)是平均分子量的指示和因此是链长的指示。所述“碘值”(表示为在与一氯化碘的反应中被脂肪消耗的碘的重量百分数)是不饱和度的指示。

油脂的一些典型来源和各自的脂肪酸组成在表1中举例给出。

此时存在可利用的其它潜在原料，即捕集器(trap)和污水(sewage)脂膏(grease)以及其FFA可超过50％的其它非常高游离脂肪酸的脂膏。

油脂的主要来源是棕榈和棕榈仁、大豆、油菜籽、向日葵、椰子、玉米、动物脂肪、乳脂。

在不久的将来将变成可利用甘油三酸酯的潜在新的来源，即由麻风树属(Jatropha)提取的那些和由微藻类(microalgue)产生的那些。这些微藻类可积聚基于干重多于30重量％的类脂(lipid)，并且它们可在露天水池(open basin)中利用大气CO₂或者在密闭的光生物反应器中培养。在后一情形中，所需的CO₂可来源于俘获并且注入到所述光生物反应器中的化石烃的使用。化石CO₂的主要来源是发电站、用于精炼厂的锅炉、用于在精炼厂和蒸汽裂化器中使烃物流达到高温或者在烃转化中提供反应热的蒸汽裂化器炉。特别地，蒸汽裂化炉产生大量CO₂。为了提高这些炉的废气中的CO₂浓度，可以使用例如富氧燃烧(oxycombustion)、化学循环(looping)或者CO₂吸收的技术。在富氧燃烧中，从空气中提取氧气并且将该纯氧用于燃烧烃燃料以得到仅含水和CO₂的物流，从而容许容易地将CO₂浓缩用于储存或再利用。在化学循环中，固体材料充当从再氧化区到燃烧区的氧转移剂，在再氧化区中经还原的固体用空气再氧化成氧化的固体，在燃烧区中烃燃料借助于氧化的固体燃烧并且因此得自燃烧区的流出物仅含水和CO₂。CO₂的吸收可借助于贫溶剂进行，所述贫溶剂在压力下和典型地在低温下高度优先吸收CO₂，并且当减压和/或加热时将释放所述CO₂。和是可商购获得的用于除去和浓缩CO₂的技术。CO₂的其它来源为来自如下的副产物：碳水化合物发酵为乙醇或其它醇，以及从由生物质制造的合成气除去过量CO₂或煤气化。

US 2007/0175795报导了使烃和甘油三酸酯接触以形成混合物，和使该混合物在固定床反应器中与加氢处理催化剂在足以制得包含柴油沸程烃的反应产物的条件下接触。实施例展现了这样的混合物的加氢处理提高了所得烃混合物的浊点和倾点。

US 2004/0230085报导了制造生物来源的烃组分的方法，其特征在于所述方法包括至少两个步骤，第一个步骤是加氢脱氧步骤和第二个步骤是异构化步骤。所得产物具有低的凝固点和高的十六烷值，并且可作为柴油或作为溶剂使用。

US 2007/0135669报导了支化饱和烃的制造，其特征在于使包含不饱和脂肪酸或者与C1-C5醇的脂肪酸酯、或者其混合物的原料经历骨架异构化步骤以及之后的脱氧步骤。结果展现了可获得非常好的浊点。