[发明专利]处理生物基材料的方法和用于处理所述生物基材料的设备

说明书

本发明涉及一种用于处理可再生生物基材料的方法，该方法包括以下步骤：在反应器中的支撑件上催化剂的存在下使生物基材料与氢反应以形成经处理的油；(i)使所述经处理的油通过蒸馏单元和吸附单元以形成绿色柴油；和/或(ii)使所述经处理的油通过至少一个蒸馏塔以将经处理的油分离成至少一个组分以及使所述至少一个组分通过吸附塔；并且其中所述反应器包括用于控制所述反应器的温度的冷却功能；其中所述冷却功能是内部冷却功能和外部冷却功能中的至少一个。

技术领域

本发明涉及处理可再生资源、特别是生物基(bio-based)材料的方法，以及用于处理所述生物基材料的设备。

背景技术

对本发明的背景的以下讨论旨在促进对本发明的理解。然而，应当理解，该讨论并不是承认或认可在本申请的优先权日时所提及的任何材料在任何司法管辖区中被公开、已知或为公知常识的一部分。

由于全球变暖和诸如化石燃料、原油和石油的不可再生资源的有限供应，需要提供从可再生的替代来源可获得的可燃液体燃料。不可再生资源的使用可能会对温室气体排放具有显著影响。因此，与不可再生资源相比，使用可再生的替代来源可以减少温室气体排放并且更加环境友好。

生物燃料正越来越被考虑为用于各种应用(例如发动机中)的可行的可再生资源。生物燃料的示例包括生物质衍生物、生物气和液体燃料，并且可以被广泛地划分为生物醇、生物柴油、绿色柴油、植物油、生物醚、生物气、合成气以及固体生物质燃料。

使用生物燃料存在各种挑战。例如，在发动机中使用生物燃料(例如植物油)要求显著的发动机修改，包括更换管道和喷射器构造材料，使得与不可再生资源(例如柴油或汽油)相比，可以维持发动机性能。此外，由于较高的磨损和撕裂，这可能导致发动机故障的发生率增加，所以维护成本可能增加。

此外，处理生物燃料的常规方法遭受各种缺点。例如，植物油可能经受与诸如甲醇的醇进行酯交换，由此形成生物柴油。然而，酯交换可能伴随着缺点，例如需要对原料进行预处理使得可以获得高品质的生物柴油，并且在生物柴油可以被使用并且满足工业标准之前需要移除副产物。

另外，植物油或动物油的热裂化或催化裂化可能导致较宽范围的可能的不希望的产物，这可能损害所期望的产物的产率。例如，利用包括氧化铝的催化剂的处理导致总体上非选择性方法，由此导致所期望的产物的低纯度和低产率。

鉴于上述情况，存在对于一种处理生物燃料使得经处理的生物燃料可以适合用作可燃液体油的方法的需要。还存在开发一种改善上述缺点中的至少一个的处理生物基材料的方法的需要。

发明内容

待由本公开或本发明解决的技术问题是提供一种用于制造绿色柴油和相变材料的经处理的油，其适合于在例如但不限于发动机、汽车零件和建筑物的应用中使用。具体地，可以通过一种无需使用任何石油化学来源作为起始材料(或原材料)的处理的方法获得本发明的经处理的油。

待由本公开或本发明解决的另一个技术问题是提供一种用于处理生物基材料使得可以获得所期望的产物的高纯度的方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种处理可再生生物基材料的方法，该方法包括以下步骤：在反应器中的支撑件上催化剂的存在下使生物基材料与氢反应以形成经处理的油；(i)使经处理的油通过蒸馏单元和吸附单元以形成绿色柴油；和/或(ii)使经处理的油通过至少一个蒸馏塔以将经处理的油分离成至少一个组分，并使所述至少一个组分通过吸附塔；并且其中反应器包括用于控制反应器的温度的冷却功能；其中冷却功能是内部冷却功能和外部冷却功能中的至少一个。有利地，可以在一步方法中获得经处理的油并使用蒸馏步骤和吸附步骤的组合进一步被处理以形成绿色柴油、PCM和/或工业溶剂。因此，可以获得绿色柴油、PCM和/或工业溶剂的高纯度。更有利地，由于经处理的油可以被独立地和/或选择性地处理为一个或更多所期望的产物，例如绿色柴油、PCM和/或工业溶剂，因此该方法是通用的并且易于调整。此外，该方法可以导致时间和成本的节省。