CN102448916A - 用于得自微生物的烯烃的稳定和氢化方法 - Google Patents

Abstract

公开了不混溶的烯烃的稳定以及随后氢化的方法和系统。在某些实施方式中，所述氢化在氢化催化剂的存在下于固定床反应器中进行。

Description

用于得自微生物的烯烃的稳定和氢化方法

相关申请

本申请要求2009年4月2日申请的U.S.临时申请号61/166,185，以及2009年10月8日申请的61/249,900的优先权。上述相关申请公开的全部内容在此引入作为参考。

技术领域

在这里提供用于得自微生物的烯烃的稳定和随后氢化的方法和系统。

背景技术

在从塑料到家庭清洁以及燃料的大量产品中发现得自石油的化合物和组合物。考虑这些组合物的环境影响，对更多可更新和持续的替代物有增加的需求。

代谢工程的最新进展，生物学对得自石油的化合物和组合物正提供可行的选择。例如，类异戊二烯包括具有超过50,000成员的不同种类的化合物，并且具有包括作为专业化学品、药物和甚至燃料多种用途。大多数类异戊二烯化合物通常从石油资源中合成或者从植物资源中萃取。现在，存在第三种选择，能够用微生物细胞得到所需的类异戊二烯。用于制造得自石油的化合物和组合物的系统已经公开，例如，在U.S.专利号7,399,323；U.S.专利申请号2008/0274523；和PCT公开号WO2007/140339，WO2008/140492，WO2008/133658，和WO2009/014636中。

但是，为了使得自微生物的化合物具有竞争性，应当使其比得自天然产生的对比化合物具有更有利的成本。因此，需要以最佳产率获得所需产物的方法。这里提供这样的方法。

发明概述

在这里提供一种稳定得自微生物的烯烃的方法，包括从含有一种水溶液、微生物细胞和不混溶的烯烃的混合物中分离不混溶的烯烃从而形成一种粗的烯烃组合物；纯化所述粗的烯烃组合物从而形成纯化的烯烃组合物；并且向纯化的烯烃组合物中加入酚抗氧剂以形成一种稳定的纯化的得自微生物的烯烃组合物。在某些实施方式中，所述纯化步骤选自分馏、闪蒸、吸附、液相色谱、溶剂萃取以及它们的组合。在某些实施方式中，所述不混溶的烯烃包括法尼烯。

在另一个方面，在这里提供包括一种是组合物重量的至少约93％数量的不混溶的烯烃；以及以组合物重量的至少约0.0001％的量的一种酚抗氧剂的稳定的微生物的烯烃组合物。在一个实施方式中，稳定的微生物烯烃组合物包括一种以组合物重量的至少约93％的量的不混溶的烯烃；和一种为组合物重量的约0.0001-0.5％的酚抗氧剂。在一个实施方式中，稳定的微生物的烯烃组合物包括一种为组合物重量的至少约93％数量的不混溶的烯烃；以及一种为组合物重量的至少约0.0001-0.1％、0.0005-0.1％、0.0005-0.01％、0.0005-0.05或者0.001-0.01％的量的酚抗氧剂。在另一个方面，此处提供稳定的微生物的烯烃组合物其包括一种为组合物重量的至少约93％的量的不混溶的烯烃；和一种为组合物重量的约0.001％的酚抗氧剂。

在某些实施方式中，本文提供一种用于氢化不混合烯烃的方法，其包括在氢化催化剂的存在下使不混溶的烯烃与氢气反应使得氢气饱和在不混溶的烯烃中的至少一个双键并且其中此处提供的所述氢化反应在室温或者更高的温度下发生。在某些实施方式中，此处提供的氢化反应在20℃或更高的温度下发生。在某些实施方式中，此处提供的氢化反应在约20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃或更高的温度下发生。在某些实施方式中，此处提供的氢化反应在约20-100℃、40-100℃、50-100℃、75-100℃、90-125℃、80-125℃或者更高的温度下发生。在某些实施方式中，此处提供的是一种不混溶的烯烃氢化的方法，包括在氢化催化剂的存在下使不混溶的烯烃与氢反应使得氢饱和不混溶的烯烃中的至少一个双键并且其中所述氢化反应在高于约100℃的温度下发生。在某些实施方式，所述氢化反应在固定床反应器中进行。

在一个方面，此处提供的是氢化不混溶的烯烃的方法，其包括：a)向固定床反应器的进口提供进料流，其中所述进料流包括一种不混溶的烯烃和一种稀释剂组合物；b)在氢化催化剂存在下，在高于约100℃的温度下，使进料流与氢气反应从而生成流出物；c)分离流出物，其包括进入含有氢化的不混溶的烯烃的产物流中与含有氢化的不混溶的烯烃的再循环流的氢化不混溶烯烃；d)向包括不混溶的烯烃的流中加入作为稀释剂组合物部分的再循环流，以形成包括再循环的氢化不混溶的烯烃的进料流；e)向固定床的进口提供再循环的氢化的不混溶的烯烃的进料流；和f)重复步骤b)-e)至少一次。

在一些实施方式中，此处提供的是一种纯化的法尼烯组合物，包括一种含有等于或者大于约93％重量的法尼烯的得自微生物的混合物和约0.1％的重量的下面化合物的每一个：没药烯、姜烯、法尼烯、法尼烯环氧化物，和一种至少约0.001％重量的酚抗氧剂。

在某些实施方式中，此处提供的是用于催化氢化法尼烯制备法尼烷的方法和系统。在一个方面，此处提供的是在催化剂下使法尼烯进料与氢气接触的法尼烯的氢化的方法。

附图的简要说明

图1是在商购的反式-β-法尼烯(Bedoukian Research)的氢化反应中的氢化速率对氢气当量的图。在该图中，分别地，对于含有α-维生素E的反式-β-法尼烯的氢化数据用◆表示，不含有α-维生素E的反式-β-法尼烯的氢化数据用▲表示，以及不含有α-维生素E的反式-β-法尼烯的氢化加上额外的用二氧化硅过滤移除杂质的纯化的数据用×和表示。观察到作为氢气当量函数的氢化速率表现出被Bedoukian加入的稳定法尼烯的α-维生素E所限制。

图2是比较速率对氢气当量的图，用于两份商购的法尼烯，其用二氧化硅过滤以移除α-维生素E，在图中用◆和■代表，连同商业获得的一份法尼烯其用二氧化硅过滤移除α-维生素E，在20℃下储存10天，然后氢化，以▲表示。所述氢化反应以10.7±1.9分钟每氢气当量的平均值进行(分别地，9.3分钟每氢气当量，数据在图中以◆表示，并且12.1分钟每氢气当量，数据在图中以■代表)。市售的已经移除α-维生素E的法尼烯，在20℃下储存10天，然后氢化(数据在图中以▲表示)是14.9分钟每氢气当量。所述氢化条件是5％Pd/C，于60psia和100℃下。

图3A和3B分别是在得自微生物的法尼烯和商购法尼烯(已移除α-维生素E)的氢化反应中，在同样的反应条件下(5％Pd/C，于60psia和100℃下)，速率和温度对氢气当量的图。在该图中，速率的数据以◆表示，温度的数据以●表示。

图4是表示氢化时间/氢气当量对储存时间的图，对于各种得自微生物的法尼烯，在4℃下。氢化条件是5％Pd/C于60psia和100℃下。在该图中，粗的法尼烯组合物的数据以◆表示，二氧化硅过滤的法尼烯组合物以■代表，而含有100ppm 4-叔丁基儿茶酚的粗的法尼烯组合物以▲表示。

图5是表示于4℃下、对于各种得自微生物的法尼烯的过氧化物浓度和氢化时间/氢气当量对储存时间的图。氢化条件是5％Pd/C于60psia和100℃下。在该图中，虚线表示氢化速率并且实线代表过氧化物浓度。粗的法尼烯组合物的数据以◆表示，二氧化硅过滤的法尼烯组合物以■代表，并且含有100ppm 4-叔丁基儿茶酚的粗的法尼烯组合物以▲表示。

图6是于100℃下和负载50mg催化剂下，在0.5、1.2和3当量的氢气下，表观的氢化速率的图。

图7示出各种纯化的烯烃组合物在一段时间内的氢化摄入率以测量在12ml的烯加料的进程LHSV(液时空速)的催化剂寿命(方法/ml催化剂每小时)。所述氢化条件是：用玻璃珠稀释4X的20％Ni/Al₂O₃、氢化5％法尼烯和95％癸烷的组合物、在500psig的压力下。在该图的第一部分，在法尼烯组合物中的法尼烯是纯化的得自微生物的法尼烯并且所述氢化反应在100℃下发生。就像所能看到的，催化剂在超过一天后快速失活并在三天内继续失活。该催化剂可以通过升高温度而再生。这表示在该图的第二部分，其给出通过简单地提高温度至大于100℃的温度(在此情况下为150℃)氢摄入几乎全部再生。该图的第三部分展示了催化剂的失活，对于得自化学的对应物，能够在100℃下氢化而没有催化剂失活。

图8是用于法尼烯的氢化摄入速率对法尼烯浓度的图，表明法尼烯的氢化表现出零级动力学并且没有底物质量转移对抗。

图9是示意性的用于实施此处提供的氢化方法的实施方式的实验的氢化系统。

图10给出在间歇反应器中的从各种柠檬油精的氢化的终产物组合物。

详细说明

术语

这里使用的，“得自微生物的烯烃”表示一种含有至少一个双键的通过微生物细胞(包括重组的和自然存在的)制得的化合物。在某些实施方式中，所述得自微生物的烯烃是含有至少一个碳-碳双键的烃。在某些实施方式中，所述得自微生物的烯烃是类异戊二烯。在某些实施方式中，所述得自微生物的烯烃是C₅-C₂₀类异戊二烯。某些实施方式中，所述得自微生物的烯烃是C₁₀-C₁₅类异戊二烯。在进一步的实施方式中，所述得自微生物的烯烃是一种具有至少一个碳-碳双键的类异戊二烯。在进一步的实施方式中，所述得自微生物的烯烃是具有至少一个碳-碳双键的C₅-C₂₀类异戊二烯或者C₁₀-C₁₅类异戊二烯

这里使用的，“不混溶的烯烃”表示一种与水不混溶的得自微生物的烯烃。

这里使用的，“粗的烯烃组合物”表示一种包括不混溶的烯烃的组合物，其中所述烯烃以大于约50％但是小于约92％的重量存在。

这里使用的“纯化的烯烃组合物”表示一种包括不混溶的烯烃的组合物，其中所述烯烃在组合物中以等于或大于约93％的重量存在。在某些实施方式中，所述烯烃以等于或者大于约95％的重量存在。

这里使用的，“稳定的纯化的烯烃组合物”表示一种包括纯化的烯烃组合物和一种酚抗氧剂的组合物。

这里使用的，“酚抗氧剂”表示一种是酚或酚的衍生物的抗氧剂，其中所述酚的衍生物含有带有一个被一个或多个羟基取代的未稠合的苯环。该术语还包括多酚。酚抗氧剂的示例性的例子包括：白藜芦醇；3-叔丁基-4-羟基苯甲醚；2-叔丁基-4-羟基苯甲醚；4-叔丁基儿茶酚(也被称为TBC)；2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚；以及2，6-二-叔丁基-4-甲基苯酚(也被称为丁基羟基甲苯或者BHT)。另外的酚抗氧剂的例子公开在U.S.专利号7,179311中。

这里使用的，“氢化的不混溶的烯烃”表述部分氢化的不混溶的烯烃。换言之，一种含有多个双键的不混溶的烯烃，其双键中至少一个已经氢化而剩余至少一个双键。

这里使用的，“饱和的不混溶的烯烃”表示完全氢化的不混溶的烯烃的对应物。

“α-法尼烯”表示具有如下结构的化合物：

或者其异构体。在某些实施方式中，所述α-法尼烯包括基本上纯的α-法尼烯的异构体。在某些实施方式中，所述α-法尼烯包括异构体的混合物，例如cis-trans异构体。在进一步的实施方式中，α-法尼烯混合物中每个异构体的数量独立地是从约0.1wt.％至约99.9wt.％，从约0.5wt.％至约99.5wt.％，从约1wt.％至约99wt.％，从约5wt.％至约95wt.％，从约10wt.％至约90wt.％，从约20wt.％至约80wt.％，基于α-法尼烯混合物的总重量。

“β-法尼烯”表示具有如下结构的化合物：

或者其异构体。在某些实施方式中，所述β-法尼烯包括基本上纯的α-法尼烯的异构体。在某些实施方式中，所述β-法尼烯包括异构体的混合物，例如cis-trans异构体。在进一步的实施方式中，β-法尼烯混合物中每个异构体的数量独立地是从约0.1wt.％至约99.9wt.％，从约0.5wt.％至约99.5wt.％，从约1wt.％至约99wt.％，从约5wt.％至约95wt.％，从约10wt.％至约90wt.％，从约20wt.％至约80wt.％，基于β-法尼烯混合物的总重量。

“法尼烯”表示α-法尼烯、β-法尼烯或者它们的混合物。

“氢化的法尼烯”表示α-法尼烯、β-法尼烯或者它们的混合物，其中至少一个双键是氢化的。因此，氢化的法尼烯包括，例如，其中一个、两个、三个或四个双键被氢化的α-法尼烯，其中一个、两个、三个或四个双键被氢化的β-法尼烯，以及它们的混合物。氢化的法尼烯获自法尼烯的部分氢化。

[034]“法尼烷”表示具有如下结构的化合物：

或者它们的立体异构体。在某些实施方式中，所述法尼烷包括基本上是纯的法尼烷的立体异构体。在某些实施方式中，法尼烷包括立体异构体的混合物，例如法尼烷的对映异构体和非对映异构体。在进一步的实施方式中，在法尼烷混合物中每个立体异构体的数量独立地是从约0.1wt.％至约99.9wt.％，从约0.5wt.％至约99.5wt.％，从约1wt.％至约99wt.％，从约5wt.％至约95wt.％，从约10wt.％至约90wt.％，从约20wt.％至约80wt.％，基于法尼烷混合物的总重量。

这里使用的，“不饱和的法尼烷”表示含有一个或多个双键的一种或多种法尼烷。例如，单不饱和的法尼烷表示含有一个双键的一个或多个法尼烷分子。不饱和的法尼烷获自法尼烯的部分氢化。

“法尼烯环氧化物”表示具有如下结构的化合物：

或者其异构体。

“法尼醇”表示具有如下结构的化合物：

或者其异构体。

“柠檬油精”表示具有如下结构的化合物：

或者其异构体。

“姜烯”表示具有如下结构的化合物：

或者其异构体。

“甜没药烯”表示具有如下结构的化合物：

或者

或者其异构体。

“没药烷”表示具有如下结构的化合物：

或者其异构体。

这里使用的，“法尼烯进料”表示法尼烯与稀释剂例如法尼烷的混合物。

这里使用的，“产物组分”表示从此处提供的氢化反应的流出物中分离的含有一种氢化的不混溶的烯烃例如氢化的法尼烯的产物组合物的组分。任选地，产物组分可以经受在第二反应器中的进一步氢化以移除未饱和的残余物来获得饱和的产物，例如法尼烷，或者可以不经过进一步纯化，例如在生物燃料，不经过进一步处理，而使用。

这里使用的，“反应物流”表示一种不混溶的烯烃与氢气的混合物。

这里使用的并且除非另有说明，术语“方法”表示本文描述用作一种得自微生物的烯烃的氢化方法，其中通过加入氢使所述烯烃的至少一个双键转化为单键。同样包括对描述在此的方法的修饰(例如，起始原料、试剂、温度、压力)。

这里使用的，“再循环组分”表示从此处提供的氢化反应的流出物中分离并且再循环作为氢化反应稀释剂的一种产物组合物的组分。

这里使用的并且除非另有说明，反应“基本地完成”或者“基本的完成”意味反应包含大于约80％所需产物百分比产率，大于约90％所需产物百分比产率，大于约95％所需产物百分比产率，或者大于约97％所需产物百分比产率。

这里使用的，“轴向的温度上升”表示在催化剂的存在下，在并流下行反应器中的氢化反应作为反应物流从反应器顶部流向反应器底部时温度的上升。

在下面的说明书中，本文公开的所有数值是近似值，而不管其是否与词语“大约”、“近似”连用。数值可以以百分之一、百分之二、百分之五、或者，有时，百分之10-20变化。无论什么时候，具有下限R^L和上限R^U的数值范围公开，落入该范围的任何数值均具体公开。具体地，下面的具有如下范围的数值被具体公开：R＝R^L+k*(R^U-R^L)，其中k从百分之一至百分之百的范围变化，以百分之一递增，例如，k是百分之1、百分之2、百分之3、百分之4、百分之5、...、百分之50、百分之51、百分之52、...、百分之95、百分之96、百分之97、百分之98、百分之99、或者百分之100。此外，上面定义的用两个R数值定义的任意数值范围也被具体公开。

通过参考下面的详细说明书以及示例性的实施例，要求保护的主题内容能够更全面地理解，实施例仅是举例而不是限制性的实施方式。

不混溶的烯烃的稳定的组合物及其制备方法

这里提供的是微生物烯烃组合物和用于它们的稳定和氢化方法。微生物烯烃可以用本领域技术人员认为合适的任意的方法制得。生产烯烃的类异戊二烯有用的示例性的方法公开在U.S.专利号7,399,323；U.S.专利申请号2008/133658；以及PCT公开号WO2007/140339、WO2008/140492、WO2008/133658和WO2009/014636，它们的全文引用作为参考。生产脂肪酸衍生的烯烃的有用的示例性的微生物方法在U.S.专利申请号2009/0047721；和PCT公开号WO2008/113041和WO2008/151149中公开，它们的全文引入作为参考。

这里提供的一个方面是一种稳定得自微生物的烯烃的方法。一个方面是稳定得自微生物烯烃的方法包括向得自微生物的组合物中加入酚抗氧剂的方法。

在某些实施方式中，所述方法包括：

a)从包括水溶液、微生物细胞和不混溶的烯烃的混合物中分离不混溶的烯烃从而形成粗的烯烃组合物；并且

b)向粗的烯烃组合物中加入酚抗氧剂以形成稳定的得自微生物的烯烃组合物。

在某些实施方式中，所述方法进一步包括在步骤b)之前和/或之后纯化所述烯烃组合物以形成一种纯化的烯烃组合物。

在某些实施方式中，所述方法包括：

a)从包括水溶液、微生物细胞和不混溶的烯烃的混合物中分离不混溶的烯烃从而形成粗的烯烃组合物；并且

b)纯化所述粗的烯烃组合物从而形成一种纯化的烯烃组合物；并且

c)向纯的烯烃组合物中加入酚抗氧剂以形成稳定的纯化的得自微生物的烯烃组合物。

在某些实施方式中，所述方法进一步包括在纯化前向所述粗的烯烃组合物中加入酚抗氧剂。在某些实施方式中，所述方法进一步包括在纯化步骤之前和之后向烯烃组合物中加入酚抗氧剂。

在某些实施方式中，所述方法进一步包括在氢化催化剂存在下使所述纯化的烯烃组合物与氢气接触从而形成一种氢化的对应物至不混溶的烯烃，其中至少一个碳-碳双键通过加入氢气变成饱和。

所述烯烃得自微生物细胞。在某些实施方式中，微生物细胞是细菌。在某些实施方式中，微生物细胞属于埃希菌属(Escherichia)、杆菌(Bacillus)、乳酸菌(Lactobacillus)。在某些实施方式中，微生物细胞是大肠杆菌(E.coli)。在进一步的实施方式中，微生物细胞是真菌。在更进一步的实施方式中，微生物细胞是酵母菌。在更进一步的实施方式中，微生物细胞是克鲁维酵母菌属(Kluyveromyces)、毕赤酵母菌(Pichia)、酵母菌(Saccharomyces)或者假丝酵母(Yarrowia)。在另外的实施方式中，微生物细胞是酿酒酵母(S.cerevisiae)。在某些实施方式中，微生物细胞是藻类。在某些实施方式中，微生物细胞是微小小球藻(Chlorella minutissima)、浮水小球藻(Chlorella emersonii)、绿藻(Chloerella sorkiniana)、椭圆小球藻(Chlorella ellipsoidea)、海洋小球藻(Chlorella sp.)或者原壳小球藻(Chlorella protothecoides)。

在某些实施方式中，不混溶的烯烃是烃。在某些实施方式中，不混溶的烯烃是脂肪酸或者脂肪酸衍生物。在进一步的实施方式中，不混溶的烯烃是一种类异戊二烯。在更进一步的实施方式中，不混溶的烯烃是C₅-C₂₀的类异戊二烯。在某些实施方式中，不混烯烃是C₁₀-C₁₅类异戊二烯。在另外的实施方式中，不混溶的烯烃选自careen、香叶醇、里那醇、柠檬油精、月桂烯、罗勒烯、蒎烯、桧烯、萜品烯、萜品油烯、青蒿酸、法尼烯、法尼醇、橙花叔醇、巴伦西亚桔烯以及香叶基香叶醇。在进一步另外的实施方式中，不混溶的烯烃是月桂烯、α-罗勒烯、β-罗勒烯、α-蒎烯、β-蒎烯、青蒿酸、α-法尼烯或者β-法尼烯。在某些实施方式中，不混溶的烯烃是α-法尼烯、β-法尼烯或者它们的组合。

在某些实施方式中，所述纯化步骤包括分馏。在某些实施方式中，纯化步骤包括闪蒸(也被称为快速或者部分蒸发)。在某些实施方式中，纯化步骤包括吸附。在某些实施方式中，纯化步骤包括硅胶过滤。在某些实施方式中，纯化步骤包括氧化铝处理。在另外的实施方式中，纯化步骤包括液相色谱。在进一步的实施方式中，纯化步骤包括溶剂萃取。

在某些实施方式中，在纯化步骤中移除的杂质包括，例如冷不溶物，如单-、双-以及甘油三酯。当宿主细胞是酵母菌时，冷不溶物进一步包括麦角固醇和鲨烯。在某些实施方式中，在纯化步骤中移除的杂质包括，例如在逆流过程中加入的化学品如消泡剂、破乳剂和其它化学品。当宿主细胞时酵母菌时，冷不溶物进一步包括麦角固醇和鲨烯。

在某些实施方式中，酚抗氧剂是多酚。在某些实施方式中，酚抗氧剂是白藜芦醇。在某些实施方式中，酚抗氧剂是单酚。在某些实施方式中，酚抗氧剂选自：3-叔丁基-4-羟基苯甲醚；2-叔丁基-4-羟基苯甲醚；2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚和2，6-二-叔丁基-4-甲基苯酚。在某些实施方式中，酚抗氧剂是儿茶酚。在进一步的实施方式中，酚抗氧剂是4-叔丁基儿茶酚。

在某些实施方式中，酚抗氧剂以组合物重量的至少约0.0001％的量存在。在某些实施方式中，酚抗氧剂以组合物重量的至少约0.0001％至约0.5％的量存在。在某些实施方式中，酚抗氧剂以组合物重量的至少约0.0001％至约0.01％的量存在。在某些实施方式中，酚抗氧剂以组合物重量的约0.005至0.01％、0.001至0.01％、或者0.005至0.01％的量存在。在某些实施方式中，酚抗氧剂以组合物重量的至少约0.005％的量存在。在某些实施方式中，酚抗氧剂以组合物重量的约0.005％至约0.5％的量存在。在进一步的实施方式中，酚抗氧剂以组合物重量的至少约0.01％的量存在。在另外的实施方式中，酚抗氧剂以组合物重量的约0.05％至约0.3％的量存在。在某些实施方式中，酚抗氧剂以组合物重量的至少约0.0001％、0.0005％、0.001％、0.005％、0.01％、0.05％、0.1％或者0.5％的量存在。在某些实施方式中，酚抗氧剂以组合物重量的大于约0.5％的量存在。

在另一个方面，提供了一种稳定的微生物的烯烃组合物。所述组合物包括：

a)一种不混溶的烯烃，其中所述不混溶的烯烃以等于或大于组合物重量的约93％的量存在；和

b)一种酚抗氧剂，其中所述酚抗氧剂以至少约0.001％的组合物重量的量存在。

在某些实施方式中，酚抗氧剂以组合物重量的至少约0.0001％的量存在。在某些实施方式中，酚抗氧剂以组合物重量的约0.0001％至约0.5％的量存在。在某些实施方式中，酚抗氧剂以组合物重量的约0.0001％至约0.01％的量存在。在某些实施方式中，酚抗氧剂以组合物重量的约0.005％至0.01％、0.001％至0.01％、或者0.005％至0.01％的量存在。在某些实施方式中，酚抗氧剂以组合物重量的至少约0.005％的量存在。在某些实施方式中，酚抗氧剂以组合物重量的约0.005％至约0.5％的量存在。在进一步的实施方式中，酚抗氧剂以组合物重量的至少约0.01％的量存在。在另外的实施方式中，酚抗氧剂以组合物重量的约0.05％至约0.3％的量存在。在某些实施方式中，酚抗氧剂以组合物重量的至少约0.0001％、0.0005％、0.001％、0.005％、0.01％、0.05％、0.1％或者0.5％的量存在。在某些实施方式中，酚抗氧剂以组合物重量的大于约0.5％的量存在。

在某些实施方式中，在组合物中的不混溶的烯烃以组合物重量的至少约93％、94％、95％、96％、97％或更高的量存在。

在某些实施方式中，在包括法尼烯的组合物中的不混溶的烯烃以组合物重量的至少约50％、60％、70％、80％、90％、93％、95％、97％、99％或更高的量存在。

化学合成的烯烃与得自微生物的烯烃的比较

由于含有的不同杂质，得自微生物的烯烃组合物与其化学合成对应物的组合物可以具有不同的性质。在一些情况下，这些不同对所需最终用途不利。但是，在某些情况下，这些不同能够具有原料影响。此处提供的方法和组合物涉及这些情况之一。因为会在下面详细描述，所述方法和组合物能够显著减少得自微生物的烯烃的氢化反应时间。使用该方法和步骤的改进由于更短的氢化时间、更温和的反应条件和更长的催化剂寿命而导致成本的节省。虽然下面集中在示例性目的的法尼烯的氢化上，其它的得自微生物的不混溶的烯烃获得相类似的结果。

从Bedoukian Research获得化学合成的β-法尼烯。获得反式-β-法尼烯，用GCMS确定纯度约为90％。当这个样品在相当温和的氢化条件(例如，5％Pd/C在60psia和100℃)下氢化时，就在图1中所看到的，氢化快速开始进行并且随后随着时间速率降低。接下来，最后发现氢化速率的降低是由于α-维生素E(Bedoukian Research加入的一种抗氧剂)的存在。α-维生素E在商业样品中的量为大约0.1％。

图1给出在Bedoukian 90％纯度的反式-β-法尼烯的氢化反应中的氢化速率对氢气当量的图。但是，当移除α-维生素E时，例如通过硅胶过滤，然后样品容易氢化。高纯度的98％β-法尼烯组合物和α-法尼烯与β-法尼烯的混合物表现相似。换言之，如果存在α-维生素E，影响氢化反应(不管法尼烯样品纯度水平)，但是如果移除，反应在温和的氢化条件下容易地进行。由于98％β-法尼烯组合物与90％的组合物或者异构体混合物的氢化性能并没有显著不同，除非另有说明，下面讨论的商业上合成的组合物的氢化反应是用90％反式-β-法尼烯样品。类似地，除非另有说明，所有商购的法尼烯在氢化前经处理以移除α-维生素E。

因为从商业获得的法尼烯中移除α-维生素E创造了潜在的稳定性性质，研究了无维生素E的法尼烯的稳定性。就像图2所示的，发现无维生素E的法尼烯在20℃至少稳定10天。虽然氢化时间稍微增加(14.9分钟每氢气当量)，仍然相当于不同批法尼烯(其中α-维生素E仅在氢化前移除)(9.3分钟每氢气当量和12.1分钟每氢气当量，在两批中提供10.7±1.9分钟每氢气当量的平均值)。氢化条件是5％Pd/C于60psia和100℃下。

使用这些系列实验，得到作为对照的基线(商业获得的的法尼烯的氢化，在氢化前移除α-维生素E)。虽然在氢化前多至10天去移除α-维生素E，如果可能，仅在氢化前移除。

建立基线后，得自微生物的β-法尼烯(95％纯度，使用GCMS)被氢化并与化学合成的对应物进行比较。结果列于图3A和3B中，所述得自微生物的法尼烯含有阻碍氢化反应进程的一种或多种抑制剂

当作出确定在得自微生物的法尼烯中的这种抑制的努力后，得到新奇的发现。发现粗的微生物的烯烃比其纯化的对应物显著地更稳定。该事实示于图4中。在这些系列的实验中，用不同方式处理微生物的法尼烯并在4℃储存多至60天。图4是给出在温和的氢化条件下(5％Pd/C于60psia和100℃)各种微生物的法尼烯的氢化时间作为储存时间的函数的图。本研究中使用的各种微生物的法尼烯组合物按照下面的描述而得到。

产生法尼烯的遗传修饰的微生物细胞在培养物介质中生长，就像例如在U.S.专利号7,399,323和PCT公开号WO2007/139924中所公开的。将细胞从培养物介质中分离并将产生的培养液离心分离以从介质水溶液中纯化不混溶的有机层。得到的有机层为粗的烯烃组合物，其中不混溶的烯烃在组合物中以大于约50％而小于约92％重量的量存在。所述粗的烯烃组合物包括能够在冷的温度下(例如4℃)从溶液中沉淀的组分。这些沉淀被定义为包括各种甘油酯例如甘油单酯、甘油二酯、甘油三酯的“冷不溶物”。当不混溶的烯烃在酵母菌中生成时，所述冷不溶物也包括麦角固醇和鲨烯。

在某些实施方式中，所述粗的烯烃组合物是粗的β-法尼烯组合物。在一方面，从培养液水溶液中移除细胞并分离不混溶层，生成用GCMS测量的90％纯度的粗的β-法尼烯组合物。

所述粗的烯烃组合物可以进一步纯化至包括不混溶的烯烃的组合物，其中烯烃以等于或大于约93％重量的量存在于组合物中。在某些实施方式中，烯烃以等于或大于约95％重量的量存在。可以使用本领域技术人员认为合适的任意纯化方法。在某些实施方式中，所述样品进一步用闪蒸纯化。在某些实施方式中，蒸馏包括闪蒸对于移除冷不溶物是有效的。

在某些实施方式中，所述样品进一步用液相色谱纯化。在进一步的实施方式中，所述样品用二氧化硅过滤进一步纯化。在一个实施方式中，粗的法尼烯组合物用二氧化硅过滤进一步纯化并且得到的纯化的法尼烯组合物的纯度大于97％，使用GCMS。

如图4所示，通过判断氢化时间-随着时间流逝而保持相对不变，粗的法尼烯组合物相当稳定。相反，所述纯化的法尼烯组合物的氢化时间随着时间变化而增加。但是，最新纯化的法尼烯组合物(时间0)的氢化时间与移除α-维生素E的化学合成的对应物的氢化时间相似。

纯化的法尼烯样品被进一步分析。在某些实施方式中，包括法尼烯的这些样品中包含的法尼烯的量等于或者大于约93％重量，基于GCMS。在某些实施方式中，法尼烯以等于或者大于约95％的重量的量存在，或者，在某些实施方式中等于或者大于约97％的重量。这些纯化的法尼烯样品进一步包括下面的化合物，其中所有的以至少约0.05％的重量存在(使用GCMS)：姜烯(也称为姜油)，其可以等于或大于约0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％或者0.7％的量存在；没药烯，其可以等于或大于约0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％或者0.7％的量存在；10，11-二氢-10，11-环氧法尼烯，其可以等于或大于约0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％或者0.7％的量存在；和法尼醇，其可以等于或大于约0.1％、0.25％、0.5％、0.75％、1％、1.5％或者2％的量存在。

将这些组分中的每一种加入到商业获得的已移除α-维生素E的法尼烯中，来评估对氢化时间的影响。所述烃例如姜烯和没药烯对氢化没有影响。在观测的浓度下(1.3至2倍)，法尼醇和法尼烯环氧化物仅稍微阻碍氢化，因而不能说明在纯化的法尼烯中看到的氢化时间的显著提高。此外，所有这些组分也在粗的法尼烯组合物中进行了观察。

如图5所示，法尼烯的分解与在纯化的样品中随时间变化而增加的过氧化物的浓度直接相关。使用各种抗氧剂例如α-维生素E对抗过氧化物生成，能够稳定法尼烯。但是，如前所述，发现某些最常用抗氧剂例如α-维生素E抑制氢化。

在此处提供的方法和组合物中，发现酚抗氧剂稳定不混溶的烯烃，而不阻碍随后的氢化。抗氧剂的示例性的例子包括多酚例如白藜芦醇；单酚例如3-叔丁基-4-羟基苯甲醚；2-叔丁基-4-羟基苯甲醚；2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚；以及2，6-二-叔丁基-4-甲基苯酚；以及儿茶酚例如4-叔丁基-儿茶酚。在某些实施方式中，加入多达3重量％的酚抗氧剂表现出不影响氢化速率和时间。

如图5所示，使用100ppm的酚抗氧剂稳定(100ppm的TBC为0.01％重量)的纯化的法尼烯组合物的氢化时间与移除α-维生素E的化学合成的对应物的氢化时间进行了比较。令人好奇地，酚抗氧剂例如TBC没有进一步提高粗的烯烃组合物的氢化速率。在某些实施方式中，如图4所示，粗的烯烃组合物在不含酚抗氧剂比含有酚抗氧剂时表现得稍微更好。

氢化

在另一个方面，提供了用于得自微生物的烯烃的氢化方法。只要所述纯化的烯烃组合物包括酚抗氧剂，任何已知的氢化方法都能用于氢化得自微生物的烯烃。

在一个实施方式中，此处提供的方法包括：

a)获得一种不混溶的烯烃；和

b)在氢化催化剂的存在下，使不混溶的烯烃与氢气反应使得氢气饱和在不混溶的烯烃中至少一个双键并且其中氢化反应在高于约100℃的温度下发生。

在某些实施方式中，不混溶的烯烃是粗烯烃组合物的一部分。在某些实施方式中，不混溶的烯烃是纯化的烯烃组合物的一部分。在某些实施方式中，不混溶的烯烃是稳定的烯烃组合物的一部分。

在某些实施方式中，氢化反应发生在等于或高于室温的温度。在某些实施方式中，氢化反应在温度等于或大于20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃或200℃下发生。在某些实施方式中，当氢化不混溶的烯烃时，氢化可以在低于100℃的温度下发生。在某些实施方式中，如果不混溶的烯烃的氢化是在100℃以上进行，催化剂的寿命显著延长。在某些实施方式中，氢化反应在等于或大于约110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃或200℃温度下发生。在某些实施方式中，氢化反应在约110℃至大约400℃之间的温度发生。在某些实施方式中，如果氢化发生在温度超过约400℃，裂化副反应变的显著。在某些实施方式中，氢化反应在约110℃至约350℃之间的温度发生。在某些实施方式中，氢化反应在约110℃至约300℃的温度发生。在某些实施方式中，例如当使用氢化催化剂时，氢化反应在约170℃至约350℃之间的温度发生。在某些实施方式中，氢化反应在约170℃至约240℃的温度下发生。

在高于100℃的温度下进行得自微生物的氢化的优点在图7中给出。为了测试催化剂结垢，氢化反应在高进程LHSV(液时空速)(进程LHSV＝12)。各种5％法尼烯与95％癸烯的组合物在500psig压力下使用玻璃珠稀释4X的20％Ni/Al₂O₃催化剂氢化。在该图的第一部分，在法尼烯组合物中的法尼烯是纯化的得自微生物的法尼烯并且氢化反应在100℃下发生。就像所能看到的，催化剂经过一天后快速失活并且在三天内继续失活。但是，失效的催化剂通过升温至高于100℃而再生。如该图的第二部分所示，通过提高温度至高于100℃(该情况下为150℃)，氢的摄入几乎完全得以恢复。该图的第三部分展示了化学方法得到的法尼烯可以在100℃下氢化而很少或者没有催化剂失活。

在某些实施方式中，所述氢化反应在浆料反应器中发生。在某些实施方式中，氢化反应在固定床反应器中发生。在某些实施方式中，氢化反应在流化床反应器中发生。在某些实施方式中，氢化反应在间歇反应器中发生。在进一步的实施方式中，氢化反应在连续流反应器中发生。

在所述方法中使用的氢可以通过本领域技术人员认为的合适的任何来源获得。示意性的来源包括Linde Group，Air Products Praxair以及AirLiquid。可选择地，经由下面的总反应，氢可以通过甲烷气生成，加压天然气和去离子水进料至气体甲烷裂化炉并转化为氢：

CH₄(气)+2H₂O(气)→CO₂(气)+4H₂(气)

可以通过变压吸附从氢中分离出一氧化碳、二氧化碳、水和其他气体污染物。由此产生的氢气纯度通常是99％或更高。原位生成氢的另一种方法是通过电解。去矿化水被输送到电解装置通过下列反应被转换成氢：

2H₂O(液)→O₂(气)+2H₂(气)。

在某些实施方式中，所述方法中使用的氢组合物具有至少约85％、90％、95％、97％、99％、99.5％、99.99％的纯度。在某些实施方式中，残余CO_x≤50ppm。在某些实施方式中，氢组合物包括不可测量的H₂S。

在此处提供的方法的实施中可使用任意的氢化催化剂。示例性的催化剂公开在，例如，美国专利号6,403,844，5,379,767，5,151,172，4,968,612和3,702,348中。在某些实施方式中，催化剂选自Ni、Pd、Ru、Pt、Rh、Ir、Cu和Fe；含有促进剂或稳定剂例如Mo、Co、Mg和Zn的铂族催化剂合金、雷尼型多孔催化剂例如Ni/Al、Co/Al和Cu/Al；和加氢处理催化剂如NiMoS和CoMoS。

催化剂可以以任何合适的形态提供，例如至少1mm的最小的尺寸。可以根据反应条件和所使用催化剂床层的类型来选择特定的颗粒尺寸。催化剂可以包括提供，包括但不限于，圆柱形，片剂，颗粒剂，球形，浅裂缸或它们的组合。该催化剂还可以包含孔洞或通道。所述颗粒可以用本领域已知的方法例如挤压或压片或类似方法得到。

虽然可以使用很多催化剂，对于大规模氢化的重要的因素是催化剂成本。在这些情况下，通过平衡活性和成本来选择催化剂。在铂族金属中，发现活性顺序是Pd＞Rh＞Pt＞＞Ru。偶然地，钯催化剂也正好是高活性铂族金属中最不贵的。例如，最近的价格是：Pd＝$200/oz；Rh＝$1000/oz；Pt＝$970/oz；Ru＝$80/oz；

虽然用Pd催化剂特别是5％Pd/C催化剂已经实现了好的结果，Pd催化剂的成本在商业规模上仍然是很大的费用。因此，对各种低成本催化剂进行了筛选。基于这些筛选，选择了成本最有利的催化剂，其在低温和低催化负载条件表现优异。催化剂和结果的示例性在图6中给出，其表明于100℃和负载50mg催化剂下在0.5、1、2和3当量氢的氢化速率。

在这些之中，当能够在极高的LHSVs(液时空速)中操作时，镍基催化剂被认为是成本最有利的选择。Ni的最近的价格通常标价为每磅$0.33/oz。示例性的Ni催化剂包括“雷尼Ni”、“海绵Ni”和“骨架Ni”。在某些实施方式中，催化剂选择Ni和Pd催化剂。

当催化剂使用固定床载体时，具有高机械强度、高的热稳定性以及低表面张力的负载金属的任何合适的材料都可以使用。在某些实施方式中，有用的载体材料包括，例如，二氧化硅，二氧化钛，氧化锆，氧化铝，keiselguhr，镁，铝酸钙水泥、其它无机载体，碳，和其他已知的材料或者这些修改后的模板载体，例如碱处理过的模板，或与稳定的添加剂如氧化镁或从镧系元素氧化物的模板。催化剂可以以小球或者挤出物的形式，具有尺寸直径以0.1-5mm、0.5-5mm、1-4或者1-3mm的顺序。

示例性的具有固定床载体的Ni催化剂包括Al₂O₃负载的Ni、Si负载的Ni和海绵型Ni。这些催化剂的活性可以任选通过加入促进剂或者稳定剂例如Mo而进一步调整。优选的Ni基催化剂包括Al₂O₃负载的催化剂，例如20％、12％或者8％Ni/Al₂O₃。这些Ni基催化剂同样具有价格优势：尽管20％Ni/Al₂O₃和0.3％Pd/Al₂O₃催化剂可以提供相似的催化性能，每单位反应器体积的20％Ni/Al₂O₃的成本大约是0.3％Pd/Al₂O₃催化剂成本的40％。在某些实施方式中，此处提供的所述方法中使用的催化剂选自20％Ni/Al₂O₃和0.3％Pd/Al₂O₃。

当氢化反应在固定床反应器中发生时，任何合适的固定床反应器均可使用。示例性的反应器包括一步的固定床反应器，两步的固定床反应器，和多步的固定床反应器。

固定床的许多构造是本领域所熟悉的。示例性的构造包括：i)并行气-液下行，其中反应物液体和氢气并行进料到固定床的顶部，例如，由R.Gupta公开在“Cocurrent Gas-Liquid Downflow in Packed Beds”，第19章，Handbook of Fluids in Motion(1983)；ii)并流上行，其中，反应物液体和氢气进料到固定床反应器中并流地至底部；和iii)对流操作，其中，反应器液体和氢气对流进料到固定床反应器中，液体进料到顶部滴流通过进料到底部的上升的氢气，例如由P.Trambouze公开在“Countercurrent Two-PhaseFlow Fixed Bed Catalytic Reactions”，Chemical Engineering Science，第45卷，第8期，第2269-2275页(1990)。

这里描述的氢化反应可以是极其放热的，尤其当不混溶的烯烃含有多个双键时。因此，需要适当的移除潜在的大量热量的策略。例如，如果绝热操作，法尼烯的氢化会导致温度上升至约1000℃。因此，如果氢化是在浆料反应器或者流化床反应器中发生，需要持续的移走热量。因为这些体系是充分混合的，反应热可以有效转移到内部的冷却盘或者外部的冷却夹套。由于所述构造具有机械搅拌，其可利用尺寸的限制，以及催化剂过滤的要求，机械搅拌浆料反应器可能对小规模反应更有用。

在某些实施方式中，固定床反应器用于大规模氢化。由于不需要机械搅拌和催化剂过滤，这些反应器具有简便的优点。

可以使用多种策略从固定床反应器中移走热量。在某些实施方式中，可以使用多个小直径反应管。由于热量需要传导的距离短，小的直径能够允许反应热有效地快速传导到管外。

在某些实施方式中，冷的产物流可以作为稀释剂从反应器流出物中再循环。在一个实施方式中，稀释剂是想要的产物，一种饱和的不混溶的烯烃。所述冷的流出物可以作为反应热的散热体，随着更多产物液体混入进料中，对于反应物加入的固定速率的温度上升得以降低。当反应物的氢化表现出零级动力学时，这个策略特别有效。例如，图8是氢摄入对不同法尼烯稀释的图。基于20％法尼烯浓度的氢摄入的一级反应的计算的曲线表现出与对于法尼烯的观察反应是吻合的。正如所看到的，因为如法尼烯的反应物表现出零级动力学，稀释剂溶液(小于＜20％、＜15％、＜10％和甚至＜5％)可以有效地被氢化。

在另一个实施方式中，所述稀释剂是在所用的氢化条件下为惰性的一种化合物或组合物。示例性的例子包括不是氢化的不混溶的烯烃的饱和烃。例如，稀释剂可以是正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正癸烷，等等。

在进一步的另一个实施方式中，所述稀释剂是氢化的不混溶的烯烃。在某些实施方式中，稀释剂是饱和的不混溶的烯烃。

在另一个方面，提供使用固定床反应器的氢化方法。所述方法包括：

a)向固定床反应器的入口提供进料流，其中进料流包括一种不混溶的烯烃和一种稀释剂组合物；

b)在氢化催化剂存在下，在高于室温的温度下，使进料流与氢气反应以生成流出物；

c)分离流出物，其包括进入含有氢化的不混溶的烯烃的产物流中与含有氢化的不混溶的烯烃的再循环流的氢化不混溶烯烃；

d)向包括不混溶的烯烃的流中加入作为稀释剂组合物部分的再循环流，以形成包括再循环的氢化不混溶的烯烃的进料流；

e)向固定床的进口提供再循环的氢化的不混溶的烯烃的进料流；和

f)重复步骤b)-e)至少一次。

在另一个方面，一种氢化方法，包括：

a)向固定床反应器的入口提供进料流，其中进料流包括一种不混溶的烯烃和一种稀释剂组合物；

b)在氢化催化剂存在下，在高于约100℃的温度下，使进料流与氢气反应从而生成流出物；

c)分离流出物，其包括氢化的不混溶的烯烃进入产物流包括氢化的不混溶的烯烃以及再循环流包括氢化的不混溶烯；

d)向包括不混溶的烯烃的流中加入作为稀释剂组合物部分的再循环流，以形成包括再循环的氢化不混溶的烯烃的进料流；

e)向固定床的进口提供再循环的氢化的不混溶的烯烃的进料流；和

f)重复步骤b)-e)至少一次。

在某些实施方式中，所述不混溶的烯烃部分是粗的烯烃组合物的一部分。在某些实施方式中，所述不混溶的烯烃部分是纯化的烯烃组合物的一部分。

在某些实施方式中，所述稀释剂组合物包括一种氢化的不混溶的烯烃。在某些实施方式中，所述稀释剂组合物包括一种饱和的不混溶的烯烃。在某些实施方式中，所述稀释剂组合物包括一种回收的氢化的不混溶的烯烃与一种或多种其它稀释剂的组合。在进一步的实施方式中，所述稀释剂组合物包括一种回收的饱和的不混溶的烯烃与一种或多种其它稀释剂的组合。

在某些实施方式中，所述进料流包括约1％、5％、10％、25％、50％、75％、90％、95％、99％或者更少的稀释剂，基于不混溶的烯烃的总重量。在某些实施方式中，所述进料流包括约50-95％、30-95％、20-95％或者5-99％的稀释剂，基于不混溶的烯烃的总重量。在某些实施方式中，所述进料流包括约99％、95％、90％、85％、75％、65％、55％、45％、35％、25％、15％、5％或者1％的稀释剂，基于不混溶的烯烃的总重量。

在某些实施方式中，进料流包括约1％、5％、10％、25％、50％、75％、90％、95％、99％或更低的氢化的不混溶的烯烃，基于稀释剂的总重量。在某些实施方式中，进料流包括包括约50-95％、50-90％、30-95％、20-95％、5-97％或60-85％的氢化的不混溶的烯烃，基于稀释剂的总重量。在某些实施方式中，进料流包括约99％、95％、90％、85％、75％、65％、55％、45％、35％、25％、15％、5％或1％的不混溶的烯烃，基于稀释剂的总重量。在另外的实施方案中，进料流包括约50-95％、50-90％、30-95％、20-95％、5-97％或60-85％的饱和的不混溶的烯烃，基于稀释剂的总重量。在进一步的实施方案中，进料流包括约99％、95％、90％、85％、75％、65％、55％、45％、35％、25％、15％、5％或1％的饱和的不混溶的烯烃，基于稀释剂的总重量。

在某些实施方式中，所述进料流包括约5％、10％、25％、50％、或75％或者更少的不混溶的烯烃，基于进料流的总重量。在进一步的实施方式中，所述进料流包括约1-50％、5-50％、5-25％、10-50％、10-40％或10-25％的不混溶的烯烃，基于进料流的总重量。在某些实施方式中，所述进料流包括约50％、40％、30％、25％、20％、10％、5％或1％的不混溶的烯烃，基于进料流的总重量。

在某些实施方式中，催化剂是Pd催化剂。在某些实施方式中，催化剂是Ni催化剂。在某些实施方式中，催化剂是Ni/Al₂O₃。

在某些实施方式中，在固定床反应器的进口和出口的温度的不同不超过200℃。在某些实施方式中，在固定床反应器的进口和出口的温度的不同不超过100℃。在某些实施方式中，在固定床反应器的进口和出口的温度的不同不超过50℃。

图9是一个示例性的固定床加氢系统的示意图。所述系统包括一个第一反应器3(具有第一催化剂4)。任选地，所述系统包括一个第二反应器6(具有第二催化剂7)。所述第一催化剂和第二催化剂可以相同或者它们也可以不同。如果该系统仅包括第一反应器，这是一步反应器，其中氢化在第一反应器发生并且氢化的不混溶的烯烃被分成两个部分：再循环部分和产物部分。再循环部分随后作为不混溶的烯烃进料的稀释剂被再循环。所述氢化的不混溶的烯烃是产物部分，可以使用而不需要进一步处理。

如果所述系统同时包括第一和第二反应器，其是两步反应器。对于一步反应器，氢化在第一反应器中发生并且所述氢化的不混溶的烯烃被分为两部分：再循环部分和产物部分。所述再循环部分随后作为不混溶的烯烃进料的稀释剂再循环至第一反应器中。所述氢化的不混溶的烯烃，其是产物部分，可以进一步的氢化以移除任何残余的不饱和度。

除了图9中描述的反应器3和6外，所述系统可以包括一个储料槽1、一个液体泵2，一个从液体中分离气体的分离泵5，以及氢气循环压缩机21。所述系统可以包括如下的一个或多个：用于不混溶的烯烃进料的过滤器8，加热进料至所需温度的启动加热器9，交换器10a和用于从第一反应器中流出的产物的冷却器10b，用于从第二反应器中流出的产物的冷却器11，用于从分离罐溢出的氢的冷却器12，不混溶的烯烃与氢气在其中混合的三通或者文杜里型喷嘴13，第一反应器进口14，第一反应器出口15，分离气体和蒸汽的分离罐16，第二反应器进口17，第二反应器出口18，用于从系统中吹扫气体的排气孔19以及液体泵20。

在一些使用固定床反应器的实施方式中，所述不混溶的烯烃与稀释剂混合。在某些实施方式中，进入反应器的不混溶的烯烃进料包括约5％-20％体积的不混溶的烯烃。在某些实施方式中，进入反应器的不混溶的烯烃进料包括在约5％、10％、15％和20％之间体积的不混溶的烯烃。

在某些实施方式中，所述稀释的不混溶的烯烃进料在三通或者文杜里型喷嘴13中与氢气混合。在某些实施方式中，在所述方法中使用大约1-1000％、10-500或者50-100％化学计量过量的氢气，或者大约100-5000、100-2000、200-1000或者200-400标准立方英尺每桶进料(scf/bbl)。在某些实施方式中，所述方法中使用大约100％化学计量过量的氢气，或者大约200标准立方英尺每桶进料(scf/bbl)。

在某些实施方式中，氢化方法在约100-700psig的压力下进行。在反应进口14的压力通常在100-700psig并且在反应出口15的压力通常在5-10000psig。在某些实施方式中，在进口14的压力为约400psig、450psig、500psig或者550psig。在一个实施方式中，在反应进口14的压力为约530psig并且在出口15的压力为约500psig。

在某些实施方式中，在所述方法中的温度取决于操作压力但通常氢化方法在高于100℃的温度进行。在某些实施方式中，在进口14的温度为约110-200℃并且在出口15为约150-350℃。

在某些实施方式中，轴向温度上升具体基于反应起燃温度与催化剂开始污染的温度之间的不同。在其它实施方式中，在氢化方法是接近但是高于氢化开始进行的温度例如起燃温度，并且低于催化剂污染或者产物产率损失显著的温度。在某些实施方式中，本方法中轴向温度上升在10-300℃的范围内。在某些实施方式中，在所述方法中轴向温度上升是约10、20、30、40、45、50、55、60、65、70、80、100、150、200或300℃。示例性的氢化反应具有轴向温度上升在约200℃，公开在US专利号3,796,764中。

在某些实施方式中，在反应器的进口14的温度为约150℃，并且压力为约530psig。在一个实施方式中，通过动态压降，多相进料流和氢气流被迫使下降反应器3，并且在大约500psig流出反应器。

在某些实施方式中，第一反应器3包括一个催化剂的牺牲层或者在反应器顶部的吸附剂，累积任何不可逆固定催化剂毒素并阻止它们在催化剂下面累积。在某些实施方式中，牺牲层由具有比催化剂更大颗粒粒径、更大孔径和/或低金属负载的载体组成。在某些实施方式中，牺牲层载体的更大的颗粒和孔径允许更多材料去累积在牺牲区域，在孔和内部空间被堵塞之前，其会导致大的压力下降，对驱动流动是必要的。在进一步的实施方式中，更低金属含量的牺牲层能够降低催化剂成本并能降低在活性位点的氢化速率，其能够提高在活性位点的氢气利用度并能够降低潜在的副反应-包括可在缺少氢时发生的催化剂焦化反应。在更进一步的实施方式中，在固化层上存在一个、两个、三个或者更多的牺牲层。在另外的实施方式中，催化剂的牺牲层包括一个催化剂载体材料例如Al₂O₃的最顶层，紧接着是在合适载体例如Al₂O₃上的低负载的Ni，以为了延长牺牲层的寿命。

第一反应器3可以进一步包括第一催化剂4。在一个实施方式中，第一催化剂是含有负载在氧化铝挤出物上约20％的Ni的Ni催化剂，挤出直径是1-5mm。用于所述方法的催化剂的一个例子是从Johnson-Matthey获得的HTC NI 500 RP 1.2mm。在某些实施方式中，在催化剂中负载的Ni是约10％、7％、5％、3％或者更少。在一个实施方式中，在催化剂中负载的Ni是约5％或者更少。在某些实施方式中，负载的Ni是约60％或者更多以最小化反应器体积和/或延长催化剂寿命。在某些实施方式中，第一催化剂包括0.3％ Pd/Al₂O₃。

在某些实施方式中，第一反应器3的尺寸设计为得到2、5、10、15、20或25的反应器LHSV(液时空速)，意味着每小时液体定容加料对第一催化剂床的体积的比例是2、5、10、15、20或25。在某些实施方式中，第一反应器的尺寸设计为得到20的反应器LHSV。如果不混溶的烯烃是稀释的从而进料是约5％烯烃和95％氢化产物，这个相当于一个1的操作LHSV，意味着每小时液体定容加料对第一催化剂床的体积的比例是1。在某些实施方式中，所述方法在2或更高的LHSV下进行。

在某些实施方式中，反应器的高宽比是约0.5-100、0.5-50、0.5-30、0.5-20、1-15、1-10、1-7或者约1-5。在某些实施方式中，宽高比为1-5。一般地，低一些的高宽比降低反应器的压力降，并且因此降低循环泵和循环压缩机的电能消耗。高一些的高宽比能够导致反应液体更大的湍流混合，其提高传质和传热，其可以较少潜在的催化剂污染和热区形成。

在某些实施方式中，第一反应器在其顶部包含一个液体分配器，例如，为了均匀分散多相反应物流通过反应器的宽度。在某些实施方式中，在反应器中进一步放入一个或多个额外的液体分配器。在某些实施方式中，一个或多个液体分配器如此放置使得在每30英尺的催化剂高度，液体被再次分配。

在某些实施方式中，在反应器底部流出的产物用交换器10a和冷却器10b冷却。在某些实施方式中，产物在约195℃和约500psig下从反应器底部流出。过量的氢(例如，～100sef H₂/bbl液体)在气/液分离器5中从液体反应物中脱离。通过循环压缩机21，过量的氢可以渡过气体冷却器12和分离罐16。消除气流可以释放～1％至～10％的循环氢气至排气口19。这可以允许在反应中少量生成的气体如甲烷流出所述系统。在与不混溶的烯烃进料混合物前，所述循环的氢可以与压缩机21的补充氢气顺流相混合。

在某些实施方式中，一部分从第一反应器中的冷却的液体产物用液体泵20循环至反应器3的顶部，作为再循环产物部分去稀释进入的、新鲜的不混溶的烯烃进料。液体产物剩下的部分可以转移至第二步用于完善，其可以降低产物部分中残余的不饱和度至最终产物所需的规格。

第二反应器6包括第二催化剂7。在某些实施方式中，第二催化剂具有负载在第一催化剂4的相同催化剂，或者其可以负载更高活性的催化剂，例如高负载的Pd。在某些实施方式中，第二反应器6包括5％Pd/Al₂O₃催化剂。在某些实施方式中，第二反应器的尺寸设计为得到1、2、3、4、5、7的反应器LHSV。在某些实施方式中，第二反应器的尺寸设计为LHSV是5。

在某些实施方式中，第二反应器在约300-500psig的压力下操作。在某些实施方式中，第二反应器在在约130-200℃的温度下操作。在某些实施方式中，第二反应器在约500psig和约150-190℃下操作。

在另一个方面，提供了一种使用现有加氢处理装置的氢化方法。因为氢化处理通常在精细装置中发生，因此，它们能够在高温条件下处理。在该方法中，不混溶的烯烃的氢化和非成品柴油的加氢处理在相同的反应器中发生，生成饱和的烯烃和成品柴油，其具有降低的硫含量，为50ppmw或更少。所述方法包括：

a)向固定床的进口提供进料流，其中所述进料流包括一种不混溶的烯烃和一种稀释剂组合物；和

b)在氢化催化剂的存在下，于大于100℃的温度下，使进料流与氢气接触从而生成一种流出物，

其中，所述稀释剂组合物是具有大于50ppmw的硫含量的非成品柴油并且所述流出物包括饱和的不混溶的烯烃并且流出物具有低于50ppmw的硫含量。

在某些实施方式中，不混溶的烯烃是粗的烯烃组合物的一部分。在某些实施方式中，不混溶的烯烃是纯化的烯烃组合物的一部分。

在某些实施方式中，所述非成品柴油具有的硫含量大于100ppmw、大于500ppmw、大于1000ppmw、大于5000ppmw、或者大于10000ppmw。在其它实施方式中，非成品柴油具有的氮含量大于10ppmw、大于50ppmw、大于100ppmw、大于500ppmw、大于1000ppmw、大于5000ppmw、或者大于10000ppmw。

在某些实施方式中，所述流出物或者所述成品柴油具有的硫含量小于30ppmw。在其它实施方式中，流出物具有的硫含量小于15ppmw。在进一步的其它实施方式中，流出物具有的硫含量小于1ppmw。

可选择地，如上所述，非成品柴油可以用作稀释剂。在该方法中，不混溶的烯烃的氢化和非成品柴油的加氢处理在相同的反应器中发生，但是流出物是再循环的以控制反应的温度。所述方法包括：

a)向固定床的进口提供进料流，其中所述进料流包括一种不混溶的烯烃和一种稀释剂组合物，其中，稀释剂组合物包括非成品柴油其具有大于50ppmw的硫含量使得所述进料流具有大于50ppmw的硫含量；

b)在氢化催化剂的存在下，于大于100℃的温度下，使进料流与氢气接触从而生成一种流出物，其中所述流出物包括饱和的不混溶的烯烃并且流出物具有小于50ppmw的硫含量；

c)转移部分的流出物流进入包括成品柴油的再循环流，其硫含量小于50ppmw；

d)向包括不混溶的烯烃的流中加入作为稀释剂组合物部分的再循环流以形成包括不混溶的烯烃的进料流，并且进料流具有大于50ppmw的硫含量；

e)向固定床进入提供进料流；和

f)重复步骤b)-e)至少一次。

在某些实施方式中，不混溶的烯烃是粗烯烃组合物的一部分。在某些实施方式中，不混溶的烯烃是纯化的烯烃组合物的一部分。

在某些实施方式中，非成品柴油具有的硫含量大于100ppmw、大于500ppmw、大于1000ppmw、大于5000ppmw、或者大于10000ppmw。在其它实施方式中，非成品柴油具有的氮含量大于10ppmw、大于50ppmw、大于100ppmw、大于500ppmw、大于1000ppmw、大于5000ppmw、或者大于10000ppmw。

在某些实施方式中，所述流出物或者所述成品柴油具有的硫含量小于30ppmw。在其它实施方式中，流出物具有的硫含量小于15ppmw。在进一步的其它实施方式中，流出物具有的硫含量小于1ppmw。

在其它实施方式中，所述进料硫包括约1％、5％、10％、25％、50％、75％、90％、95％、99％或者更少的稀释剂，基于不混溶的烯烃的总重量。在某些实施方式中，所述进料流包括约50-95％、30-95％、20-95％或者5-99％的稀释剂，基于不混溶的烯烃的总重量。在某些实施方式中，所述进料流包括约99％、95％、90％、85％、75％、65％、55％、45％、35％、25％、15％、5％或者1％的稀释剂，基于不混溶的烯烃的总重量。

在某些实施方式中，稀释剂组合物包括硫含量大于50ppmw的非成品柴油以及一种氢化的不混溶的烯烃。在某些实施方式中，进料流包括约1％、5％、10％、25％、50％、75％、90％、95％、99％或更低的非成品柴油，基于稀释剂的总重量。在某些实施方式中，稀释剂组合物包括约99％、95％、90％、85％、75％、65％、55％、45％、35％、25％、15％、5％或1％的非成品柴油，基于稀释剂的总重量。

在某些实施方式中，进料流包括约1％、5％、10％、25％、50％、75％、90％、95％、99％或更低的氢化的不混溶的烯烃，基于稀释剂的总重量。在进一步的实施方式中，进料流包括约50-95％、50-90％、30-95％、20-95％、5-97％或60-85％的氢化的不混溶的烯烃，基于稀释剂的总重量。在某些实施方式中，进料流包括约99％、95％、90％、85％、75％、65％、55％、45％、35％、25％、15％、5％或1％的氢化的不混溶的烯烃，基于稀释剂的总重量。在另外的实施方式中，进料流包括约50-95％、50-90％、30-95％、20-95％、5-97％或60-85％的饱和的不混溶的烯烃，基于稀释剂的总重量。在进一步的实施方式中，进料流包括约99％、95％、90％、85％、75％、65％、55％、45％、35％、25％、15％、5％或1％的饱和的不混溶的烯烃，基于稀释剂的总重量。

在某些实施方式中，进料流包括约5％、10％、25％、50％或者75％或者更少的不混溶的烯烃，基于进料流的总重量。在进一步的实施方式中，进料流包括约1-50％、5-50％、5-25％、10-50％、10-40％或者10-25％的不混溶的烯烃，基于进料流的总重量。在某些实施方式中，进料流包括约50％、40％、30％、25％、20％、10％、5％或者1％的不混溶的烯烃，基于进料流的总重量。

在某些实施方式中，所述催化剂是加氢处理催化剂。某些实施方式中，催化剂是Ni催化剂。某些实施方式中，催化剂是NiMo催化剂。

法尼烯

在另一个方面，提供了纯化的法尼烯组合物。所述组合物包括：

一种得自微生物的混合物包括重量等于或大于约93％重量的法尼烯和下面的化合物，每个等于或大于约0.1％重量存在：没药烯、姜烯、法尼醇以及法尼烯环氧化物；和，

一种酚抗氧剂，其中所述酚抗氧剂以至少约0.0001％重量存在。

在另一个反面，提供了一种纯化的法尼烯组合物。所述组合物包括：

一种得自微生物的混合物包括重量等于或大于约93％重量的法尼烯和下面的化合物，每个等于或大于约0.1％重量存在：没药烯、姜烯、法尼醇以及法尼烯环氧化物；和，

一种酚抗氧剂，其中所述酚抗氧剂以至少约0.0001％重量存在。

在某些实施方式中，所述酚抗氧剂以至少约0.0005％的重量的量存在。在某些实施方式中，所述酚抗氧剂以至少约0.005％的重量的量存在。在某些实施方式中，所述酚抗氧剂以约0.005％至约0.5％的重量的量存在。在进一步的实施方式中，所述酚抗氧剂以至少约0.01％重量的量存在。在进一步的实施方式中，所述酚抗氧剂以约0.05％至约0.3％的重量的量存在。在某些实施方式中，所述酚抗氧剂以大于约0.5％的重量的量存在。

在某些实施方式中，所述得自微生物的混合物进一步包括鲨烯。鲨烯的量通常小于约0.5％，基于得自微生物的法尼烯的总重量。在某些实施方式中，鲨烯的量约为0.05％-0.5％，基于得自微生物的法尼烯的总重量。在进一步的实施方式中，鲨烯的量约为0.05％、0.08％、0.09％或者0.1％，基于得自微生物的法尼烯的总重量。

在一些情况下，所述得自微生物的混合物进一步包括法尼烯二聚体，例如法尼烯的1，4和1，3加合物。二聚体的量通常小于约0.5％，基于得自微生物法尼烯的总重量。在某些实施方式中，法尼烯二聚体的量约为0.05％、0.07％、0.09％、0.1％、0.15％、0.2％、0.25％、0.3％或者0.5％，基于得自微生物的法尼烯的总重量。在某些实施方式中，法尼烯二聚体的量约为0.2％，基于得自微生物的法尼烯的总重量。

当所述得自微生物的法尼烯组合物是氢化的，法尼烯氢化成法尼烷。没药烯和姜烯均氢化为没药烷。法尼醇或者变为法尼烷(消除羟基以形成法尼烯，其随后氢化至形成法尼烷)或者形成2，6，10-三甲基十一烷(加上甲烷和水)。后者的反应描述如下：

C₁₅H₂₅OH+5H₂→C₁₄H₃₀+CH₄+H₂O

法尼烯环氧化物氢化为法尼醇，法尼醇转化为法尼烷或者2，6，10-三甲基十一烷，如上所述。

因此在另一个方面，提供了一种纯化的法尼烷组合物。所述组合物包括：以等于或大于约93％重量的量存在的法尼烷和等于或大于约0.1％重量的量的没药烷，其中wt.％是基于法尼烷的总重量。在一些实施方式中，没药烷的量等于或大于约0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或者1.0％，基于法尼烷的总重量。在其它的实施方式中，所述组合物包括：法尼烷以等于或大于约93％重量的量存在；没药烷以等于或大于约0.1％重量的量存在。

在得自微生物法尼烯混合物包括角鲨烷的情况下，所述纯化的组合物将进一步包括角鲨烷。角鲨烷的量通常少于约0.5％，基于法尼烷的总重量。在某些实施方式中，角鲨烷的量是约0.05％-0.5％，基于法尼烷的总重量。在进一步的实施方式中，角鲨烷的量是约0.05％、0.08％、0.09％、或者0.1％，基于法尼烷的总重量。

当得自微生物的法尼烯混合物包括法尼烯二聚体的一些情况下，所述纯化的法尼烷组合物进一步包括法尼烷二聚体，法尼烯二聚体的氢化模板。二聚体的量通常小于约0.5％，基于法尼烷的总重量。在一个实施方式中，法尼烯二聚体的量是约0.05％、0.07％、0.09％、0.1％、0.15％、0.2％、0.25％、0.3％或者0.5％，基于法尼烷的总重量。在一个实施方式中，法尼烯二聚体的量是约0.2％，基于法尼烷的总重量。

在某些实施方式中，得自微生物的法尼烯的混合物的氢化产物包括不饱和的法尼烷。在某些实施方式中，所述产物包括单不饱和的法尼烷。在某些实施方式中，所述产物包括法尼烷和不饱和法尼烷。在进一步的实施方式中，所述产物包括约0.1-50％、0.1-25％或者0.1-10％单不饱和法尼烷，基于产物的总重量。在更进一步的实施方式中，所述产物包括约0.1％的单不饱和法尼烷。在另外的实施方式中，产物包括0.1-50％、0.1-25％或者0.1-10％的单不饱和法尼烷，基于产物总重量。在更进一步的实施方式中，产物包括至少约99.9％法尼烷，基于产物的总重量。

在某些实施方式中，此处提供的方法包括选择氢化法尼烯以减少法尼烯中的一个、两个、三个或四个双键。在一个实施方式中，氢化方法中的一个产物包括法尼烷和一个或多个单不饱和法尼烷产物的结合。在某些实施方式中，产物包括一种单不饱和的法尼烷，以约0.1-50％的量存在，基于产物的总重量。在某些实施方式中，产物中的单不饱和法尼烷的量是约0.1、1、10、25或50％，基于产物的总重量。

虽然这里提供的方法和系统已经用相对于限制数量的实施方式进行了描述，但是，一个实施方式的具体特征并不能归因于所述方法和系统的其它实施方式。没有单一的实施方式是代表所述方法或系统的所有方面。在某些实施方式中，所述方法可以包括大量此处未提及的步骤。在某些实施方式中，所述方法不包括此处没有列举的任何步骤。存在从所描述的实施方式的变化和修饰。

注意到氢化的微生物的烯烃的生成方法用很多步骤来描述。在某些实施方式中，这些步骤可以以任意顺序进行。在某些实施方式中，一个或多个步骤可以省略或者组合但是仍然实现大体相同的结果。所附的权利要求试图覆盖所有这样的变化和修饰，因此落入要求保护的主题内容中。

在该说明书中提及的所有出版物和专利申请在此引用作为参考，至这样的程度，就像每个单独的出版物或者专利申请是明确并单独地引用作为参考。虽然已经对要求保护的主题内容通过说明和为了清楚理解的目的的实施例作了一定程度的描述，但是，按照这里的教导，在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下，作一定的改变和修饰，对本领域技术人员来说是很容易显而易见的，

实施例

实施例1

该实施例描述了通过生产法尼烯酵母菌株A生产的法尼烯的纯化。

酵母细胞从发酵液中用连续碟片喷嘴离心机(Alfa Laval DX 203 B-34)分离。除了移出细胞外，这个步骤也用来浓缩生物-有机化合物至更小的体积。对于这个特别的酵母菌株，导致在组合物中20倍的浓度，即大约一半法尼烯和一半发酵介质。因此对于20倍的浓度，大约95％的体积流量作为废物从喷嘴中流出，而大约5％体积流量被捕获作为浓缩的生物-有机组合物。

当该组合物允许沉淀或离心时，分离为三个清晰的相。上层包括主要的不混溶的烯烃。中间层包括由细胞、不混溶的烯烃和水形成的乳液。下层包括发酵介质水溶液。

使用5N NaOH将浓缩的组合物的pH调节至pH 8.3，随后在约30℃培养大约一小时。所述浓缩的组合物(pH～8.3)随后进料至液/液分离，使用相同的离心机。表1详细给出在碱性浓缩的生物-有机组合物中的三相中的每相中生物-有机化合物的量。

表1：在pH 8.3，浓缩的组合物的液/液回收率

法尼烯的纯度为94.9％(w/w)。用ASTM D 664测量的总酸量为0.9mgKOH/g。

实施例2

该实施例描述了实施例1的法尼烯的进一步纯化。

所述法尼烯使用0.4％w/w氢氧化钙(例如，Acros Organics，＞98％纯度，Cat.No.21918000)在室温下培养2.5小时。这导致大量杂质(能够用多种方法包括离心和过滤移除)的沉淀以生成法尼烯组合物(在其中于纯化中被萃取的酸被中和)。如果需要，该中和的组合物可以进一步纯化，例如，通过蒸馏。表2描述了总酸量以及各种组合物中的甘油含量。

表2：TAN&甘油含量

表3：烃的定量

表4：痕量金属

下面的金属小于＜1ppm：银、钴、钡、铜、铁、钼、锡、钒。

除了增加的钙外，氢氧化钙处理降低总酸量而没有显著影响组合物中其它组分的不纯性质。但是，高水平的钙可以通过其它纯化方法例如闪蒸而完全移除。

实施例3

该实施例描述使用氧化铝纯化粗的烯烃组合物至纯化的烯烃组合物。这种纯化方法也用于中和存在于粗的烯烃组合物中的有机酸。

氧化铝吸附剂使用前在250℃下至少2小时再生。所述粗的烯烃组合物在室温下引入并以10％w/v的生物-有机化合物与粒状氧化铝(例如，Selexsorb CDX)混合并且混合过夜。然后混合物用0.45μm过滤器过滤并用0.01％酚抗氧剂如4-叔丁基儿茶酚处理。

当该方法用于纯化实施例取得法尼烯组合物时，生成的纯化的法尼烯组合物具有0mg KOH/g的总酸量。

实施例4

该实施例描述在间歇反应中柠檬油精的氢化。

在100℃和50psig下，经过50mg 5％Pd/C  (Alfa Aesea)，25ml的柠檬油精样品(FloraChem，＞98％柠檬油精)被氢化为多种程度。6个样品被氢化为多种程度，并且产品的组成列于表10，采用GC分析测定。如图10所示，随着反应进行，组合物从较少饱和的种类转变为较多饱和的种类。在“完全”饱和后，该实施例的终产物的组成为主要地对薄荷烷的两个异构体，为～9％对伞花烃和～1％二甲基辛烷。在柠檬油精氢化的“饱和”产物中，芳香性的对伞花烃被发现是催化剂类型、温度、压力和反应时间或者LHSV(对于流反应器)的函数。结果表示在图10中。

实施例5

该实施例描述了使用钯催化剂在固定床反应器上柠檬油精的氢化。

柠檬油精(FloraChem，＞98％柠檬油精)与对薄荷烷或者对薄荷烷/对伞花烃的混合物混合以稀释进料至5-50％柠檬油精，并进料至固定床—从Johnson-Mstthey获得1L的0.3％Pd/Al₂O₃挤出物，在流速为21-82g/min。这个大体相当于反应器LHSV为～1.6-6.2L液体/L cat/h或者进程LHSV为～0.06-0.9L柠檬油精/L cat/h。液体进料在室温下进料，并由于反应热而变暖，因此其在并流下行下操作。将80℃下的温水加入到反应器的中部以保持反应器的最大温度在150℃或更低。反应器压力保持在50-90psig。反应器流出物中的过量的氢保持在3.6-6.5slpm。产物的组成在表5中给出。

表5：柠檬油精氢化产物

实施例6

该实施例描述了使用镍催化剂在固定床上柠檬油精的氢化。

柠檬油精(FloraChem，＞98％柠檬油精)与对薄荷烷或者对薄荷烷/对伞花烃的混合物混合以稀释进料，并进料至固定床-从Johnson-Mstthey获得1L的20％Ni/Al₂O₃挤出物。柠檬油精的进料浓度是13-50％，并且流速为30-104g/min。反应器LHSV为2.3-7.8L液体/L cat/h并且进程LHSV为0.3-2.0L柠檬油精/L cat/h。将温水加入到反应器的中部以保持反应器的最大温度在150℃或更低。反应器压力采用50-310psig，并且氢气流出物流速保持在2.5-6.5slpm。产物组成在下面给出，其是操作条件的函数。产物组成与用0.3％Pd/Al₂O₃观察到的结果明显不同。如图6所示，所测的对伞花烃的浓度在几乎所有下面给出的情况下为0，表明芳香氢化活性，因为在测试系列的开始，再循环液体进料流含有对伞花烃。在给出的测试中没有观察到烯属不饱和物质。

表6：柠檬油精产物组成

在氢化期间进行了质量平衡测试，当使用1L的20％Ni/Al₂O₃挤出物获得Johnson-Matthey，进料60g/min 25％柠檬油精/对薄荷烷。这相当于反应器LHSV为～4.5L液体/L cat/h或者进程LHSV为1.1L柠檬油精/L cat/h。反应器压力保持在45-55psig，温度保持在＜150℃，并且在反应器流出物中的过量氢保持在5.5-7.0slpm。在操作几小时之前和之后重复记录进料流的质量。记录在相同时间从反应器流出物中的回收液体的质量。0.76％的质量提高表明25％柠檬油精/对薄荷烷彻底氢化。结果显示在表7中。

表7

观察到的总质量增加为2.0％。所期望的和观察到的质量增加的不同可能主要是由于在反应器系统的截面含液率的暂时变化引起的误差。这个观察到的质量增加表明没有在副反应如加氢裂化上的液体进料质量可测量的损失。

实施例7

该实施例描述在中试规模上的法尼烯的氢化。

得自微生物的法尼烯，其已经用刮板蒸馏仪器蒸馏，并且用100ppmw的4-叔丁基儿茶酚(“p-TBC”)稳定，与过量氢气并流下行进料到固定床反应器中。所述固定床反应器含有获自Johnson-Matthey的1L的20％Ni//Al₂O₃挤出物。液体进料速率为9.6L/h，并且液体组成是10-15％法尼烯在回收的法尼烷中。反应器LHSV是9.6L液体/L cat/h，并且进程LHSV为0.96-1.4L法尼烯/L cat/h。通过传热流体使反应器夹套保持在150℃。反应器保持在500psig。在流出物中过量的氢气流保持在＞1slpm。GC分析显示在产物中没有可测量的残余烯烃。使用Intertek Caled Brett根据ASTMD2710进行了溴指数测定，并且从两个5-gal的大玻璃瓶的产物的样品测定的溴指数的结果仅为8和10mg Br/100g液体，表明残余的不饱和度是可忽略的。

表8：氢化条件

实施例8

该实施例描述了5％法尼烯其具有含有1.1wt.％硫的非成品柴油的加氢处理。所述非成品柴油含有1.2wt.％(12,000ppmw)S，100ppmw N以及约31wt.％芳族化合物。10％-90％的沸程为210℃-370℃，基于同步蒸馏。

NiMoS催化剂(Albermarle)通过用二甲基二硫醚硫化而活化。为了建立基线，非成品柴油在LHSV＝2.3下引入反应器中，并在340℃和650psig处理。氢气以液体进料在H₂/油比例为300N m³H₂/m³液体进料(1,500scfH₂/bbl液体)。监测反应器温度情况和流出物组成，并且非成品柴油的样品处理了72小时。在这些条件下，非成品柴油脱硫从12,000ppmw S至13-20ppmw S，并且脱氮从100ppmw N至0.3-0.4ppmw N。在所述方法中，进料的溴数目从1.4降到＜0.5，并且总芳族化合物含量从约31wt.％降至21wt.％。芳族化合物的还原为二-和三-芳族化合物，并且对单芳族化合物是可以忽略的。总氢消耗为约57N m³H₂/m³液体进料，或者350scf H₂/bbl液体。流出物气体的测量表明气含有约2.2vol％H₂S，大体相当于从进料液体中移除1.2wt％S。流出物气体同样包含约0.1vol％的丙烷或者更重的烃碎片，相当于～0.1％的液体进料至加氢裂化副反应的总损失。

在气流上72小时后，液体进料流从非成品柴油转换至含有5wt.％法尼烯(在非成品柴油中)的样品。反应器温度和压力保持在340℃和650psig，并且氢气：油的比例保持300N m³H₂/m³液体进料(1,500scf H₂/bbl液体)不变。反应器在这些条件下运行120小时。在120小时测试的过程中，含有法尼烯的样品从1.2wt.％S脱硫到25-32ppmw S。所述在流出物中的硫含量在测试中好像慢慢从25漂移至32ppmw，并且没有对通过调节操作条件来降低流出物中的S含量作出努力。由于存在5％的法尼烯，含有法尼烯的样品中的Br数目在加氢处理前比只有非成品柴油时显著更高，并且测定为9.9。在加氢处理过程中，含有法尼烯的样品中的Br数目降低至＜0.5，并且通过一系列GC×GC分析观察到法尼烯至饱和C15的完全转化。氢气消耗从对非成品柴油样品观察到的57N m³H₂/m³液体进料(350scf H₂/bbl液体)提高至含有法尼烯样品的66N m³H₂/m³液体进料(400scf H₂/bbl液体)，由于法尼烯氢化的额外氢气需求。Co-处理法尼烯对加氢脱氮反应的活性或者加氢脱芳化反应的活性没有可测量的影响，因为流出物中的N和芳族化合物的浓度对于两个样品大致相同。基于丙烷和C6+种类的流出物气体的浓度，加氢裂解活性在两个样品之间没有测量的变化。此外，两个样品的加氢裂解的损失保持在约0.1％不变。

在两个样品加氢处理后，移出所述NiMoS催化剂并测定其碳沉积。元素分析给出7.3wt％的C和12.1wt％的S，是对NiMoS加氢处理催化剂观察到的典型值。这个结果表明没有对从加氢处理含法尼烯的样品的催化剂上碳沉积的显著增加。

实施例9

该实施例描述氢化催化剂PRICAT NI HTC500RP 1.2mm的性能。

所述反应器装有25cm³PRICAT NI HTC500RP 1.2mm催化剂，在由粗糙的SiC(0.5-1.1mm)分开的4个不连续的床中并且催化剂的粒间孔洞填充二级精度的SiC(0.1-0.3mm，0.6g SiC.g_cat ^-1)。

所述催化剂在下面的还原条件下活化：

气体：H₂(100％)

气体流速：50 1.hr^-1

压力：40psig

温度：室温-120℃(5℃.min^-1)

120℃(60分钟停留)

120-230℃(1.67℃.min^-1)

230℃(60分钟停留)

冷却至最初的反应温度。

在不同温度和LHSVs下，在癸烷中的5％法尼烯(在500psig下)，催化剂的性能总结在表9中。

表9：从各种氢化流程中反应器流出样品的溴指数。

取气体样品并对其分析以研究裂化反应(如果有的话)发生了什么。表10总结了该结果。

表10：气体分析，以ppm

调节为在法尼烷中的5％法尼烯的进料使得在反应器出口的生成产物的溴指数很少不同。这决定氢化在如下的条件：175℃、LHSV 20hr^-1、500psig、以及5％进料生成一种产物，其溴指数为200-300，具有单-烯烃含量＜0.5％。此外，于这些条件下350小时在线，所述催化剂给出在标准条件下的溴指数没有显著变化。

实施例10

对实施例9中的卸载的催化剂进行鉴定以了解催化剂是如何被修饰的。催化剂在三个位置-反应器的顶部、中部和底部卸载。用TGA分析顶部和中部的样品，以确定碳种类的分解温度。结果表明没有催化剂上镍的损失和没有镍表面积的显著损失。在顶部和中部样品中观察到分别为0.06％和0.1％的少量的硫。对于两个样品，观察到在500℃之前所有的重量损失，具有最大的重量损失在约300℃，其表示长链的烃。在卸载的催化剂上未观察到碳沉积(例如没有结焦)，但是发现多至4wt％的烃，其归因于长链的烃并且其不能通过萃取移除。

上面列出的实施例是提供给本领域技术人员以完整的公开和说明如何使用和利用要求保护的实施方式，并且并不试图限制此处所公开的范围。对于本领域技术人员显而易见的修饰也落入下面的权利要求的范围内。在说明书中引用的所有出版物、专利和专利申请在此引入作为参考，就像每个这样的出版物、专利或者专利申请是明确并单独地引入作为参考。

Claims (68)

1.一种稳定得自微生物的烯烃的方法，包括：

a)从包括一种水溶液、微生物细胞和不混溶的烯烃的混合物中分离不混溶的烯烃从而形成粗的烯烃组合物；

b)纯化所述粗的烯烃组合物从而形成纯化的烯烃组合物；和

c)向纯化的烯烃组合物中加入一种酚抗氧剂以形成稳定的纯化的得自微生物的烯烃组合物。

2.权利要求1所述的方法，进一步包括向粗的烯烃组合物中加入一种酚抗氧化剂。

3.权利要求1所述的方法，其中所述纯化步骤选自分馏、闪蒸、吸附、液相色谱、溶剂萃取以及它们的组合。

4.权利要求1所述的方法，其中所述纯化步骤移除或者减少在粗的烯烃组合物中的甘油单酯、甘油二酯和甘油三酯。

5.权利要求1所述的方法，其中所述纯化步骤移除或者减少在粗的烯烃组合物中的麦角固醇或者鲨烯。

6.权利要求1所述的方法，其中所述不混溶的烯烃是法尼烯并且其以不混溶的烯烃的重量计以至少约50％、60％、70％、80％、90％、93％、95％、97％、99％或者更多的量存在。

7.权利要求6所述的方法，其中所述不混溶的烯烃进一步包括姜烯、没药烯、10，11-二氢-10，11-环氧法尼烯、法尼烯二聚体、法尼醇或者它们的组合。

8.权利要求1所述的方法，其中所述酚抗氧化剂是多酚。

9.权利要求1所述的方法，其中所述酚抗氧化剂是单酚。

10.权利要求1所述的方法，其中所述酚抗氧剂选自3-叔丁基-4-羟基苯甲醚；2-叔丁基-4-羟基苯甲醚；2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚；以及2，6-二-叔丁基-4-甲基苯酚。

11.权利要求1所述的方法，其中所述酚抗氧剂是儿茶酚。

12.权利要求11所述的方法，其中所述酚抗氧剂是4-叔丁基儿茶酚。

13.权利要求1所述的方法，其中所述酚抗氧剂以稳定的得自微生物的烯烃组合物重量的至少约0.0001％的量存在。

14.权利要求1所述的方法，其中所述酚抗氧剂以稳定的得自微生物的烯烃组合物重量的至少约0.001％的量存在。

15.权利要求2所述的方法，其中所述酚抗氧剂以生成的粗的烯烃组合物重量的至少约0.005％的量存在。

16.权利要求1所述的方法进一步包括在氢化催化剂存在下使所述纯化的烯烃组合物与氢气反应，使得氢气饱和烯烃中的至少一个双键。

17.权利要求16所述的方法，其中所述氢化反应在高于室温的温度发生。

18.权利要求16所述的方法，其中所述氢化反应在高于约100℃的温度发生。

19.一种稳定的微生物的烯烃组合物，包括：

a)一种至少93％组合物重量的不混溶的烯烃；和

b)一种至少0.0001％组合物重量的酚抗氧剂。

20.权利要求19所述的稳定的微生物的烯烃组合物，其中所述酚抗氧剂占组合物重量的至少约0.001％。

21.权利要求19所述的稳定的微生物的烯烃组合物，其中所述酚抗氧剂是组合物重量的至少约0.005％。

22.权利要求19所述的稳定的微生物烯烃组合物，其中不混溶的烯烃包括法尼烯。

23.权利要求22所述的稳定的微生物的烯烃组合物，其中所述法尼烯是组合物重量的至少约50％、60％、70％、80％、90％、93％、95％、97％、99％或者更多。

24.权利要求19所述的稳定的微生物的烯烃组合物，其中所述不混溶的烯烃包括选自姜烯、没药烯、10，11-二氢-10，11-环氧法尼烯、法尼烯二聚体、法尼醇或者它们的组合的杂质。

25.权利要求24所述的稳定的微生物的烯烃组合物，其中所述杂质以至少约0.05％组合物重量的量存在。

26.权利要求19所述的稳定的微生物的烯烃组合物，其中所述酚抗氧剂选自：白藜芦醇；3-叔丁基-4-羟基苯甲醚；2-叔丁基-4-羟基苯甲醚；2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚；以及2，6-二-叔丁基-4-甲基苯酚以及4-叔丁基儿茶酚。

27.权利要求19所述的稳定的微生物烯烃组合物，其中所述酚抗氧剂数量是组合物重量的至少约0.005％。

28.一种用于氢化不混溶的烯烃的方法，包括在氢化催化剂存在下使不混溶的烯烃与氢反应，使得氢饱和不混溶的烯烃中的至少一个双键并且其中氢化反应在高于约100℃的温度下发生。

29.权利要求28所述的方法，其中所述不混溶的烯烃是粗的烯烃组合物的一部分。

30.权利要求28所述的方法，其中所述不混溶的烯烃是纯化的烯烃组合物的一部分。

31.权利要求28所述的方法，其中所述不混溶的烯烃是稳定的纯化的烯烃组合物的一部分。

32.权利要求28所述的方法，其中所述不混溶的烯烃包括法尼烯。

33.权利要求28所述的方法，其中所述不混溶的烯烃进一步包括一种酚抗氧剂。

34.权利要求33所述的方法，其中所述抗氧剂选自：白藜芦醇；3-叔丁基-4-羟基苯甲醚；2-叔丁基-4-羟基苯甲醚；2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚；和2，6-二-叔丁基-4-甲基苯酚以及4-叔丁基儿茶酚。

35.一种用于氢化不混溶的烯烃的方法，包括：

a)向固定床反应器的进口提供进料流，其中所述进料流包括不混溶的烯烃和稀释剂组合物；

b)在氢化催化剂存在下，在约20℃或更高的温度下，使进料流与氢气接触从而生成流出物；

c)分离流出物，其包括进入含有氢化的不混溶的烯烃的产物流中与含有氢化的不混溶的烯烃的再循环流的氢化不混溶烯烃；

d)向包括不混溶的烯烃的流中加入作为稀释剂组合物部分的再循环流，以形成包括再循环的氢化不混溶的烯烃的进料流；

e)向固定床的进口提供包含再循环的氢化的不混溶的烯烃的进料流；和

f)重复步骤b)-e)至少一次。

36.权利要求35所述的方法，其中所述氢化反应在高于约100℃的温度发生。

37.权利要求35所述的方法，其中所述不混溶的烯烃包括法尼烯。

38.权利要求35所述的方法，其中所述固定床反应器是一步、两步或者多步反应器。

39.权利要求38所述的方法，其中所述反应器是并流下行反应器、并流上行反应器或者对流反应器。

40.权利要求38所述的方法，其中所述反应器是并流下行反应器。

41.权利要求38所述的方法，其中所述反应器的压强保持在约300psig至约700psig。

42.权利要求38所述的方法，其中所述反应器保持约10至100℃的轴向温度上升。

43.权利要求38所述的方法，其中所述氢化反应在约100至约200℃的温度下发生。

44.权利要求35所述的方法，其中所述催化剂包括Ni、Pd、Ru、Pt、Rh、Ir、Cu、Fe、铂族金属的合金、雷尼型的多孔催化剂或者加氢处理催化剂。

45.权利要求35所述的方法，其中所述催化剂选自0.3％Pd/Al₂O₃、5％Ni/Al₂O₃、8％Ni/Al₂O₃以及20％Ni/Al₂O₃。

46.权利要求35所述的方法，其中氢气相对于不混溶的烯烃约1-1000％化学计量过量。

47.权利要求35所述的方法，其中氢气相对于不混溶的烯烃约100％化学计量过量。

48.权利要求35所述的方法，其中所述进料流包括基于不混溶的烯烃总重量约50至95％的稀释剂。

49.权利要求48所述的方法，其中所述稀释剂组合物包括一种氢化的不混溶的烯烃。

50.权利要求48所述的方法，其中所述稀释剂组合物包括一种饱和的不混溶的烯烃。

51.权利要求48所述的方法，其中所述稀释剂组合物包括与一种或多种其它稀释剂混合的再循环的氢化的不混溶的烯烃。

52.权利要求48所述的方法，其中所述稀释剂包括正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正癸烷、法尼烷或者它们的组合。

53.一种纯化的法尼烯组合物，包括：

a)得自微生物的混合物，其包括等于或大于约93％重量的量的法尼烯和分别以等于或大于约0.1％重量存在的下面的化合物：没药烯、姜烯、法尼醇和法尼烯环氧化物；和，

b)一种至少约0.001％重量的量的酚抗氧剂。

54.一种纯化的法尼烯组合物，包括等于或者大于约93％重量的量的法尼烯和分别等于或者大于约0.1％重量的量的下面的化合物：没药烷或者十四烷。

55.一种用于不混溶的烯烃的氢化和加氢处理的方法，包括：

a)向固定床反应器提供一种进料流，其中所述进料流包括不混溶的烯烃以及一种稀释剂组合物；和

b)在氢化催化剂的存在下，于约20℃或更高的温度下，使进料流与氢接触从而生成流出物，

其中所述稀释剂组合物是非成品柴油，其具有大于50ppmw的硫含量，并且所述流出物包括饱和的不混溶的烯烃，并且所述流出物具有小于50ppmw的硫含量。

56.权利要求55所述的方法，其中所述非成品柴油具有大于100ppmw的硫含量。

57.权利要求55所述的方法，其中所述非成品柴油具有大于1000ppmw的硫含量。

58.权利要求55所述的方法，其中所述非成品柴油具有大于5000ppmw的硫含量。

59.权利要求55所述的方法，其中温度为110℃至400℃。

60.一种用于不混溶的烯烃的氢化和加氢处理的方法，包括：

a)向固定床反应器提供一种进料流，其中所述进料流包括不混溶的烯烃以及一种稀释剂组合物，其中所述稀释剂组合物包括具有大于50ppmw的硫含量的非成品柴油，使得进料流具有大于50ppmw的硫含量；

b)在氢化催化剂的存在下，于约20℃或更高的温度下，使进料流与氢接触从而生成流出物，其中所述流出物包括饱和的不混溶的烯烃并且流出物具有硫含量小于50ppmw；

c)转移部分的流出物流进入包括硫含量小于50ppmw的成品柴油的再循环流中；

d)向包括不混溶的烯烃的流中加入作为稀释剂组合物部分的再循环流，以形成包括不混溶的烯烃的进料流，并且进料流具有大于50ppmw的硫含量；

e)向固定床反应器的进口提供进料流；和

f)重复步骤b)-e)至少一次。

61.权利要求60所述的方法，其中所述催化反应在高于约100℃的温度下发生。

62.权利要求60所述的方法，其中所述非成品柴油具有大于100ppmw的硫含量。

63.权利要求60所述的方法，其中所述非成品柴油具有大于1000ppmw的硫含量。

64.权利要求60所述的方法，其中所述非成品柴油具有大于5000ppmw的硫含量。

65.权利要求60所述的方法，其中温度为110℃至400℃。

66.权利要求60所述的方法，其中所述进料流包括10wt.％或更少的不混溶的烯烃。

67.权利要求60所述的方法，其中所述进料流包括25wt.％或更少的不混溶的烯烃。

68.权利要求60所述的方法，其中所述进料流包括50wt.％或更少的不混溶的烯烃。

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