FI121627B - Förfarande för konvertering av triglyserider till biobränsleämnen - Google Patents

Claims (26)

1. Process för konvertering av omättade triglycerider till biobränslen, vilken process innehäller följande steg: a) förbehandling av omättade triglycerider för att producera en sadan blandning 5 av modifierade triglycerider, där de till blandningen hörande triglyceridernas kolskelettstruktur har bearbetats strukturellt genom att använda (i) isomeri-sering med hjälp av katalytisk konjugering, vilket resulterar i konjugerade triglycerider; (ii) cyklisering genom att förena de nämnda konjugerade triglyceriderna med en alken med hjälp av Diels-Alder-reaktion, vilket 10 resulterar i konjugerade triglycerider och cykliserade triglycerider, och (iii) tvärbindning av kolskelettstrukturen hos fettsyrorna i de nämnda konjugerade och cykliserade triglyceriderna; b) bringande av den nämnda blandningen av de modifierade triglyceriderna i kontakt med en vattenblandning som innehäller en katalyt, varvid den nämnda 15 vattenblandningens temperatur är tillräcklig för att fä blandningen av den modifierade triglyceriden och vattnet till en temperatur, som är minst 240 °C, vilket astadkommer att de modifierade triglyceriderna utsätts för katalytisk hydrotermolys, varvid oraffinerad kolväteolja produceras, och c) vidareraffinering av den nämnda oraffinerade kolväteoljan för att producera 20 olika biobränslesorter.

2. Process enligt patentkrav 1, där den nämnda alkenen är kolväte, som har minst en dubbelbindning och som har en molekylformel Y(H)C=C(H)X, där X och Y bäda är valda frän en grupp, som innehäller kolväte och väte.

3. Process enligt patentkrav 1, där det nämnda vidareraffinering s steget innehäller ° 25 hydrobehandling av den nämnda oraffinerade kolväteoljan genom att använda väte. o (M cv 4. Process enligt patentkrav 3, där den nämnda alkenen och det nämnda vätet (j, härstammar frän växtoljekällans fermenteringsbara utgängsmaterial, varvid den nämnda processen vidare innehäller följande steg: £ anaerobisk fermentering av utgängsmaterialen för att producera produkterna 30 väte, en flyktig syra och en alkohol; g konvertering av den nämnda flyktiga syran och alkoholen tili en alken genom o dekarboxylering och dehydrering; CNJ inmatning av den nämnda alkenen i en cykliseringsprocess och inmatning av det nämnda vätet i det nämnda vidareraffineringssteget.

5. Process enligt patentkrav 4, där den nämnda flyktiga syran innehäller mole-kyler, som har tre eller Her kolatomer.

6. Process enligt patentkrav 4, där det nämnda steget, där den flyktiga syran eller alkoholen konverteras till en alken, utförs vid en temperatur pa 300 °C - ca 500 °C 5 och vid ett tryck pa ca 50 bar - ca 300 bar.

7. Process enligt patentkrav 4, där man later det nämnda steget, där den flyktiga syran eller alkoholen konverteras till en alken, ske i närvaro av ätminstone en annan katalyt, varvid den nämnda andra katalyten är vald frän katalyter, som hör tili klasser av allmänna föreningar, vilka bestär av salter, oxider, hydroxider, leror, 10 mineraler, syror och kombinationer av dessa.

8. Process för konvertering av triglycerider tili oraffinerad kolväteolja, vilken process innehäller följande steg: föruppvärmning av triglyceriderna tili en temperatur pä 150-300 °C, och bringande av de nämnda triglyceriderna i kontakt med vatten i en hög 15 temperatur, varvid en triglycerid-vatten-blandning produceras, där tempera- turen ho s vattnet i en hög temperatur är tillräcklig för att fä triglycerid-vatten-blandningens temperatur tili 240-500 °C och därvid ästadkomma att triglyceriderna utsätts för hydrotermolys, varvid oraffinerad kolväteolja produceras.

9. Process enligt patentkrav 8, där föruppvärmning s steget vidare innehäller: uppvärmning av triglyceriderna tili en temperatur pä 150-180 °C, och tillsättning av en katalyt i triglyceriderna, varvid isomerisering av triglyceriderna ästadkoms med hjälp av katalytisk konjugering, vilket o resulterar i konjugerade triglycerider; o 25 upphettning av de konjugerade triglyceriderna tili en temperatur pä 170-300 cv °C vid ett tryck pä 5-50 bar, och ^ förenande av en alken med de upphettade konjugerade triglyceriderna, vilket ästadkommer cyklisering av de nämnda konjugerade triglyceriderna med hjälp £ av en Diels-Alder-reaktion, samt vidare ästadkommande av tvärbindning av 30 kolskelettstrukturerna hos fettsyrorna i de nämnda konjugerade m triglyceriderna, varvid en blandning av modifierade triglycerider produceras o för att bringas i kontakt med vatten i en hög temperatur. 1 Process enligt patentkrav 8, där det nämnda vattnet i en hög temperatur innehäller en katalyt.

11. Process enligt patentkrav 9, där viktförhällandet mellan det nämnda vattnet och den nämnda blandningen av modifierade triglycerider är ca 10:1 - ca 1:100.

12. Process enligt patentkrav 8, där det nämnda steget, där triglyceriderna bringas i kontakt med det nämnda vattnet i hög temperatur, utförs vid ett tryck pä ca 15 bar 5. ca 250 bar.

13. Process enligt patentkrav 8, där temperaturen hos det nämnda vattnet i hög temperatur astadkommer att triglyceridernas temperatur stiger med en hastighet pä minst 10 °C i sekunden.

14. Process enligt patentkrav 8, som vidare innehäller ett steg, där den oraffi-10 nerade kolväteoljans temperatur och tryck sänks för att separera oljan och vattnet frän varandra.

15. Process enligt patentkrav 10, där den nämnda katalyten är vald frän katalyter, som hör till klasser av allmänna föreningar, vilka bestär av salter, oxider, hydroxider, leror, mineraler och syror.

16. Process enligt patentkrav 10, där den nämnda katalyten är ett salt, som har en smältpunkt, som är lägre än temperaturen hos vattnet i en hög temperatur.

17. Process enligt patentkrav 10, där den nämnda katalyten är vald frän en grupp, som bestär av oxider av övergängsmetaller, hydroxider av alkali- eller jord-alkalimetaller, mineralsyror, borsyror, silikat, karbonat, molybdat, borat, bentonit 20 och montmorillonit.

18. Process för konvertering av triglycerider till oraffinerad kolväteolja, vilken o nämnda process innehäller följande steg: ° (i) isomerisering av triglyceriderna med hjälp av katalytisk konjugering för att c\i producera konjugerade triglycerider, cl, 25 (ii) cyklisering av de nämnda konjugerade triglyceriderna genom att förena de C\J nämnda konjugerade triglyceriderna med alken genom användning av Diels-£ Alder-reaktion och tvärbindning av kolskelettstrukturerna hos fettsyroma i de nämnda konjugerade triglyceriderna och lo (iii) krackning av de nämnda modifierade triglyceriderna för att producera o 30 oraffinerad kolväteolja genom att rikta värme och tryck mot de nämnda modifierade triglyceriderna.

19. Process för konvertering av omättade triglycerider till biobränslen, vilken process omfattar följande steg: förbehandling av omättade triglycerider för att producera en sadan blandning av modifierade triglycerider, där triglyceridernas kolskelettstruktur har 5 bearbetats strukturellt genom att använda (i) isomerisering med hjälp av katalytisk konjugering, vilket resulterar i konjugerade triglycerider och (ii) genom tvärbindning av kolskelettstrukturen hos fettsyrorna i de nämnda konjugerade triglyceriderna; bringande av blandningen av de nämnda modifierade triglyceriderna i kontakt 10 med vatten, som har en temperatur som är tillräcklig för att ästadkomma att de nämnda modifierade triglyceriderna utsätts för hydrotermolys, varvid oraffinerad kolväteolja produceras; fraktionering av den nämnda oraffinerade kolväteoljan för att separera lätta, medeltunga, tunga och restfraktioner frän varandra och 15 vidareraffinering av de nämnda restfraktionerna härstammande frän den nämnda oraffinerade kolväteoljan för att producera olika biobränslesorter.

20. Biobränslesammansättning, som innehäller: a) 50-80 viktprocent paraffin, inkluderande isoparaffin, vilka paraffin härstam-mar frän triglycerider, 20 b) 10-40 viktprocent cykloparaffin, vilka härstammar frän modifierade triglycerider och c) 0-10 viktprocent aromatiska ämnen, vilka härstammar frän triglycerider, petroleum eller koks, varvid biobränslesammansättningens genomsnittliga formel är CnH2n+m, där n är 10-12 och m är 0-2.

21. Process enligt patentkrav 19, där den nämnda katalyten är vald frän en grupp, o 5 som bestär av ZnCl2, Na2C03, Cu2Cl2, Cu2Br2, Zr02, Ti02, A1203 och kombina- (M . tioner av dem. (M i gj 22. Process enligt patentkrav 4, där den nämnda flyktiga syran är vald frän en x grupp, som bestär av mjölksyra, propionsyra, malonsyra, smörsyra och valeriansyra. CL

23. Process enligt patentkrav 19, som vidare innehäller ett steg, där triglyceriderna g föruppvärms och modifieras innan de bringas i kontakt med vattnet, varvid det o nämnda fömppvärmningssteget vidare innehäller CM (i) uppvärmning av triglyceriderna tili en temperatur pä 150-180 °C, och tillsättning av en katalyt i triglyceriderna, varvid isomerisering av tri- glyceriderna ästadkoms med hjälp av katalytisk konjugering, vilket resulterar i konjugerade triglycerider; (ii) upphettning av de konjugerade triglyceridema tili en temperatur pä 170-300 °C vid ett tryck pä 5-50 bar, och 5 (iii) förenande av en alken med de upphettade konjugerade triglyceridema, vilket ästadkommer cyklisering av de nämnda konjugerade triglyceridema med hjälp av Diels-Alder-reaktion, och vidare ästadkommer tvärbindning av kolskelett-strukturema hos fettsyroma i de nämnda konjugerade triglyceridema.

24. Process enligt patentkrav 23, där det nämnda vattnet innehäller en katalyt.

25. Process enligt patentkrav 23, där viktförhällandet mellan det nämnda vattnet och de nämnda triglyceridema är ca 10:1 - ca 1:100.

26. Process enligt patentkrav 24, där den nämnda katalyten är vald frän en gupp, som bestär av halider, silikater, karbonater, molybdater, borater och deras bland-ningar. o δ CVJ CM CD CM X cc CL CM LO CD o o CM