SE1200658A1 - Förfarande för användning av talloljebeck - Google Patents

Förfarande för användning av talloljebeck Download PDF

Info

Publication number
SE1200658A1
SE1200658A1 SE1200658A SE1200658A SE1200658A1 SE 1200658 A1 SE1200658 A1 SE 1200658A1 SE 1200658 A SE1200658 A SE 1200658A SE 1200658 A SE1200658 A SE 1200658A SE 1200658 A1 SE1200658 A1 SE 1200658A1
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
esters
tall oil
pitch
fatty acids
acids
Prior art date
Application number
SE1200658A
Other languages
English (en)
Other versions
SE537513C2 (sv
Inventor
Juhani Saviainen
Original Assignee
Forchem Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=42074413&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=SE1200658(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Forchem Oy filed Critical Forchem Oy
Publication of SE1200658A1 publication Critical patent/SE1200658A1/sv
Publication of SE537513C2 publication Critical patent/SE537513C2/sv

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G3/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • C10G3/50Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids in the presence of hydrogen, hydrogen donors or hydrogen generating compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/02Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
    • C10L1/026Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only for compression ignition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/04Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons
    • C10L1/08Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons for compression ignition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11BPRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B13/00Recovery of fats, fatty oils or fatty acids from waste materials
    • C11B13/005Recovery of fats, fatty oils or fatty acids from waste materials of residues of the fabrication of wood-cellulose (in particular tall-oil)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11CFATTY ACIDS FROM FATS, OILS OR WAXES; CANDLES; FATS, OILS OR FATTY ACIDS BY CHEMICAL MODIFICATION OF FATS, OILS, OR FATTY ACIDS OBTAINED THEREFROM
    • C11C1/00Preparation of fatty acids from fats, fatty oils, or waxes; Refining the fatty acids
    • C11C1/02Preparation of fatty acids from fats, fatty oils, or waxes; Refining the fatty acids from fats or fatty oils
    • C11C1/04Preparation of fatty acids from fats, fatty oils, or waxes; Refining the fatty acids from fats or fatty oils by hydrolysis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11CFATTY ACIDS FROM FATS, OILS OR WAXES; CANDLES; FATS, OILS OR FATTY ACIDS BY CHEMICAL MODIFICATION OF FATS, OILS, OR FATTY ACIDS OBTAINED THEREFROM
    • C11C3/00Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom
    • C11C3/003Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom by esterification of fatty acids with alcohols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10Feedstock materials
    • C10G2300/1011Biomass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10Feedstock materials
    • C10G2300/1011Biomass
    • C10G2300/1014Biomass of vegetal origin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2400/00Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
    • C10G2400/04Diesel oil
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/74Recovery of fats, fatty oils, fatty acids or other fatty substances, e.g. lanolin or waxes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

(57) Sammandrag Forfarande for behandling av talloljebeck. Enligt detta forfarande frigors en del av fettsyroma och hartssyrorna fran sina sterol- och traspritsestrar och omvandlas till metanol- estrar eller etanolestrar. De transesterifierade produkterna avlagsnas fran becket medelst avdunstning och kondenseras harefter, och medelst hydrering av det erhallna kondensatet dekarboxyleras syroma och dubbelbindningarna mattas. Det är mojligt att anvancla foreliggande uppfinning for att framstalla motorbransle fran talloljebeck.

Description

(57) Sammandrag Forfarande for behandling av talloljebeck. Enligt detta forfarande frigors en del av fettsyroma och hartssyrorna fran sina sterol- och traspritsestrar och omvandlas till metanol- estrar eller etanolestrar. De transesterifierade produkterna avlagsnas fran becket medelst avdunstning och kondenseras harefter, och medelst hydrering av det erhallna kondensatet dekarboxyleras syroma och dubbelbindningarna mattas. Det är mojligt att anvancla foreliggande uppfinning for att framstalla motorbransle fran talloljebeck. 1 Forfarande for anvandning av talloljebeck Foreliggande uppfinning avser ett forfarande for behandling av talloljebeck i enlighet med ingressen till krav 1.
Vid ett dylikt forfarande innehaller den sammansattning som behandlas fran tallolja harstammande fett- och hartssyrors sterolestrar och eventuellt estrar av andra trasprit.
Foreliggande uppfinning avser aven en produkt enligt krav 14 och dess anvandning enligt krav 16.
Tallolja är en , som erhalls som en biprodukt inom cellulosaindustrin. Det ar redan valkant att tallolja innehaller hartssyror, fettsyror, steroler och andra trasprit samt sma mangder oorganiska foreningar, sasom Na2SO4, som ar rester fran cellulosakokning. Vidare innehaller tallolja metallkatjoner, som harstammar fran tra och godsel, vilka katjoner är harledda t.ex. frail foljande grundamnen: Ca, Fe, Mg, P, Al, Zn, Mn, V, As och Si. Tallolja kan aven innehalla andra oorganiska foreningar. Dessa forekommar vanligast i form av resinat eller/och salter av fettsyror. Deras halter uppgar vanligtvis till 140-280 ppm. Detta betyder att de binder material ca 6,7 — 7, ganger sin egna molekylvikt. Beroende av koncentrationen binder de ifragavarande materialen t.ex. hartssyror 900 — 1900 ppm = maximalt 0,2 vikt-% i ratallolja och ca 0,6 % i beck fran talloljeforadling.
Talloljebeck, som ar en rest fran destillationsforadling, brdnns vanligtvis blandat med talloljeforadlingens fordestillat. Talloljebeck innehaller ca 13 % fria hartssyror, ca 3 — 8 % fria fettsyror, endast ca 1 % fria steroler och ca 12 % bundna steroler och ca 60 % fettsyraestrar och fettsyraestrar av trasprit. Dessutom innehaller becket en liten mangd lignin, vars molekylvikt vanligtvis ligger over 1000, och dimerer och oligomerer av hartssyror.
DA avsikten är att anvanda beck for att framstalla motorbransle fran fett- och hartssyror som becket innehaller, maste metallresterna avlagsnas. Branslen som innehaller metallrester lampar sig inte for motordrift; dessutom blir dessa rester katalysatorgifter under hydreringsprocessen, som utfors vid framstallning av motorbranslen for att stabilisera branslet och for att forhindra att det oxideras och for att sanka stelningspunkten. 2 Enligt en losning som beskrivs i den offentliggjorda patentansokan nr WO 2009131510, utfors avlagsnandet av dessa katjoner med en svavelsyra- och fosforsyrabehandling och en pafiiljande filtrering genom ett < 10 vm filter. Enligt patentansokan anvands ratallolja (CTO, crude tall oil) i behandlingen.
En behandling enligt kant forfarande avlagsnar dock inte fullstandigt zink, vanadin och arsen. Om avlagsningarna forverkligas genom att var och en syrabehandling utfors separat, varvid utfallningen är nastan fullstandig, blir processen dyr och komplicerad. Foljaktligen, da CTO behandlas enligt kand losning, maste en stor mangd material behandlas. Denna be-handling avlagsnar inte lignin, utan gör det istallet t.o.m. annu losligare.
US-patentet nr 4,426,322 beskriver en CTO-behandling medelst vatten under tryck, med vilket vatten de vattenlosliga saltema, huvudsakligen Na2SO4, avlagsnas, foretradesvis vid en temperatur av 130 °C, fran talloljan fore destillationsbehandlingarna. Denna behandling avlagsnar dock inte de katjoner som är bundna till hartssyrorna och fettsyrorna och inte heller de suspenderade fibrema.
Enligt US-patentet nr 4,248,769 tvattas sulfatsapa med en lOsning av koncentrerat Na2SO4 fore acidifiering, varvid det är mojligt att avlagsna ca 50 % av ligninsalterna, d.v.s. lignan- erna.
I den offentliggjorda US-patentansokan nr 2009/0217573 Al beskrivs hur bransle for forbranningsmotorer framstalls av ratallolja Enligt detta esterifieras ratalloljan med alkohol (C1—C8), vattnet och alkoholen separeras, den aterstaende torra esterblandningen destilleras till tva fraktioner och mangden svavelforeningar minskas genom att avlagsna dem medelst destillation i olika steg.
En artikel i tidskriften Energy & Fuels (2001. 15, 1166-1172) beskriver hur en hartssyra- fraktion av ratallolja omvandlas till motorbransle. Enligt denna artikel avlagsnas forst — COOH -grupperna genom att de omvandlas till alkoholer eller kolvaten medelst termisk klyvning, varvid CO2 avlagsnas. For detta behovs en temperatur uppgaende till ca 400 °C och en Ni-Mo-katalysator. Enligt samma artikel är det mojligt att direkt hydrera hartssyrorna vid en temperatur av 350-400 °C och vid ett vatetryck av 100 bar under det att en 3 Ni-Mo-oxidkatalysator anvands pa ytan av aluminiumoxid. PA detta sat är det mojligt att astadkomma cykloalkaner och hydrerade "aromater".
Testen i denna publikation var sa tillvida interessanta att en ren hartsfraktion anvandes i 5 dem (Unitol NCY/Arizona Chemicals). Kokpunkten for huvuddelen av den erhallna produkten var ca 320 °C vid normalt tryck.
I US-patentet nr 5,705,722 framfors att tallolja, som är vdsentligen fri frail aska (en destillerad produkt, vars bottenprodukt dr talloljebeck), hydreras vid ett 4MPa H2 -tryck och vid en temperatur av 370-450 °C. En pa detta sat framstalld produkts cetanindex pastas vara sa bra att den kan anvandas som tillsatsamne i petrokemisk diesel av dalig kvalitet.
De patent som beskrivits ovan utnyttjar systematiskt fraktioner, fran vilka kemikalier med hog molekylvikt har avldgsnats, eller enligt nagra publikationer har laboratorietest utforts med "rena" kemikalier. Tallolja, och i synnerhet dess beck, innehaller stora mdngder kat- joner, vilka dr katalysatorgifter. Foljaktligen är forfaranden som as baserade pa att hydrera rena kemikalier inte industriellt anvdndbara.
Andamalet med den foreliggande uppfinningen är att eliminera atminstone nagra problem i forhallande till kand teknik och att tillhandahalla ett fullstandigt nytt forfarande for att be- handla talloljebeck, i synnerhet att behandla det pa sa satt, att det är mOjligt att ddrav erhalla motorbrdnsle eller ett tillsatsamne for detta brdnsle.
Denna uppfinning baserar sig pa iden att forst frigora de harts- och fettsyror som becket innehaller fran sina estrar. Detta kan astadkommas genom att t.ex. anvanda vattenhydrolys eller transesterifiering eller en kombination av dessa, varvid transesterifieringen i synnerhet utfors medelst en alkohol med lag molekylvikt. Harefter avldgsnas fettsyrorna eller deras lagre alkylestrar, som frigjorts fran en ester med hog molekylvikt, fran becket medelst destillation eller foretrddesvis avdunstning. Angan kondenseras och tas tillvara.
Det har konstaterats att avdunstningen utfors foretradesvis medelst en anordning, vani becket behandlas pa sa satt, att det inte vdsentligen kokar pa avdunstningsytan. En foredragen utforingsform avser en kortvdgsforangare, d.v.s. en anordning, van i den yta som skall uppvarmas och avkylningsytan ligger nara varandra och van i det gasflode som 4 separeras fran den avdunstade vatskan är mycket langsamt pa grund av stora uppvarmnings- och kondenseringsytor. Genom att anvanda en dylik anordning är antalet droppar och andra partiklar som gasflodet for med sig Det är mojligt att hydrera de produkter som framstallts pa ovan namnda satt, varvid fett- syromas alkylestrars dubbelbindningar hydreras, d.v.s. mattas, och fettsyrans -COOH eller -COOCH3 -grupper omvandlas till koldioxid och metan eller etan. Hartssyrornas alkylestrar utsatts for ett liknande fenomen med den skillnaden att deras ringstruktur Atminstone delvis oppnas. Da man gar tillvaga pa detta sat erhalls en biokomponent, som lampar sig att anvdndas som motorbransle, t.ex. dieselbransle.
Ndrmare bestamt kannetecknas fdrfarandet enligt uppfinningen huvudsakligen av det som är anfort i ingressen till krav 1.
Produkten enligt foreliggande uppfinning är kannetecknad av det som anforts i krav 14 och anvandningen enligt foreliggande uppfinning av det som anforts i krav 16.
Avsevarda fordelar uppnas med foreliggande uppfinning. Salunda är det mojligt att avsevart hoja det ekonomiska vardet pa komponenterna av talloljebeck i jamforelse med att en- dast branna det.
DA huvuddelen av fettsyrornas och hartssyromas estrar, och de fria fettsyrorna och hartssyroma frigjorts genom att de avdunstats fran becket, aterstar i becket steroler som aven frigjorts och som är t.o.m. mera vardefulla an fettsyroma.
Av de metaller som dr narvarande i talloljan, utgor Zn, As, Fe, Si och Pb, och enligt vissa experter aven Na and Ca, skadliga katalysatorgifter, eftersom de tapper till den egentliga katalysatorbararens porer, sasom aktivt kol och A1203. De forsta fern metallema i upprakningen, d.v.s. Zn, As, Fe, Si och Pb, utgor aven hydreringskatalysatorgifter. Dessutom utgor metaller, tillsammans med t.ex. fosfor, som är narvarande i bilbranslen avgasomvandlares katalysatorgifter, bland vilka bly är den skadligaste. I jetmotorbranslen uppgar den maximala tillatna mangden metaller tillsammans till 5 — 98 ppb (0,001 ppm), beroende av skriftliga kallor.
Koppar i sin tur är den skadligaste metalliska smutsen i fardigt bransle. Redan vid halter av 25 vg/1 fororsakar den oligomerisering av molekyler (gummiharts).
Foljaktligen maste metallema noggrannt avldgsnas fran fettsyror och hartssyror, som er- halls fran talloljebeck, och i allmanhet fran brdnslen, som framstalls fran talloljeprodukter.
WO/2010/003504 beskriver ett forfarande for adsorbering och absorbering av metaller fran dieselbransle. Denna losning avser avlagsnande av Cu-, Pb- och Zn-katjoner genom att anvanda fettsyror (R2COOH) som är impregnerade pa ett bdrarpulver.
De rena och metallfria fettsyroma och hartssyrorna eller deras alkoholestrar, som kan erhallas med hjalp av foreliggande uppfinning, är de facto hogst onskvarda da de anvands som brdnsle i dieselmotorer. Det är mojligt att hydrera fettsyroma, aven tillsammans med hartssyrorna, for att erhalla t.o.m. gasturbinbransle.
I det foljande undersoks foreliggande uppfinning narmare med hjdlp av en detaljerad beskrivning.
Den bifogade ritningen visar ett flodesschema enligt en foredragen utforingsform av foreliggande uppfinning.
Generellt avser den foreliggande uppfinningen foljande: en vdsentlig del av fettsyroma och hartssyrorna frigors fran sina sterolestrar och eventuellt fran sina andra traspritsestrar, foretradesvis omvandlas de till metanol- eller etanolestrar eller dylika ldgre alkyl- estrar, de transesterifierade produktema avldgsnas fran becket medelst avdunstning och kondenseras harefter, foretradesvis omedelbart, och det erhallna kondensatet hydreras.
Med "en vasentlig del" avses hdr att atminstone ca 50 mol-%, ldmpligast atminstone 70 mol-%, i synnerhet atminstone 80 mol-% av fettsyrornas och hartssyromas sterolalkoholer och trasprit, som becket innehaller, frigors &An sina estrar och omvandlas till ldgre alkylestrar. 6 Med en "lagre alkohol" avses hdr C1-4 alkohol, foretradesvis metanol eller etanol.
Enligt foreliggande uppfinning finns det atminstone tva tillvagagangssat (se figur), be- roende av hur fettsyrorna och hartssyroma frigors fran sterolestrarna och eventuellt fran andra trdspritsestrar. Det är ocksa moljligt att kombinera dessa tva sail.
I den forsta utforingsformen med bendmnd "Alt. 1" i figuren startar processen med en vattenhydrolys, som foretradesvis utgors av en syrahydrolys. I figuren avser referens- nummer 1 hydrolyssteget. Losliga salter, och atminstone en del av de katjoner som är bundna till hartssyrorna, upploses i vatten, som avIdgsnas medelst dekantering efter hydrolysen. I figuren avser referensnummer (2) torkningssteget.
Foretradesvis utfors hydrolysen vid en temperatur av ca 250-360 °C och motsvarande vid 15 ett tryck av 40-86 bar, och vidare utfOrs klamingen vid en temperatur av ca 95 °C. Det är ocksa mojligt att operera vid en temperatur av ca 220-280 °C och motsvarande vid ett tryck av 25-65 bar.
Nu är de losliga salterna och atminstone en del av de salter som upplosts pa grund av aciditet fortfarande i sin vattenfas.
Den ovan beskrivna vattenhydrolysen kan vara partiell eller endast en vattentvdtt. Det är viktigt att i sá manga steg som mojligt, sa mycket metaller, fosfor och fasta dmnen som mojligt avldgsnas fran fettsyrorna, hartssyrorna och/eller deras lagre alkylestrar (metyl- eller etylestrar), som frigjorts fran becket. Efter vilken som helst vattenbehandling maste den fettsyrablandning som skall esterifieras torkas omsorgsfullt. Om blandningen inte utsatts for esterifiering overhuvudtaget, utan destilleras bort och hydreras efter frigoringen antingen pa den ursprungliga destillationsplatsen eller pa nagot annat stdlle, sa är frigorelsen fran metallerna lika viktig.
En speciell egenskap hos vattenhydrolysen utgors av att de upplosta salterna avidgsnas tillsammans med overskottsvattnet, antagande att atminstone en stor del av vattnet dekanterats fore vattenavdunstningen for att frigora det fran organiska material. Med vatten- eller 7 vattenangehydrolys avses Mr en forbehandling fore en eventuell alkoholesterifiering.
Istallet for vattenhydrolysen 1, ar det mojligt att utfora endast en vattentvatt, torkning och transesterifiering. pa detta satt är det mojligt att avldgsna den storsta delen av saltema (Na2SO4).
Aven metanol eller etanol kan anvandas i en vattenhydrolys for att hjalpa att losa upp emulsionerna och genom att bidra till transesterifieringen (J. Am. Chem. Soc., 2001, 123(41) s. 10101-10102).
Darefter utfors transesterifieringen 3 med en ldgre alkohol, typiskt en C1_4 alkohol, sasom metanol eller etanol, efter det att reaktionsblandningen torkats.
Enligt en annan utforingsform anvands direkt transesterifiering som utfors med den ovan- namnda ldgre alkoholen, sasom metanol eller etanol (denna losning bendmns alternativ "Alt. 2"). Aven i detta fall anvands en sur katalysator, som underldttar metallemas separation till den genererade vattenfasen, som avldgsnats medelst dekantering eller centrifugering eller avdunstning.
Transesterifieringens tryck och temperatur vdljs beroende av hur mycket alkohol som upplosts i becket och vilket blandningens angtryck dr. I allmanhet valjs trycket sa att det sakerstaller att alkoholen inte kan koka bort vid den valda temperaturen. Salunda ligger temperaturen i allmanhet i intervallet 25-300 °C, t.ex. ca 50-250 °C, och trycket utgors av normalt lufttryck eller hogre, t.ex. hogst 150 bar (abs), ldmpligast hogst 100 bar (abs), t.ex. ca 2-90 bar (abs).
Transesterifieringen utfors ldmpligast med metanol eller etanol under anvandning av en sur katalysator, t.ex. svavelsyra eller en sur jonbytarharts.
Dessa transesterifieringar och pafoljande torkningar och avdunstningar 5 utfors alltid den ena omedelbart efter den andra.
For att maximalt utnyttja becket, t.ex. i framstallning av motorbransle, separeras de fettsyror som skall frigoras flirt estrarna medelst destillation 6. 8 Det existerar manga separationsforfaranden. Det är mojligt att utfora separationen t.ex. med antingen en fraktioneringskolonn, som i allmanhet omfattar flagon slags returnering, eller endast medelst "strippningsdestillation", varvid kolonnen inte omfattar en retumering, men omfattar ett flertal separationsbotten, eller en tunnfilmsforangare eller "kortvagsfor- angare".
Da fettsyror eller deras estrar avdunstas ar det viktigt att de avdunstas utan att de kokar. Ddrfor är det mojligt att anvanda en tunnfilmsforangare, men foretradesvis utgors den for-10 angare som anvands av en "kortvagsforangare", som omfattar en separat droppseparator.
I en kortvagsforangare är kondenseringsytan och avdunstningsytan i samma utrymme och är ungefar av samma storlek. Gaserna forflyttar sig ett kort avstand med lag hastighet. Pa detta satt sakerstalls att metallkatjonema inte migrerar fran uppvarmningsytan till kondens- eringsytan. Da rena fettsyraestrar erhalls pa detta satt är det Ida att utfOra en eventuell hydreringsbehandling av dem pa grund av att katalysatorerna inte är forgiftade med metaller.
Det är fordelaktigt att anvanda en kortvagsforangare pa grund av att da forflyttas minsta mojliga mangd metaller, om nagra, till destillatet eller avdunstningen. Detta är viktigt for att da, ndr pa detta sat frigjorda fettsyrors och hartssyrors alkylestrar (typiskt metylestrar) anvands for framstallning av dieselbransle medelst hydrering, sa nedsmutsas inte hydreringskatalysatorerna. Det är mojligt att mata dessa estrar, tillsammans med petrokemiskt ramaterial, direkt till vidareforddling vid ett oljeraffinaderi.
I bada fallen maste bade vattnet och overskottsalkoholen fran transesterifieringen forst av- ldgsnas medelst avdunstning i en separat enhet 4 och inte dessforinnan separeras fettsyromas och hartssyrornas metylestrar i ett Mgt vakuum fran beckets andra bestAndsdelar.
Enligt en foredragen utforingsform av foreliggande uppfinning avdunstas 6 sterolforeningarna vid ett vdsentligen lagre tryck, efter det att fettsyrornas och hartssyrornas estrar avldgsnats medelst avdunstning. En annan mojlig behandling bestar i att efter avdunstningen av de frigjorda syroma upploses beckets aterstaende destillationsrest till en ldgre alkohol, i synnerhet till C1 eller C2 alkohol, och den separerade alkoholfasen avdunstas och sterolema 9 tas tillvara for vidare rening.
I bada fallen destilleras eller avdunstas sterolerna vid ett dnnu ldgre tryck an fettsyrorna (T är i synnerhet ca 225 °C, p = 0,01-3,5 mbar).
Den avdunstade alkylestern som erhalls kondenseras ldmpligast omedelbart efter avdunstningen. Kondenseringen utfors typiskt inom ca 1-60 minuter, i synnerhet inom ca 1-10 minuter efter avdunstningen.
Enlig en annan foredragen utforingsform bestar behandlingen i att en produkt, van i fettsyrorna och hartssyrorna inte ldngre är bundna till att bilda estrar med hog molekylvikt, torkas for att frigora dem fran vatten (efter dekantering) och harefter avdunstas, foretradesvis i tva steg.
I detta fall erhalls en sammansattning av fettsyrametylester och hartssyrametylester i for- angarens kondensat i det forsta steget 5, och en sterolsammansdttning i det foljande steget 6. Aterstoden omfattar neutrala material och oligomerer med en hog kokpunkt. Aterstoden innehaller dven metaBresinat.
I det forsta steget uppgar operationstrycket till ca 3 — 15 mbar (abs.) och operationstemper- aturen till 220 °C, och i det andra steget — sasom ovan beskrivits — uppgar operationstemperaturen ldmpligast till ca 225 °C och operationstrycket till 0,01 — 3,5 mbar (abs).
Pa detta sat är det mojligt att ta tillvara ca 60 — 70 % av beckets bestandsdelar, fria fran metallsalter.
Aven om det är mojligt att med framgang anvanda metylestrar som sadana som brdnsle for dieselmotorer (Bioresource Technology volym 98, utgiven 2 jan. 2007 s. 241-246), är produkten kanslig for oxidation och oligomerisering.
Foljaktligen hydreras fettsyrans och hartssyrans alkylesterfraktion katalytiskt och isomeriseras vid behov for att hoja cetanindexet. Medelst hydrering är det mojligt att dekarboxylera syrorna och matta dubbelbindningarna.
Om man i detta steg onskar ta sterolfraktionen tillvara for slutlig rening, separeras den me-deist avdunstning vid ett lagre tryck. Hydreringen kan utfors pa ett satt kant per se, t.ex. sasom beskrivits i publikation Petroleum and Science and Technology 16(5&6), 597-609 (1998).
Det efter avdunstningen aterstaende becket ("restbeck" i figuren), som innehaller dimera hartssyror, oligomerer, lykopen och trasprit, d.v.s. lutein och neoxantin o.s.v., och metallsalter av hartssyra, antingen branns eller anvands som ramaterial for 'Lim.
En artikel i tidskriften Petroleum and Science and Technology [16(5&6), 597-609 (1998)] beskriver hur tallolja, varifran becket avlagsnats (Depitched Tall Oil = DPTO), utmarkt forbdttrar medelst hydrering dieseloljans cetanindex. I artikeln studerades i synnerhet katalysatorers forgiftning. Det är uppenbart att katalysatorers fOrgiftning är vasentligen mera trolig vid anvandning av beck an vid anvandning av DPTO, vilken forgiftning fororsakas av relativt mycket hogre metallhalter.
PA ovan beskrivna salt erhMls en sammansattning, vars metallhalter tillsammans uppgar till under 50 mg/1 och vidare uppgar (Cu + Pb + Zn) -halterna tillsammans till hogst 300 Slutligen nagra anmdrkningar angaende hur foreliggande uppfinning tillampas vid ett talloljeraffinaderi.
I princip är det mojligt att anvdnda ett talloljeraffinaderi for att utfora de ovan beskrivna re- aktionerna och fysiska separationerna. Savida kortvagsforangare inte star till forfogande, anvands en tunnfilmsforangare-droppseparator och destillationskolonn, van i redan ett lagt aterflodesforhallande separerar stankta metallresinat. Fordelarna med att anvanda en kortvagsforangare är dock ett litet tryckfall och avdunstningsytans lagre temperatur.
Ett normalt talloljedestilleri med en kapacitet uppgaende till t.ex. 150 000 ton/a fettsyror och hartssyror, producerar ca 60 000 ton/a talloljebeck. Da endast beck nu behandlas vid det ovannamnda destilleriet och de anvanda bottenboilerna utgors av antingen tunnfilmsforangare eller fallfilmsforangare, och de fungerar vid en vasentligen lagre kapacitet, är ytkokningen sa obetydlig att knappt nagra oonskade metallforeningar forflyttar sig till de- 11 stillatet.
Overforingen av material fran uppvarmningsytan till kondenseringsytan ar nastan enbart begransad till avdunstning av molekyler, da en kortvagsfordrigare eller en av flertalet ordi- nara forangare anvands, sasom en tunnfilmsforangare och en fallfilmsforangare, vid en ka- pacitet som är mycket ldgre an den varmeoverforingskapacitet de var planerade for.
Enligt det fOrsta fiiredragna alternativet, utfOrs avdunstningen i en fallfilmsforangare, vid en kapacitet som är 1/3 — 1/2 av forangarens ursprungliga planerade kapacitet.
Enligt ett annat foredraget alternativ, utfors avdunstningen i en tunnfilmsforangare, vid en kapacitet som är 1/3 — 1/2 av forangarens ursprungliga planerade kapacitet. 12

Claims (6)

Patentkrav: 1. Forfarande for behandling av talloljebeck innehallande fran tallolja harstammande fettoch hartssyrors sterolalkoholer och eventuellt trasprit, kannetecknat avatt -Atminstone en del av fettsyrorna och hartssyrorna frigors frail sina sterol- och tra- spritsestrar och omvandlas till lagre alkylestrar,
1. de alkylestrar som erhallits pa sa sat avlagsnas medelst avdunstning &An becket och kondenseras harefter, och - sedan hydreras det erhAllna kondensatet.
2. Forfarande enligt patentkrav 1, kannetecknat av att fettsyrorna och hartssyrorna frigors forst atminstone delvis fran sina ovannamnda sterol- eller traspritsestrar, vilka typiskt uppvisar en hog molekylvikt, genom att anvanda vattenhydrolys.
3. Forfarande enligt patentkrav 1 och/eller 2, kannetecknat av att fettsyrorna och hartssyrorna frigors fran sina ovannamnda sterol- eller traspritsestrar, vilka typiskt uppvisar en hog molekylvikt, genom att utsatta dem for en transesterifieringsreaktion tillsammans med lagre alkoholer.
4. Forfarande enligt patentkrav 1, kannetecknat av att becket behandlas pa sa satt, att det vasentligen inte kokar pa avdunstningsytan.
5. Forfarande enligt nagot av patentkraven 1 — 4, kanne t eckn at av att behandlingen utfors i en kortvagsforangare.
6. Forfarande enligt nagot av patentkraven 1 — 4, kannetecknat av att behandlingen utfors i en fallfilmsforangare vid
SE1200658A 2010-03-26 2011-03-28 Förfarande för användning av talloljebeck för framställningav bränsle SE537513C2 (sv)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20105308A FI126337B (sv) 2010-03-26 2010-03-26 Förfarande för att utnyttja talloljebeck
PCT/FI2011/050256 WO2011117474A1 (en) 2010-03-26 2011-03-28 Method of utilizing tall oil pitch

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1200658A1 true SE1200658A1 (sv) 2012-10-24
SE537513C2 SE537513C2 (sv) 2015-05-26

Family

ID=42074413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1200658A SE537513C2 (sv) 2010-03-26 2011-03-28 Förfarande för användning av talloljebeck för framställningav bränsle

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9624442B2 (sv)
EP (1) EP2553052B1 (sv)
BR (1) BR112012024413B1 (sv)
CL (1) CL2012002680A1 (sv)
FI (1) FI126337B (sv)
RU (1) RU2556003C2 (sv)
SE (1) SE537513C2 (sv)
WO (1) WO2011117474A1 (sv)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR102012001584A2 (pt) * 2012-01-24 2018-05-29 Maria Aparecida Cirone Taboada - Me Processo de produção de biodiesel de alto rendimento empregando triglicerídeos de alta acidez com geração de glicerina 90% isenta de sais
FI127206B2 (sv) 2012-04-18 2021-08-31 Upm Kymmene Corp Förfarande för produktion av biobränsle eller biobränslekomponenter
FI124101B (sv) 2012-05-14 2014-03-14 Hankkija Maatalous Oy Modifierad talloljafettsyra
FI126331B (sv) 2013-04-02 2016-10-14 Upm Kymmene Corp Förnyelsebar kolvätesammansättning
FI126330B (sv) * 2013-04-02 2016-10-14 Upm Kymmene Corp Förnyelsebar kolvätesammansättning
FI125589B2 (sv) 2013-04-08 2022-03-31 Stora Enso Oyj Förfaranden för deoxidering av biobaserade material och produktion av biobaserad tereftalsyra och olefina monomerer
FI124918B (sv) 2013-05-14 2015-03-31 Hankkija Maatalous Oy Tallfettsyra
FI126029B (sv) 2013-10-17 2016-05-31 Upm Kymmene Corp Process för producering av kolväte
FI125051B (sv) 2013-10-24 2015-05-15 Hankkija Oy Talloljefettsyra
HUE050907T2 (hu) 2013-11-13 2021-01-28 Hankkija Oy Gyantasavakat tartalmazó takarmány-kiegészítõ
FI126958B (sv) * 2015-05-25 2017-08-31 Forchem Oyj Produktion av steroler
CN111356757B (zh) * 2017-11-21 2024-02-02 桑帕恩公司 妥尔油沥青(top)的热处理方法
FI128591B (sv) 2018-07-13 2020-08-31 Neste Oyj Fraktionering av biomassabaserat material

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3238164A (en) 1963-11-06 1966-03-01 Hercules Powder Co Ltd Tall oil pitch-c1-c18 monohydric alcohol compositions and use thereof in rubber
US4524024A (en) * 1983-02-10 1985-06-18 The Badger Company, Inc. Processes of recovering fatty acids and sterols from tall oil pitch
CA2230373A1 (en) 1998-02-20 1999-08-20 Forbes Medi-Tech Inc. Method for the preparation of phytosterols from tall oil pitch
DE60133460D1 (de) * 2001-09-07 2008-05-15 Raisio Staest Oy Verfahren zur Isolierung von Sterinen und/oder Wachsalkoholen aus Talölprodukten
AU2003303929A1 (en) 2003-02-21 2004-09-09 Cognis Brasil Ltd. Process for obtaining fatty acid alkyl esters, rosin acids and sterols from crude tall oil
FI118007B (sv) * 2005-04-22 2007-05-31 Forchem Oy Förfarande för separering av steroler från tallbeck
WO2007050030A1 (en) * 2005-10-26 2007-05-03 Kiram Ab Automotive fuels and fine chemicals from crude tall oil
PL1795576T3 (pl) * 2005-12-12 2014-10-31 Neste Oil Oyj Sposób wytwarzania węglowodorów
US7998339B2 (en) * 2005-12-12 2011-08-16 Neste Oil Oyj Process for producing a hydrocarbon component
US7540889B2 (en) * 2006-07-11 2009-06-02 Bluekey Energy Inc. Production of a refinery feedstock from soaps produced during a chemical pulping process
US20080163543A1 (en) * 2007-01-05 2008-07-10 Ramin Abhari Process for producing bio-derived fuel with alkyl ester and iso-paraffin components
FI20070137A0 (sv) 2007-02-15 2007-02-15 Raisio Benecol Oy Förfarande för isolering av fettyror, hastssyror och steroler från talloljebeck
WO2009011639A2 (en) * 2007-07-19 2009-01-22 Sunpine Ab Diesel range fuels from carboxylic acids with plant origin
WO2009029344A1 (en) 2007-08-27 2009-03-05 Endicott Biofuels Ii, Llc Production of ester-based fuels such as biodiesel from renewable starting materials
US7982076B2 (en) 2007-09-20 2011-07-19 Uop Llc Production of diesel fuel from biorenewable feedstocks
WO2009113935A1 (en) * 2008-03-10 2009-09-17 Sunpine Ab Recovery of phytosterols from residual vegetable oil streams

Also Published As

Publication number Publication date
EP2553052A4 (en) 2014-02-26
CL2012002680A1 (es) 2013-06-07
FI20105308A0 (sv) 2010-03-26
FI126337B (sv) 2016-10-14
FI20105308A (sv) 2011-09-27
RU2556003C2 (ru) 2015-07-10
EP2553052A1 (en) 2013-02-06
US20130041192A1 (en) 2013-02-14
EP2553052B1 (en) 2016-09-28
RU2012143376A (ru) 2014-05-10
SE537513C2 (sv) 2015-05-26
US9624442B2 (en) 2017-04-18
WO2011117474A1 (en) 2011-09-29
BR112012024413A2 (pt) 2017-03-01
BR112012024413B1 (pt) 2019-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE1200658A1 (sv) Förfarande för användning av talloljebeck
RU2569681C2 (ru) Способ и система для производства компонентов топлива
FI128654B (sv) Bioraffinering av rå tallolja
EP2268769B1 (en) Conversion of crude tall oil to renewable feedstock for diesel range fuel compositions
FI124508B (sv) Förfarande och anläggning för framställning av bränsle från råtallolja
CA2927863C (en) Process for producing hydrocarbons from crude tall oil and tall oil pitch
FI128826B (sv) Process för rengöring av ingångsmaterial som innefattar fetsyror
WO2010128208A2 (en) Method and apparatus for separating components from fuel raw material
SE1351563A1 (sv) Bioraffinering av rå tallolja