SE537513C2 - Förfarande för användning av talloljebeck för framställningav bränsle - Google Patents

Förfarande för användning av talloljebeck för framställningav bränsle Download PDF

Info

Publication number
SE537513C2
SE537513C2 SE1200658A SE1200658A SE537513C2 SE 537513 C2 SE537513 C2 SE 537513C2 SE 1200658 A SE1200658 A SE 1200658A SE 1200658 A SE1200658 A SE 1200658A SE 537513 C2 SE537513 C2 SE 537513C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
esters
tall oil
pitch
acids
fatty acids
Prior art date
Application number
SE1200658A
Other languages
English (en)
Other versions
SE1200658A1 (sv
Inventor
Juhani Saviainen
Mikko Rintola
Timo Saarenko
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=SE537513(C2) "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)
  • Fats And Perfumes (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

Sammandrag Forfarande for behandling ay talloljebeck. Enligt detta forfarande frigors en del ay fettsyrorna och hartssyrorna frau sina sterol- och traspritsestrar och omyandlas till metanol- estrar eller etanolestrar. De transesterifierade produkterna aylagsnas frau becket medelst aydunstning och kondenseras harefter, och medelst hydrering ay det erhallna kondensatet dekarboxyleras syrorna och dubbelbindningarna mattas. Det är mojligt att anyanda foreliggande uppfinning for att framstalla motorbransle frau talloljebeck.

Description

Forfarande for anvandning av talloljebeck for framstallning av bransle 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 Oven en produkt enligt krav 15.
Tallolja är en , som erhalls som en biprodukt inom cellulosaindustrin. Det är redan valkant att tallolja innehaller hartssyror, fettsyror, steroler och andra trasprit samt sma mangder oorganiska foreningar, sasom Na2SO4, som är rester fran cellulosakokning Vidare innehaller tallolja metallkatjoner, som harstammar fran trd och godsel, villa katjoner är hdrledda t.ex. fran foljande grundamnen: Ca, Fe, Mg, P, Al, Zn, Mn, V, As och Si. Tallolja kan Oven 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 — 7,5 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 talloljeforddling.
Talloljebeck, som är en rest fran destillationsforddling, branns vanligtvis blandat med talloljeforddlingens fordestillat. Talloljebeck innehaller ca 13 % fria hartssyror, ca 3 — 8 % fria fettsyror, cndast ca 1 % fria steroler och ca 12 % bundna sterolcr och ca 60 % fat- syraestrar och fettsyraestrar av trasprit. Dessutom innehaller becket en liten mangd lignin, vars molekylvikt vanligtvis ligger over 1000, och dimerer och oligomerer av hartssyror. avsikten är att anyanda beck for att framstalla motorbransle fran fett- och hartssyror som becket innehafter, maste metallresterna avlagsnas. Branslen som innehaller metall- rester lampar sig inte fOr motordrift; dessutom blir dessa rester katalysatorgifter under hydreringsprocessen, som utfors vid framstallning av motorbrdnslen for att stabilisera branslet och for att fOrhindra att det oxideras och fOr att sanka stelningspunkten. 1 Enligt en losning som beskrivs i den offentliggjorda patentansokan nr WO 2009131510, utfors avlagsnandet av dessa katjoner med en svavelsyra- och fosforsyrabehandling och en pafoljande filtrering genom ett < 10 lam 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 torn. annu losligare.
US-patentet nr 4,426,322 beskriver en CTO-behandling medelst vatten under tryck, med vilket vatten de vattenlosliga salterna, 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 fibrerna.
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. lignan20 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 hartssyrafraktion av eatallolja 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 Ni-Mo-oxidkatalysator anvands pa ytan av aluminiumoxid. Pa detta satt är det mojligt att 2 astadkomma cykloalkaner och hydrerade "aromater".
Testen i denna publikation var sa tillvida interessanta att en ren hartsfraktion anvandes i dem (Unitol NCY/Arizona Chemicals). Kokpunkten for huvuddelen av den erhallna pro-5 dukten var ca 320 °C vid normalt tryck.
I US-patentet nr 5,705,722 framfors att tallolja, som är vasentligen fri fran aska (en destillerad produkt, vars bottenprodukt är talloljebeck), hydreras vid ett 4MPa H2 -tryck och vid en temperatur av 370-450 °C. En pa detta sat framstalld produkts cetanindex pastas 10 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 mangder kat- joner, vilka är katalysatorgifter. Foljaktligen är forfaranden som är baserade pa att hydrera rena kemikalier inte industriellt anvandbara.
Andamalet med den ffireliggande 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 dray er- halla motorbransle eller ett tillsatsamne for detta bransle.
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 synner- het utfors medelst en alkohol med lag molekylvikt. Harefter avlagsnas fettsyroma 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 salt, att det inte vasentligen kokar pa avdunstningsytan. En foredragen utforingsform avser en kortvagsforangare, d.v.s. en anordning, van i den yta som skall uppvarmas och avkylningsytan ligger ndra varandra och van i det gasflode som separeras fran den avdunstade vdtskan är mycket langsamt pa grund av stora uppvarm- 3 flings- och kondenseringsytor. Genom att anvanda en dylik anordning är antalet droppar och andra partiklar som gasflodet for med sig minimalt.
Det är mojligt att hydrera de produkter som framstallts pa ovan namnda sätt, varvid fett- syrornas 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 salt erhalls en biokomponent, som lampar sig att anvandas som motorbransle, t.ex. dieselbransle.
Narmare bestamt kannetecknas forfarandet 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 15.
Avsevarda fordelar uppnas med foreliggande uppfinning. Salunda är det mojligt att avse\Tart hoja det ekonomiska vardet pa komponenterna av talloljebeck i jamforelse med att endast branna det.
Da huvuddelen av fettsyrornas och hartssyrornas estrar, och de fria fettsyrorna och harts- syrorna frigjorts genom att de avdunstats fran becket, aterstar i becket steroler som aven frigjorts och som är t.o.m. mera vardefulla an fettsyrorna.
Av de metaller som är narvarande i talloljan, utgor Zn, As, Fe, Si och Pb, och enligt vissa experter alien Na and Ca, skadliga katalysatorgifter, eftersom de tapper till den egentliga katalysatorbararens porer, sasom aktivt kol och A1203. De forsta fern metallerna i upprakningen, d.v.s. Zn, As, Fe, Si och Pb, utgar 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 lie fororsakar den oligomerisering av molekyler (gummiharts). 4 Foljaktligen maste metallema noggrannt avlagsnas fran fettsyror och hartssyror, som erhalls fran talloljebeck, och i allmanhet fran branslen, som framstalls frail 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 bararpulver.
De rena och metallfria fettsyroma och hartssyroma eller deras alkoholestrar, som kan er10 hallas med hjalp av foreliggande uppfinning, är de facto hogst onskvarda da de anvands som bransle i dieselmotorer. Det är mojligt att hydrera fettsyroma, aven tillsammans med hartssyroma, fOr att erhalla t.o.m. gasturbinbransle.
I det foljande undersOks foreliggande uppfinning narmare med hjalp av en detaljerad be- skrivning.
Den bifogadc ritningcn visar ett flodesschcma cnligt en foredragen utforingsform av foreliggande uppfinning.
Generellt avser den foreliggande uppfinningen foljande: en vasentlig del av fettsyrorna och hartssyrorna frigors fran sina sterolestrar och eventuellt fran sina andra traspritsestrar, fOretradesvis omvandlas de till metanol- eller etanolestrar eller dylika lagre alkylestrar, de transesterifierade produktema avlagsnas fran becket medelst avdunstning och kondenseras harefter, foretradesvis omedelbart, och om sA onskas, det erhallna kondensatet hydreras.
Med "en vasentlig del" avses har att kminstone ca 50 mol-%, lampligast atminstone 70 mol-%, i synnerhet atminstone 80 mol-% av fettsyromas och hartssyromas sterolalkoholer och trasprit, som becket innehafier, frigors fran sina estrar och omvandlas till lagre alkyl- estrar.
Med en "lagre alkohol" avses har C1_4 alkohol, foretradesvis metanol eller etanol.
Enligt fcireliggande uppfinning finns det atminstone tva tillvagagangssatt (se figur), beroende av hur fettsyroma och hartssyroma frigors frail sterolestrarna och eventuellt fran andra traspritsestrar. Det är ocksâ mohligt att kombinera dessa tva. salt.
I den Rirsta utforingsformen med benamnd "Alt. 1" i figuren startar processen med en vattenhydrolys, som foretradesvis utgors av en syrahydrolys. I figuren avser referensnummer 1 hydrolyssteget. Losliga salter, och atminstone en del av de katjoner som är bundna till hartssyroma, upploses i vatten, som avlagsnas medelst dekantering efter hydrolysen. I figuren avser referensnummer (2) torkningssteget.
Foretradesvis utfors hydrolysen vid en temperatur av ca 250-360 °C och motsvarande vid ett tryck av 40-86 bar, och vidare utfors klamingen vid en temperatur av ca 95 °C. Det är ocksâ mOjligt att operera vid en temperatur av ca 220-280 °C och motsvarande vid ett tryck av 25-65 bar.
Nu är de losliga saltema 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 vattentvatt. Det är viktigt att i sâ manga steg som mojligt, sâ mycket metaller, fosfor och fasta amnen som mojligt avlagsnas fran fettsyroma, hartssyroma och/eller deras lagre alkylestrar (metyleller etylestrar), som frigjorts fran becket. Efter vilken som helst vattenbehandling maste den fettsyrablandning som skall esterifieras torkas omsorgsfullt. Om blandningen inte ut- satts for estcrificring overhuvudtaget, utan destillcras bort och hydrcras efter frigoringen antingen pa den ursprungliga destillationsplatsen eller pa nagot annat stalle, sà är frigorelsen fran metallema lika viktig.
En speciell egenskap hos vattenhydrolysen utgors av att de upplosta saltema avlagsnas till-30 sammans med overskottsvattnet, antagande att atminstone en stor del av vattnet dekanterats fore vattenavdunstningen for att frigOra det fran organiska material. Med vatten- eller vattenangehydrolys avses har en forbehandling fore en eventuell alkoholesterifiering.
Istallet for vattenhydrolysen 1, är det mojligt att utfora endast en vattentvatt, torkning och 6 transesterifiering. Pa detta satt är det mojligt att avlagsna den storsta delen av saltema (Na2SO4).
Aven metanol eller etanol kan anvandas i en vattenhydrolys for att hjalpa att losa upp emulsionema och genom att bidra till transesterifieringen (J. Am. Chem. Soc., 2001, 123(41) s. 10101-10102).
Darefter utfors transesterifieringen 3 med en lagre 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 ovannamnda lagre alkoholen, sasom metanol eller etanol (denna losning benamns altemativ "Alt. 2"). Aven i detta fall anvands en sur katalysator, som underlattar metallemas separation till den genererade vattenfasen, som avlagsnats medelst dekantering eller centrifuger- ing eller avdunstning.
Transesterifieringens tryck och temperatur valjs beroende av hur mycket alkohol som uppRists i becket och vilket blandningens angtryck dr. I allmanhet valjs trycket sà att det sakerstaller att alkoholen inte kan koka bort vid den valda temperaturen. Salunda ligger temp- eraturen 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), lampligast hogst 100 bar (abs), t.ex. ca 2-90 bar (abs).
Transesterifieringen utfors lampligast med metanol eller etanol under anvandning av en sur katalysator, t.cx. 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 fett- syror som skall frigoras fran estrama medelst destillation 6.
Det existerar manga separationsfOrfaranden. Det är mojligt att utfora separationen t.ex. med antingen en fraktioneringskolonn, som i allmanhet omfattar flagon slags returnering, 7 eller endast medelst "strippningsdestillation", varvid kolonnen inte omfattar en returnering, men omfattar ett flertal separationsbotten, eller en tunnfilmsforangare eller "kortvagsforangare".
Da fettsyror eller deras estrar avdunstas är det viktigt att de avdunstas utan att de kokar.
Ddrfor är det mojligt att anvanda en tunnfilmsforangare, men foretradesvis utgors den forangare 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 salt sakerstalls att metallkatjonerna inte migrerar fran uppvarmningsytan till kondenseringsytan. Dâ rena fettsyraestrar erhalls pa detta satt ar det Hitt 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 hydrer- ingskatalysatorerna. Det är majligt att mata dessa estrar, tillsammans med petrokemiskt ra- material, direkt till vidareforddling vid ett oljeraffinaderi.
I bada fallen maste bade vattnet och overskottsalkoholen fran transesterifteringen forst av- lagsnas medelst avdunstning i en separat enhet 4 och inte dessforinnan separeras fett- syrornas och hartssyrornas metylestrar i ett hogt vakuum fran beckets andra bestandsdelar.
Enligt en foredragen utforingsform av foreliggande uppfinning avdunstas 6 sterolforeningarna vid ett vasentligen lagre tryck, efter det att fettsyrornas och hartssyrornas estrar avlagsnats medelst avdunstning. En annan mojlig behandling bestar i att efter avdunstningen av de frigjorda syrorna upploses beckets aterstaende destillationsrest till en lagre alkohol, i synnerhet till Ci eller C2 alkohol, och den separerade alkoholfasen avdunstas och sterolerna tas tillvara for vidare rening. bada fallen destilleras eller avdunstas sterol erna vid ett annulagre tryck an fettsyrorna (T 8 är i synnerhet ca 225 °C, p = 0,01-3,5 mbar).
Den avdunstade alkylestem som erhalls kondenseras ldmpligast omedelbart efter avdunstningen. Kondenseringen utfors typiskt inom ca 1-60 minuter, i synnerhet inom ca 1-10 5 minuter efter avdunstningen.
Enlig en annan foredragen utforingsform bestar behandlingen i att en produkt, van i fettsyroma och hartssyroma inte langre är bundna till att bilda estrar med hog molekylvikt, torkas for att frigora dem fran vatten (efter dekantering) och hdrefter avdunstas, foretrddes- vis i tva steg.
I detta fall erhalls en sammansiittning av fettsyrametylester och hartssyrametylester i ftirangarens 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 metallresinat.
I det forsta steget uppgar operationstrycket till ca 3 — 15 mbar (abs.) och operationstemperaturen 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 sift är det mojligt att ta tillvara ca 60 — 70 % av beckets bestandsdelar, fria fran metallsalter.
Aven om det är mojligt att med framgang anvdnda metylestrar som sadana som bransle for dieselmotorer (Biorcsource Technology volym 98, utgiven 2 jan. 2007 s. 241-246), är pro- dukten 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 dekarboxy30 lera syroma och mdtta dubbelbindningama.
Om man i detta steg onskar ta sterolfraktionen tillvara for slutlig rening, separeras den medelst avdunstning vid ett ldgre tryck. Hydreringen kan utfors pa ett salt 'cant per se, t.ex. sasom beskrivits i publikation Petroleum and Science and Technology 16(5&6), 597-609 9 (1998).
Det efter avdunstningen aterstaende becket ("restbeck" i figuren), som innehaller dimera hartssyror, oligomerer, lykopen och trdsprit, d.v.s. lutein och neoxantin o.s.v., och metall- salter ay hartssyra, antingen branns eller anvands som ramaterial for lim.
En artikel i tidskriften Petroleum and Science and Technology [16(5&6), 597-609 (1998)] beskriyer hur tallolja, varifran becket avlagsnats (Depitched Tall Oil = DPTO), utmarkt forbattrar medelst hydrering dieseloljans cetanindex. I artikeln studerades i synnerhet kata- lysatorers forgiftning. Det är uppenbart att katalysatorers forgiftning är yasentligen mera trolig yid anyandning av beck an yid anyandning av DPTO, vilken forgiftning fororsakas av relativt mycket hogre metallhalter.
Pa ovan beskrivna satt erhalls en sammansattning, vars metallhalter tillsammans uppgar till 15 under 50 mg/loch vidare uppgar (Cu + Pb + Zn) -halterna tillsammans till hogst 300 ug/liter.
Slutligen nagra anmarkningar angdende hur foreliggande uppfinning tillampas yid ett talloljeraffinaderi.
I princip är det mojligt att anyanda ett talloljeraffinaderi for att utfora de ovan beskrivna reaktionerna och fysiska separationerna. Savida kortvagsforangare inte star till forfogande, am/ands en tunnfilmsforangare-droppseparator och destillationskolonn, van i redan ett lagt aterflodesforhallande separerar stankta metallresinat. Fordelarna med att anyanda en kort- yagsforangare är dock ett litet tryckfall och avdunstningsytans ldgre 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 yid det ovannamnda destilleriet och de anvanda bottenboilerna utgors av antingen tunnfilms- forangare eller fallfilmsforangare, och de fungerar yid en yasentligen lagre kapacitet, är yt- kokningen sâ obetydlig att knappt nagra oOnskade metallfOreningar forflyttar sig till destillatet.
Oyerforingen ay material fran uppvarmningsytan till kondenseringsytan är nastan enbart begransad till avdunstning av molekyler, dà en kortvagsfOrangare eller en av flertalet ordindra fordngare anvands, sasom en tunnfilmsforangare och en fallfilmsforangare, vid en kapacitet som är mycket ldgre an den varmeoverforingskapacitet de var planerade for.
Enligt det forsta foredragna alternativet, utfors avdunstningen i en fallfilmsforangare, vid en kapacitet som är 1/3 — 1/2 av fordngarens 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. 11

Claims (6)

Patentkrav:
1. Forfarande for framstallning av bransle, i synnerhet for framstallning av bransle for motorfordon, sasom dieselbransle medelst behandling av talloljebeck innehallande fran tallolja harstammande fett- och hartssyrors estrar av sterolalkoholer och eventuellt estrar av andra traalkoholer, kannetecknat avatt atminstone en del av fettsyroma och hartssyrorna frigors fran sina sterol- och traalkoholestrar och omvandlas till lagre alkylestrar, och de alkylestrar som erhallits pa sâ satt aylagsnas medelst avdunstning frail becket och kondenseras harefter.
2. Forfarande enligt patentkrav 1, kannetecknat av att fettsyrorna och hartssyrorna frigors forst atminstone delvis frail sina ovannamnda sterol- eller traalkoholestrar, vilka ty15 piskt uppvisar en hog molekylvikt, genom att anvanda vattenhydrolys.
3. Forfarande enligt patentkrav 1 och/eller 2, kannetecknat av att fettsyroma och hartssyrorna frigOrs fran sina ovannamnda sterol- eller traalkoholestrar, vilka typiskt uppvisar en hog molekylvikt, genom att utsatta dem for en transesterifieringsreaktion till-20 sammans med lagre alkoholer.
4. Forfarande enligt patentkrav 1, kannetecknat av att becket behandlas pa sâ salt, att det yasentligen inte kokar pa avdunstningsytan.
5. Forfarande enligt nagot av patentkraven 1 — 4, kannctecknat ay att behandlingen utfors i en kortvagsforangare.
6. Forfarande enligt nagot av patentkraven 1 — 4, kannetecknat av att behandlingen utfors i en fallfilmsforangare yid
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 SE1200658A1 (sv) 2012-10-24
SE537513C2 true 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
EP3124021B1 (en) 2013-11-13 2020-07-15 Hankkija Oy Feed supplement comprising resin acids
FI126958B (sv) 2015-05-25 2017-08-31 Forchem Oyj Produktion av steroler
US10988707B2 (en) 2017-11-21 2021-04-27 Sunpine Ab Method for thermal treatment of tall oil pitch (TOP)
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
ATE391135T1 (de) * 2001-09-07 2008-04-15 Raisio Staest Oy Verfahren zur isolierung von sterinen und/oder wachsalkoholen aus talölprodukten
ES2342936T3 (es) 2003-02-21 2010-07-19 Cognis Ip Management Gmbh Procedimiento para obtener esteres alquilicos de acido graso, acidos de resina de trementina y esteroles a partir de taloil en bruto.
FI118007B (sv) * 2005-04-22 2007-05-31 Forchem Oy Förfarande för separering av steroler från tallbeck
EP1951852B1 (en) 2005-10-26 2016-04-13 SunPine AB Automotive fuels and fine chemicals from crude tall oil
EP1795576B1 (en) * 2005-12-12 2014-05-21 Neste Oil Oyj Process for the manufacture of hydrocarbons
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
US8105398B2 (en) * 2007-08-27 2012-01-31 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
EP2252626B1 (en) 2008-03-10 2014-07-23 SunPine AB Recovery of phytosterols from residual vegetable oil streams

Also Published As

Publication number Publication date
US20130041192A1 (en) 2013-02-14
BR112012024413B1 (pt) 2019-01-22
US9624442B2 (en) 2017-04-18
WO2011117474A1 (en) 2011-09-29
FI126337B (sv) 2016-10-14
RU2556003C2 (ru) 2015-07-10
RU2012143376A (ru) 2014-05-10
SE1200658A1 (sv) 2012-10-24
EP2553052B1 (en) 2016-09-28
EP2553052A1 (en) 2013-02-06
FI20105308A0 (sv) 2010-03-26
EP2553052A4 (en) 2014-02-26
FI20105308A (sv) 2011-09-27
CL2012002680A1 (es) 2013-06-07
BR112012024413A2 (pt) 2017-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE537513C2 (sv) Förfarande för användning av talloljebeck för framställningav bränsle
RU2569681C2 (ru) Способ и система для производства компонентов топлива
EP2268769B1 (en) Conversion of crude tall oil to renewable feedstock for diesel range fuel compositions
CA2895984C (en) Biorefining of crude tall oil
FI124508B (sv) Förfarande och anläggning för framställning av bränsle från råtallolja
RU2663669C2 (ru) Способ получения углеводородов
DK3058050T3 (en) PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF CARBON HYDRADES OF RAW TALL OIL AND TALL OIL CUP
FI125931B (sv) Förfarande och anordning för producering av kolväte
WO2010128208A2 (en) Method and apparatus for separating components from fuel raw material
WO2009074816A2 (en) Method for preparing a fuel oil and a fuel oil prepared by the same
FI128206B (sv) Förfarande för producering av kolväte
WO2023126582A1 (en) Producing hydrocarbons from organic material of biological origin