[发明专利]水藻原油的热处理

说明书

交叉引用相关申请

本申请主张拥有美国临时申请号61/504,134的利益，其归档日期为2011年7月1日，标题为“水藻原油和其它可再生油的热处理以提高油的品质”，同时还主张拥有美国临时申请号61/552,628的利益，其归档日期为2011年10月28日，标题为“水藻原油的热处理”，其中的每一项申请均以整体形式通过引用方式被合并到本文，可适用于所有目的。

通过引用合并

本专利说明书中提及的所有出版物、专利、以及专利申请，均通过引用方式合并到本文中，与每个出版物、专利、或专利申请被专门和单独地通过引用方式合并相比，其效果是相同的。

背景

随着能源需求的增加和化石石油储量的减少，需要对可再生能源资源进行开发和改进。如果可再生油通过现有石油精炼厂或至少传统石油精炼工艺，能够得到有效处理，那么通过生物质生产可再生油来应对这种需求，将会变得越来越具可行性和经济性。因此，可以利用数十年的研究、开发、以及资本投资经验，对精炼厂适用的可再生油或可再生油和化石石油的混合油进行加工和升级。

由于生物质可作为烃类化合物的替代资源用作燃料，所以人们对于其兴趣一直在不断增加。含有光合微生物（如，光合微藻）和光合细菌（如，蓝藻细菌）的生物质将尤为引人注目，这是因为这些微生物可以去除大气中的二氧化碳，并且不会直接与食品生产争夺资源（如，宝贵的农作物用地和水资源）。

专利文献提到过水藻可作为可再生油的来源，但在提及化石石油衍生原料潜在的替代或补充资源时，将水藻油与蔬菜和其它植物油归为一类。通过与提出用于加工蔬菜和植物油相同的工艺和条件，对水藻油进行升级的专利文献中，已经体现出这种分类观点，而这些蔬菜和植物油包括，菜籽油、玉米油、大豆油、葵花籽油、棕榈油、以及高粱油，这些油几乎全部(≈100%)由甘油三酸酯组成。与此不同，本公开阐明了水藻油的成分与这些高甘油三酸酯油非常不同，并且认为将水藻油升级为燃料和润滑油所需的工艺和条件，与那些适用于高甘油三酸酯蔬菜和植物油的工艺和条件也完全不同。

某些水藻原油的甘油三酸酯化合物含量非常低。而本公开中的某些水藻原油的成分却非常复杂，它们含有各种化合物成分，包括脂肪酸、含有氮（N)、氧（O)、以及硫（S)杂原子的化合物、金属、酰胺、腈、甾醇、芳香族化合物（芳香族分子）、可通过HT-GCMS检测到但目前还无法识别的未知化合物、沸点高于1020华氏度(°F)的化合物、和高温气象色谱-质谱法（HT-GCMS）无法检测到的非蒸馏物。杂原子的非限制性实例为氮、氧、硫、磷和碳。其它可作为实例的杂原子包括元素周期表中列出的金属，如，碱金属、碱土金属、镧系元素、锕系元素、以及过渡金属元素。

由于成分如此复杂，对于与升级高甘油三酸酯蔬菜和/或植物油相同的工艺流程方案、运行条件、和/或催化剂来说，某些水藻原油无法作为可接受的原料。进一步讲，这些水藻原油的特殊性给石油原料精炼厂带来难题，或者至少是一些不得不考虑的问题。例如，某些水藻原油的粘度会给操作处理和管道运输带来难题，这是因为这些水藻原油很难进行倾倒、装运、或其它方面的操作处理。由于水藻原油中含有多种含杂原子化合物、高分子量化合物、以及金属，从而会带来催化剂失活的问题。高脂肪酸含量需要考虑腐蚀性的问题，并且可能需要在操作处理和加工设备上采用昂贵的冶金学技术。

因此，水藻原油成分的复杂性，尤其是杂原子、高分子量化合物、金属、以及水藻原油的脂肪酸，会使工艺、催化剂、和/或条件的组合变得极为复杂，只有这样才能够将水藻原油升级为可接受的产品规格。本公开的热处理具体实施例，为上述的一个或更多难题和/或关注点提供了解决方案，并简化了将水藻油整合进传统精炼厂、产品组群、和/或特种产品市场所需的后续升级工艺。

本公开摘要