用于降低多核芳烴排放的組合物的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于降低多核芳炫排放的組合物
[000。 說(shuō)明書(shū) 發(fā)明領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明設(shè)及柴油燃料組合物，其表現(xiàn)出顯著降低的多核芳控（PAH)廢氣排放并含 有可再生的控饋出物。
[000引發(fā)明背景
[0004] 已知柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放帶來(lái)了嚴(yán)重的健康風(fēng)險(xiǎn)和對(duì)環(huán)境有害的影響。運(yùn)樣的 排放包括碳和金屬的固體顆粒，W及吸附到該固體顆粒上的控、硫酸鹽和含水物質(zhì)。所吸附 的物質(zhì)包括多核芳控（也稱(chēng)為PAH)。已知PAH會(huì)在人和其它哺乳動(dòng)物中導(dǎo)致致癌、突變和 崎形活性。
[0005] 已采取了大量努力來(lái)降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的PAH排放。目前，發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣后處理設(shè)備， 例如催化轉(zhuǎn)化器和顆粒捕集器，已用于減少此類(lèi)有毒物質(zhì)的釋放。還在尋求將進(jìn)一步減少 此類(lèi)有毒物質(zhì)從柴油發(fā)動(dòng)機(jī)釋放的替代方法。
[0006] 發(fā)巧概沐
[0007] 本發(fā)明設(shè)及柴油燃料（例如化石柴油燃料，費(fèi)托柴油燃料和/或加氨處理的由脂 肪酸和醇制備的醋衍生的生物柴油）與可再生能源產(chǎn)生的控饋出物的組合使用從而降低 來(lái)自柴油燃料的多核芳控（PAH)排放。
[0008] 在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明設(shè)及柴油燃料組合物，其含有前述柴油燃料和沸點(diǎn)為 約320°F-約700°F的可再生的控饋出物。來(lái)自采用該柴油燃料組合物的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的 PAH排放量顯著降低（與當(dāng)使用不含有該可再生的控饋出物的柴油燃料時(shí)相比）。柴油燃 料組合物中可再生的控饋出物的存在可降低來(lái)自柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的PAH排放多達(dá)五倍。運(yùn)樣的 出乎意料的結(jié)果顯著高于預(yù)期并且不能歸結(jié)為簡(jiǎn)單的稀釋效果。
[0009] 在一種實(shí)施方式中，所述柴油燃料組合物中可再生的控饋出物的量為約0. 1-約 55體積％。
[0010] 在另一種實(shí)施方式中，所述柴油燃料組合物中可再生的控饋出物的量為約5-約 50體積％。
[0011] 在另一種實(shí)施方式中，所述柴油燃料組合物中可再生的控饋出物的量為約10-約 40體積％。
[0012] 在再另一種實(shí)施方式中，所述柴油燃料組合物中可再生的控饋出物的量為約 20-約35體積％。
[0013] 在一種實(shí)施方式中，所述可再生的控饋出物含有一種或多種具有5-9個(gè)雙鍵當(dāng)量 的控。
[0014] 在另一種實(shí)施方式中，本發(fā)明設(shè)及柴油燃料組合物，其含有可再生的控饋出物，所 述可再生的控饋出物包含一種或多種親電子氨給體，例如四氨糞，二氨蔥，二氨菲或二氨糞 W及它們的烷基衍生物。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，親電子氨給體為烷基四氨糞，例如Ci-C；燒 基四氨糞。四氨糞環(huán)結(jié)構(gòu)上可存在一個(gè)或多個(gè)烷基基團(tuán)。此外，所述（一個(gè)或多個(gè)）烷基基 團(tuán)或所述（一個(gè)或多個(gè)）芳族環(huán)可被取代。當(dāng)與前述柴油燃料共混并引入柴油發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，PAH顯著降低（當(dāng)與不含有所述親電子氨給體但僅有石油柴油燃料的柴油燃料組合物釋放 的PAH的量相比時(shí)）。
[0015] 在另一種實(shí)施方式中，本發(fā)明設(shè)及柴油燃料組合物，其含有沸點(diǎn)為約320°F-約 700°F的可再生的控饋出物，該控饋出物當(dāng)與石油柴油燃料共混時(shí)，得到符合ASTMD975 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的2號(hào)柴油燃料組合物。
[0016] 在再另一種實(shí)施方式中，本發(fā)明設(shè)及通過(guò)向柴油發(fā)動(dòng)機(jī)引入柴油燃料組合物來(lái)降 低來(lái)自該發(fā)動(dòng)機(jī)的一種或多種PAH廢氣排放的方法，所述柴油燃料組合物具有約0. 1-約 55體積％的約320°F-約700°F可再生的控饋出物，其中所述可再生的控饋出物包括一 種或多種具有5-9個(gè)雙鍵當(dāng)量的控，此外其中所述柴油燃料組合物中所述一種或多種具有 5-9個(gè)雙鍵當(dāng)量的控的量為約10-約50體積％。
[0017] 優(yōu)洗連施方式的詳細(xì)說(shuō)巧
[001引本發(fā)明設(shè)及柴油燃料組合物，其包含石油柴油燃料，例如1號(hào)柴油或2號(hào)柴油，費(fèi) 托柴油燃料和/或加氨處理的衍生自醋或脂肪酸的生物柴油。該柴油燃料組合物含有所述 柴油燃料W及可再生的控饋出物。該柴油燃料組合物符合美國(guó)材料與測(cè)試協(xié)會(huì)ASTMD975 設(shè)定的柴油燃料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
[0019] 例如，該柴油燃料組合物可為符合ASTMD975質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的1號(hào)或2號(hào)柴油燃料組 合物。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，該柴油燃料組合物是符合ASTMD975質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的2號(hào)柴油燃 料組合物。
[0020] 當(dāng)采用本文限定的柴油燃料組合物時(shí)，從柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的多核芳控（PAH)的排放急 劇降低。因此，本發(fā)明提供了發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣后處理系統(tǒng)上載荷的降低的手段。運(yùn)進(jìn)而又為后 處理系統(tǒng)提供了延長(zhǎng)的使用壽命。由于本發(fā)明不需要發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣后處理系統(tǒng)的改變，它對(duì) 環(huán)境PAH水平的影響不會(huì)需要W柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的車(chē)群（fleet)的轉(zhuǎn)變（turnover)。
[0021] 含有可再生的控饋出物的柴油燃料組合物降低了各種PAH的排放。本文運(yùn)使用的 PAH包括含氮PAH(NPAH)。在一種實(shí)施方式中，可再生的控饋出物可降低諸如苯并（a)蔥、 篇、苯并化）巧蔥、苯并化）巧蔥、苯并（a)巧、巧并[1，2, 3-cd]巧、和二苯并（a,h)蔥的 PAH的排放。通常運(yùn)些化合物可W在體內(nèi)形成灣區(qū)環(huán)氧化物，其又會(huì)進(jìn)入細(xì)胞核，并插入DNA螺旋鏈。運(yùn)導(dǎo)致基因表達(dá)變異和突變。
[0022] 可再生的控饋出物可通過(guò)分饋加氨處理的生物油或熱解油并分離沸點(diǎn)為約 320°F-約700°F的控饋出物來(lái)制備。添加320°F-700°F的可再生的控饋出物至石油 柴油燃料提供了能夠降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的多核芳控（PAH)排放的柴油燃料組合物。
[0023] 可再生的饋出物可源自在生物質(zhì)轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中對(duì)生物質(zhì)的處理?？稍偕酿伋?物可通過(guò)文獻(xiàn)中報(bào)道的方法制備，所述文獻(xiàn)包括W下中報(bào)道的那些：美國(guó)專(zhuān)利8, 022, 260 ; 美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公布20110154720 ;美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公布20110094147 ;美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公布 20120101318 ;和美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)13/553, 742,所有運(yùn)些文獻(xiàn)在此通過(guò)引用納入?；?者，可再生的饋出物可源自文獻(xiàn)中報(bào)道的方法制備的脫氧化熱解原料，所述文獻(xiàn)包括美國(guó) 專(zhuān)利8, 329, 969訊329, 968訊329, 967 ;和8, 324, 438,所有運(yùn)些文獻(xiàn)在此通過(guò)引用納入。
[0024] 現(xiàn)有生物質(zhì)轉(zhuǎn)化方法包括，例如，燃燒、氣化、慢速熱解、快速熱解、熱催化、液化作 用和酶轉(zhuǎn)化。
[00巧]生物質(zhì)可為固體顆粒的形式。生物質(zhì)顆?？蓋為包含纖維素的纖維質(zhì)生物質(zhì)材 料。合適的含纖維素材料的實(shí)例包括藻類(lèi)，紙廢物，和/或棉絨。在一種實(shí)施方式中，生物質(zhì) 顆?？蒞包括木質(zhì)纖維素材料。合適的木質(zhì)纖維素材料的實(shí)例包括林業(yè)廢料，例如木片、銀 末、紙漿廢料和樹(shù)枝；農(nóng)業(yè)廢料，例如玉米桿、麥賴(lài)、和甘薦渣；和/或能量作物，例如按樹(shù)、 柳枝稷、和矮木。生物質(zhì)可為固體或細(xì)粉碎的形式，或可為液體。典型地，生物質(zhì)的水溶性 成分不超過(guò)約7體積％。
[0026] 可對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行熱處理（非催化地）W產(chǎn)生熱解油（其相對(duì)可溶于水）或熱催化 處理W使液體產(chǎn)物自發(fā)分離成含水相和有機(jī)相。生物油（其用于制備生物燃料）由該有機(jī) 相組成。
[0027] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，在生物質(zhì)流化催化裂化度FCC)單元中將生物質(zhì)熱催化轉(zhuǎn) 化成油溶性的可再生的原油。所產(chǎn)生的可再生的原油的原子氧含量低于25體積％。
[0028] 在進(jìn)行加氨處理前，可將不期望的重質(zhì)材料和固體從生物油分離。典型地，約 90-95重量％的固體從分離器中的混合物分離。例如，分離器可為聚結(jié)器、重力相分離器、液 體水力旋流器、靜電脫鹽器等。任選地和優(yōu)選地，可將混合物中的剩余固體進(jìn)一步去除，例 如通過(guò)拋光過(guò)濾。固體和重質(zhì)材料的去除得到來(lái)自可再生來(lái)源的高純度生