從有機(jī)種子油產(chǎn)生乙醛的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)
[0002] 本申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)屬于是申請(qǐng)?zhí)枮?1/807, 936,公開日為2013年4月3日的美國(guó)專 利。這些和其它所有相關(guān)的非本征材料都在此中涉及。在參考中一個(gè)定義或術(shù)語的使用與 此中所提供的術(shù)語和定義有不一致或不同之處，此中所提供的術(shù)語和定義視為受控的。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及有機(jī)種子油的化學(xué)改質(zhì)，以產(chǎn)生乙醛。
【背景技術(shù)】
[0004] 下面的描述包括可用于理解本發(fā)明的信息。這并非承認(rèn)此中提供的任何信息是現(xiàn) 有的，或同不久前聲明的發(fā)明相關(guān)，或任何特別或隱含涉及的公開是現(xiàn)有技術(shù)。
[0005] 作為再生能源，蔬菜種子油是一種有吸引力的和環(huán)境友好的長(zhǎng)鏈碳?xì)浠衔镔Y 源。作為一種生物源，然而在這種蔬菜種子油代表的不同的化合物，可能不包括適合于需要 目的的物種。已經(jīng)研究了各種方法以改變蔬菜種子油的成分。理想的，這些方法應(yīng)當(dāng)以可 用的數(shù)量和可擴(kuò)展的方式產(chǎn)生期望的化合物，例如氧化的物種，例如乙醛，并且優(yōu)選的不包 含留存在產(chǎn)品混合物中的附加的化合物。
[0006] Soriano Jr 等（Electrochemica Acta 50:1131-1137 (2005)報(bào)告了通過臭氧和 低壓電解還原處理三碘昔蘭生產(chǎn)制造葵花油中的氧化物種。然而，此過程需要附加的可溶 金屬鹽電解質(zhì)和酒精和羧酸質(zhì)子供體。類似的，美國(guó)專利7497939 (Matsumura等）公開了 一種方法，用于從植物油中產(chǎn)生氧化物種，它首先通過酒精和強(qiáng)堿酯化植物油，然后與臭氧 反應(yīng)，并在低壓，可溶金屬鹽電解質(zhì)和有機(jī)酸和/或酒精質(zhì)子供體內(nèi)進(jìn)行電解還原。美國(guó)專 利6, 768, 029 (Khan等）提出了一種方法，用于從不同的自然發(fā)生油產(chǎn)生包含物種的氧氣， 它通過首先在酒精中溶解油并用臭氧處理，隨后使用一個(gè)附加的還原糖（例如，葡萄糖）執(zhí) 行一個(gè)化學(xué)還原。所有的這些方法，然而需要附加的金屬鹽，有機(jī)酸，和/或酒精，它們經(jīng) 常需要在使用改質(zhì)的植物油之前通過附加的處理步驟移除。這些后反應(yīng)處理對(duì)于擴(kuò)大和 商業(yè)化這類方法，是巨大的阻礙。對(duì)臭氧的依賴，它的允許排放極限為在當(dāng)前0SHA條例下 0. 1 ymol/mol，這也可使這類處理過程變得復(fù)雜。
[0007] 因此，需要一種規(guī)模化的方法，以從植物油中產(chǎn)生氧化的和其它有用分子的物種。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 以下的描述包括可用于理解本發(fā)明的信息。這并非承認(rèn)此中提供的任何信息是現(xiàn) 有的，或同不久前聲明的發(fā)明相關(guān)，或任何特別或隱含涉及的公開是現(xiàn)有技術(shù)。
[0009] 本發(fā)明的主題提供裝置，系統(tǒng)和方法，其中包含化合物的乙醛從有機(jī)的種子油中 產(chǎn)生，它通過暴露在電場(chǎng)內(nèi)的直流中進(jìn)行，并且不使用附加的電解質(zhì)或還原劑。經(jīng)過這個(gè)處 理后，改質(zhì)的有機(jī)種子油成分作為燃料和潤(rùn)滑油中的附加物，具有特別的實(shí)用性。
[0010] 本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例是一種方法，用于產(chǎn)生一種石油產(chǎn)品添加劑，它通過在 植物油中放置至少兩個(gè)電極產(chǎn)生，并使用橫跨電極的固定極性（比如直流）的電勢(shì)，電勢(shì)大 小為3kV/cm3。合適的植物油包括菜籽（油菜籽）油，橄欖油，和葵花油，它們的油酸含量至 少為70%。在一些實(shí)施例中，電勢(shì)的量級(jí)在處理中隨時(shí)間變化。合適的電機(jī)包括黃銅，不銹 鋼和銅的電極。在一些實(shí)施例中，兩處電級(jí)具有相同的成份，而在其它的實(shí)施例中，電及具 有不同的成份。電極間的間隔范圍為5mm至100mm，并且優(yōu)選的為約40mm。植物油暴露在 電勢(shì)中一段足夠的時(shí)間，以產(chǎn)生需要數(shù)量的產(chǎn)品化合物，時(shí)間例如為8小時(shí)至48小時(shí)。本 發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例中，在全部或部分的反應(yīng)中，被使用于植物油，例如以每小時(shí)〇. 5克 的速度。
[0011] 本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)實(shí)施例是一種石油產(chǎn)品添加劑，包括一碳?xì)浠衔铮ɡ缫?個(gè)乙醛），它通過暴露植物油至至少兩個(gè)電極，并在電機(jī)上使用固定極性的電勢(shì)產(chǎn)生。電勢(shì) 的量級(jí)至少為電極間3Kv每厘米。產(chǎn)生的石油產(chǎn)品添加劑具有小于1% (v/v)的化學(xué)還原 劑，例如酒精，以及小于lOOppm的有機(jī)可溶電解質(zhì)（例如一個(gè)有機(jī)金屬鹽）。
[0012] 本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)實(shí)施例是一個(gè)增強(qiáng)的潤(rùn)滑油，它包括一基礎(chǔ)（非增強(qiáng)的）潤(rùn) 滑油，基礎(chǔ)潤(rùn)滑油已經(jīng)被添加了一含氧的碳?xì)浠衔?。增?qiáng)的碳?xì)浠衔锿ㄟ^暴露至少兩 個(gè)電極至植物油，并使用電勢(shì)至電極產(chǎn)生。在這個(gè)實(shí)施例中，使用的電勢(shì)有一個(gè)固定的極 性，和電極間至少3kV每厘米的量級(jí)。
[0013] 本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)實(shí)施例是一個(gè)增強(qiáng)的燃料，它包括一基礎(chǔ)（非增強(qiáng)的）潤(rùn)滑 油，基礎(chǔ)潤(rùn)滑油已經(jīng)被添加了一含氧的碳?xì)浠衔?。增?qiáng)的碳?xì)浠衔锿ㄟ^暴露至少兩個(gè) 電極至植物油，并使用電勢(shì)至電極產(chǎn)生。在這個(gè)實(shí)施例中，使用的電勢(shì)有一個(gè)固定的極性， 和電極間至少3kV每厘米的量級(jí)。
[0014] 本發(fā)明主題不同的對(duì)象，特征，范圍和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)在下述優(yōu)選的實(shí)施例結(jié)合附圖中 變得更清晰，附圖的參考號(hào)代表類似的成分。
【附圖說明】
[0015] 圖1顯示了本發(fā)明的概念的典型方法；
[0016] 圖2A-圖2E顯示了使用不同組合的反應(yīng)條件下，菜籽油處理產(chǎn)品的典型GCMS結(jié) 果。圖2A顯示了來自未處理的菜籽油的結(jié)果。圖2B顯示了使用臭氧處理，并使用電壓， 在缺乏銅的情況下的菜籽油的結(jié)果。圖2C顯示了在使用電壓處理并暴露在銅下的菜籽油 的結(jié)果。圖2D顯示了使用臭氧處理并暴露在銅下，在缺乏使用電壓的情況下的菜籽油的結(jié) 果。圖2E顯示了使用臭氧處理，并使用電壓，在出現(xiàn)銅的情況下的菜籽油的結(jié)果。
[0017] 圖3A-圖3D顯示了在不同時(shí)期，出現(xiàn)銅的情況下，使用臭氧并應(yīng)用電壓的處理產(chǎn) 品的典型GCMS結(jié)果。圖3A顯示了來自處理前的菜籽油的結(jié)果。圖3B顯示了處理菜籽油 8小時(shí)后的結(jié)果。圖3C顯示了處理菜籽油24小時(shí)后的結(jié)果。圖3D顯示了處理菜籽油48 小時(shí)后的結(jié)果。
[0018] 圖4顯示了在菜籽油中壬醛產(chǎn)生的不同反應(yīng)條件的效果。
[0019] 圖5顯示了在菜籽被本發(fā)明的概念方法處理時(shí)，壬醛產(chǎn)生的時(shí)間進(jìn)程。
[0020] 圖6A和圖6B顯示了不同的反應(yīng)設(shè)計(jì)。圖6A顯示了一間歇式反應(yīng)器。圖6B顯示 了一連續(xù)反應(yīng)器。
[0021] 圖7顯示了在一個(gè)內(nèi)燃機(jī)引擎內(nèi)作為潤(rùn)滑機(jī)油添加物使用時(shí)，在不同的空氣污染 排放下，本發(fā)明的概念方法處理的菜籽油的效果。
[0022] 圖8A和圖8B顯示了在一個(gè)高里程機(jī)車（圖8A)和一個(gè)第二高里程機(jī)車（圖8B) 內(nèi)使用本發(fā)明構(gòu)思的增強(qiáng)的機(jī)油，對(duì)引擎功率的典型效果。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 開發(fā)了一種方法，用于處理植物油，以產(chǎn)生氧化的碳?xì)浠衔铮ɡ缫胰?，它?用了臭氧和通過一對(duì)電極的電流，而不需要添加電解質(zhì)和/或一個(gè)化學(xué)還原劑至反應(yīng)混合 物。并且發(fā)現(xiàn)，以這樣一種方式處理的植物油作為附加物或增強(qiáng)試劑，以用于引擎中的潤(rùn)滑 油和燃料是有效的，這減少