含有腐殖质的燃料组合物制造技术

一种燃料组合物，其包含腐殖质和至少一种有机氧化的溶剂，该组合物在30s

Fuel composition containing humus

A fuel composition consisting of humus and at least one organic oxidation solvent in 30s.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含有腐殖质的燃料组合物本专利技术涉及一种含有腐殖质(humin)的燃料组合物。具体而言，本专利技术涉及含有腐殖质的燃料组合物，该组合物用于在海洋和发电应用中使用的燃料组合物。腐殖质构成一种已知材料。US3293200描述了热固性粘合剂组合物，该组合物可用于夹板的制造，并且含有作为必需成分的水溶性酚醛树脂和非水溶性的细碎腐殖质材料，所述腐殖质材料由通过木质纤维素(即碳水化合物与木质素的组合)的酸水解制造乙酰丙酸而获得。虽然已知有多种由木质纤维素制造乙酰丙酸的工序，但是反应通常在极度的酸水解条件下进行，在强酸催化剂的存在下，温度超过150℃，通常为170℃-210℃。在反应过程中，腐殖质材料由木质纤维素的酸分解而形成，同时木质纤维素的基本上整个碳水化合物部分均降解，聚己糖转化为所需的乙酰丙酸。腐殖质获自乙酰丙酸、5-羟甲基糠醛和/或5-烷氧基甲基糠醛和/或酰氧基甲基-糠醛的制造中的碳水化合物的脱水。在DE3621517描述了这种脱水反应的一个示例。这种工艺的其他示例在描述了烷氧基甲基糠醛的制备的WO2007/104514和公开了酰氧基甲基-糠醛的制备的WO2007/104515中有描述。尽管后者的工艺用于减少腐殖质的产量，但是该工艺不可避免地产生需要设法利用的量的腐殖质。US2010/083565和US2005/210738涉及液体生物燃料，即，烷氧基甲基糠醛和乙酰丙酸酯，以及获自生物质的燃料。US2010/083565描述了碳水化合物的脱水。这种脱水产生作为副产物的腐殖质。US2010/083565和US2005/210738未提及副产物腐殖质，也未提及这种腐殖质的任何进一步的加工或使用。DE3621517中描述了腐殖质的用途，其中宣称，腐殖质，即从纤维素、木质纤维素或淀粉与醇制备烷氧基甲基糠醛和乙酰丙酸烷基酯的副产物，从液体产物中过滤出，并且仅能用于通过燃烧来提供热量。另外在WO2010/124381中，一方面描述了纤维素转化为葡萄糖、羟甲基糠醛和其他小有机化合物，另一方面描述了纤维素转化为含固体腐殖质的生物燃料。因此，如果腐殖质能够在更经济和更具附加值的应用中使用，例如作为液体燃料，则将是非常有利的。已发现可在燃料组合物中使用腐殖质，所述组合物包含腐殖质和至少一种有机氧化的溶剂，该组合物在30s-1的剪切速率和100℃下的表观粘度最高为1.5Pa.s。本说明书中，腐殖质是有色体，其为碳水化合物的脱水的含碳非水溶性副产物。据认为它们是含有来自羟甲基糠醛、糠醛、碳水化合物和乙酰丙酸的部分的聚合物。这些有色体在碳水化合物的通过热和其他加工条件的部分降解中作为副产物而i.a.产生，例如EP338151中所描述的那样。腐殖质的分子结构还未明确地确定。据认为腐殖质是含有糠醛和羟甲基糠醛部分的大分子。进一步可能包含在腐殖质中的部分有碳水化合物、乙酰丙酸酯和烷氧基甲基糠醛基团。腐殖质分子形成的机理可能是缩聚途径，形成由醚键和缩醛键连接的呋喃环的网络。腐殖质的一种结构在I.vanZandvoort等，ChemSusChem,2013,6,1745-1758中示出。该期刊文章中，腐殖质结构的特征在于通过亚烷基部分连接的呋喃环。于是，对于腐殖质典型的是呋喃环和亚烷基基团，例如亚甲基和亚乙基基团，而其他构成基团可以是羟基、醛、酮、羧酸和酯基。当碳水化合物脱水形成呋喃衍生物在有机溶剂的存在下进行时，诸如烷氧基和酯基的其他官能团可能存在。腐殖质也可根据范克雷维伦图(VanKrevelendiagram)来表征。在这种图中，氢指数(即原子氢:碳的比例)和氧指数(即原子氧:碳的比例)相对于彼此进行绘制。发现腐殖质合适地具有0.30-0.70、优选0.40-0.60的氧:碳原子比，以及0.60-1.6、优选0.80-1.40的氢:碳原子比。本说明书中，腐殖质特别是非水溶性副产物，其获自碳水化合物的酸催化脱水，例如纤维素、淀粉、诸如葡萄糖和果糖的糖以及它们的组合。这种脱水工艺适合用于碳水化合物向乙酰丙酸或其酯的转化，或者向5-羟甲基糠醛或其酯的转化。这种工艺在上述专利文件DE3621517、WO2007/104514和WO2007/104515中进行了i.a.描述。腐殖质在室温(即20℃)的温度下倾向为固体。在这种温度下它们甚至可能是脆性的。对于适合在海洋应用中用作燃料油的燃料组合物，所述组合物为此还含有有机氧化的溶剂。所述溶剂提供充分的流动性以将所得的燃料组合物在100℃时的粘度降至最高为1.5Pa.s的值。所述溶剂和腐殖质的性质以及所需的粘度可能对根据本专利技术的燃料组合物中的腐殖质的含量具有影响。基于所述燃料组合物的重量，所述燃料组合物中的腐殖质的量通常会在1-99重量％的范围内，优选在5-98重量％的范围内。腐殖质可从煤中提取，如US3607718所教导的那样。但是，优选在本专利技术的燃料组合物中使用由碳水化合物的脱水而产生的腐殖质。这种生产不仅可根据DE3621517、WO2007/104514或WO2007/104515来获得，也可通过现有技术中已知的用于生产乙酰丙酸及其衍生物和/或羟甲基糠醛及其衍生物的多种其他工艺来获得。这种其他工艺在例如WO2006/063220、WO2013/106136和WO2013/106137中有公开。因为由此所产生的腐殖质含有少量至可忽略量的硫化合物，可通过使用这种腐殖质的燃料组合物而容易地满足针对船用燃料的环境规定。所述燃料组合物还含有有机氧化的溶剂。有机氧化的溶剂的含量通常是使得腐殖质和溶剂的混合物在100℃时的表观粘度最高为1.5Pa.s的量。通常，根据本专利技术的燃料组合物基于所述燃料组合物的重量含有1至99重量％、优选2-95重量％的有机氧化的溶剂。在一些实施方式中，有利的是提供腐殖质被氧化的溶剂稀释了的组合物。这在燃料组合物与另一种燃料组分混合的情况下可能是合适的，如下文所解释。在这种实施方式中，基于燃料组合物，有机氧化的溶剂的量可为1-50重量％，优选为2-40％重量％。在其他实施方式中，优选地需要低粘度燃料组合物。在这种实施方式中，基于所述燃料组合物，所述燃料组合物中的有机氧化的溶剂的含量优选为99-50重量％，更优选为98-80重量％。所述有机氧化的溶剂可选自宽范围的有机化合物。所述有机氧化的溶剂合适地选自醇、醚、醛、酮、酸、酯(其可以是芳族的、环脂族的和脂族的)以及它们的混合物。这种化合物的优势在于，它们不仅降低腐殖质的粘度，还在燃烧时提供热量。所得的燃料组合物的能量密度藉此至少维持在足够的水平，或者甚至得到提高。发现可用作氧化的溶剂的合适的有机化合物可选自：具有1-10个碳原子的单醇，具有4-10个碳原子的醚，具有1-6个碳原子的羧酸的C1-C6酯，以及它们的混合物。合适的氧化的溶剂可以是甲醇、乙醇，也可是以乙二醇、丙二醇、丁二醇，或者乙二醇或丙二醇的低聚物。也可使用诸如二乙二醇的单甲醚的醚-醇。合适的醚不仅包括二异丙醚和甲基叔丁醚，还包括环醚，例如糠醛或羟甲基糠醛、烷氧基甲基糠醛或酰氧基甲基糠醛。合适的酮是甲基异丁酮。作为酸，可使用甲酸、乙酸、丙酸、丁酸或乙酰丙酸。合适的酯包括乙酰丙酸的C1-C6-烷基酯，例如乙酰丙酸甲酯或乙酰丙酸乙酯，还包括环酯，例如γ-戊内酯。有利的本文档来自技高网...

【技术保护点】
燃料组合物，其包含腐殖质和至少一种有机氧化的溶剂，该组合物在30s

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.10 NL 20142701.燃料组合物，其包含腐殖质和至少一种有机氧化的溶剂，该组合物在30s-1的剪切速率和100℃下的表观粘度最高为1.5Pa.s。2.如权利要求1所述的燃料组合物，其中，该组合物的表观粘度为0.005至0.1Pa.s，优选为0.01至0.08Pa.s。3.如权利要求1或2所述的燃料组合物，其中，基于所述燃料组合物的重量，所述腐殖质的量为1至99重量％。4.如权利要求1-3中任一项所述的燃料组合物，其中，所述腐殖质由碳水化合物的脱水来产生。5.如权利要求1-4中任一项所述的燃料组合物，其中，基于所述燃料组合物的重量，含有1至99重量％的有机氧化的溶剂。6.如权利要求1-5中任一项所述的燃料组合物，其中，所述有机氧化的溶剂选自醇、醚、醛、酮、酸、酯以及它们的混合物，所述醇、醚、醛、酮、酸、酯可以是芳族的、环脂族的和脂族的。7.如权利要求1-5中任一项所述的燃料组合物，其中，所述有机氧化的溶剂选自：具有1-10个碳原子的单醇，具有4-10个碳原子的醚，具有1-6个碳原子...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·德炯，J·C·范德瓦尔，M·D·布特，
申请(专利权)人：阿凡田知识中心有限公司，进展工业有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL