用于降低多核芳烃排放的组合物的制作方法
【专利说明】用于降低多核芳炫排放的组合物
[000。 说明书 发明领域
[0002]本发明设及柴油燃料组合物，其表现出显著降低的多核芳控（PAH)废气排放并含 有可再生的控馈出物。
[000引发明背景
[0004] 已知柴油发动机的废气排放带来了严重的健康风险和对环境有害的影响。运样的 排放包括碳和金属的固体颗粒，W及吸附到该固体颗粒上的控、硫酸盐和含水物质。所吸附 的物质包括多核芳控（也称为PAH)。已知PAH会在人和其它哺乳动物中导致致癌、突变和 崎形活性。
[0005] 已采取了大量努力来降低柴油发动机的PAH排放。目前，发动机废气后处理设备， 例如催化转化器和颗粒捕集器，已用于减少此类有毒物质的释放。还在寻求将进一步减少 此类有毒物质从柴油发动机释放的替代方法。
[0006] 发巧概沐
[0007] 本发明设及柴油燃料（例如化石柴油燃料，费托柴油燃料和/或加氨处理的由脂 肪酸和醇制备的醋衍生的生物柴油）与可再生能源产生的控馈出物的组合使用从而降低 来自柴油燃料的多核芳控（PAH)排放。
[0008] 在一种实施方式中，本发明设及柴油燃料组合物，其含有前述柴油燃料和沸点为 约320°F-约700°F的可再生的控馈出物。来自采用该柴油燃料组合物的柴油发动机的 PAH排放量显著降低（与当使用不含有该可再生的控馈出物的柴油燃料时相比）。柴油燃 料组合物中可再生的控馈出物的存在可降低来自柴油发动机的PAH排放多达五倍。运样的 出乎意料的结果显著高于预期并且不能归结为简单的稀释效果。
[0009] 在一种实施方式中，所述柴油燃料组合物中可再生的控馈出物的量为约0. 1-约 55体积％。
[0010] 在另一种实施方式中，所述柴油燃料组合物中可再生的控馈出物的量为约5-约 50体积％。
[0011] 在另一种实施方式中，所述柴油燃料组合物中可再生的控馈出物的量为约10-约 40体积％。
[0012] 在再另一种实施方式中，所述柴油燃料组合物中可再生的控馈出物的量为约 20-约35体积％。
[0013] 在一种实施方式中，所述可再生的控馈出物含有一种或多种具有5-9个双键当量 的控。
[0014] 在另一种实施方式中，本发明设及柴油燃料组合物，其含有可再生的控馈出物，所 述可再生的控馈出物包含一种或多种亲电子氨给体，例如四氨糞，二氨蔥，二氨菲或二氨糞 W及它们的烷基衍生物。在优选的实施方式中，亲电子氨给体为烷基四氨糞，例如Ci-C；烧 基四氨糞。四氨糞环结构上可存在一个或多个烷基基团。此外，所述（一个或多个）烷基基 团或所述（一个或多个）芳族环可被取代。当与前述柴油燃料共混并引入柴油发动机时，PAH显著降低（当与不含有所述亲电子氨给体但仅有石油柴油燃料的柴油燃料组合物释放 的PAH的量相比时）。
[0015] 在另一种实施方式中，本发明设及柴油燃料组合物，其含有沸点为约320°F-约 700°F的可再生的控馈出物，该控馈出物当与石油柴油燃料共混时，得到符合ASTMD975 质量标准的2号柴油燃料组合物。
[0016] 在再另一种实施方式中，本发明设及通过向柴油发动机引入柴油燃料组合物来降 低来自该发动机的一种或多种PAH废气排放的方法，所述柴油燃料组合物具有约0. 1-约 55体积％的约320°F-约700°F可再生的控馈出物，其中所述可再生的控馈出物包括一 种或多种具有5-9个双键当量的控，此外其中所述柴油燃料组合物中所述一种或多种具有 5-9个双键当量的控的量为约10-约50体积％。
[0017] 优洗连施方式的详细说巧
[001引本发明设及柴油燃料组合物，其包含石油柴油燃料，例如1号柴油或2号柴油，费 托柴油燃料和/或加氨处理的衍生自醋或脂肪酸的生物柴油。该柴油燃料组合物含有所述 柴油燃料W及可再生的控馈出物。该柴油燃料组合物符合美国材料与测试协会ASTMD975 设定的柴油燃料的质量标准。
[0019] 例如，该柴油燃料组合物可为符合ASTMD975质量标准的1号或2号柴油燃料组 合物。在优选的实施方式中，该柴油燃料组合物是符合ASTMD975质量标准的2号柴油燃 料组合物。
[0020] 当采用本文限定的柴油燃料组合物时，从柴油发动机的多核芳控（PAH)的排放急 剧降低。因此，本发明提供了发动机废气后处理系统上载荷的降低的手段。运进而又为后 处理系统提供了延长的使用寿命。由于本发明不需要发动机废气后处理系统的改变，它对 环境PAH水平的影响不会需要W柴油发动机为动力的车群（fleet)的转变（turnover)。
[0021] 含有可再生的控馈出物的柴油燃料组合物降低了各种PAH的排放。本文运使用的 PAH包括含氮PAH(NPAH)。在一种实施方式中，可再生的控馈出物可降低诸如苯并（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。通常运些化合物可W在体内形成湾区环氧化物，其又会进入细胞核，并插入DNA螺旋链。运导致基因表达变异和突变。
[0022] 可再生的控馈出物可通过分馈加氨处理的生物油或热解油并分离沸点为约 320°F-约700°F的控馈出物来制备。添加320°F-700°F的可再生的控馈出物至石油 柴油燃料提供了能够降低柴油发动机的多核芳控（PAH)排放的柴油燃料组合物。
[0023] 可再生的馈出物可源自在生物质转化反应器中对生物质的处理。可再生的馈出 物可通过文献中报道的方法制备，所述文献包括W下中报道的那些：美国专利8, 022, 260 ; 美国专利申请公布20110154720 ;美国专利申请公布20110094147 ;美国专利申请公布 20120101318 ;和美国专利申请序列号13/553, 742,所有运些文献在此通过引用纳入。或 者，可再生的馈出物可源自文献中报道的方法制备的脱氧化热解原料，所述文献包括美国 专利8, 329, 969讯329, 968讯329, 967 ;和8, 324, 438,所有运些文献在此通过引用纳入。
[0024] 现有生物质转化方法包括，例如，燃烧、气化、慢速热解、快速热解、热催化、液化作 用和酶转化。
[00巧]生物质可为固体颗粒的形式。生物质颗粒可w为包含纤维素的纤维质生物质材 料。合适的含纤维素材料的实例包括藻类，纸废物，和/或棉绒。在一种实施方式中，生物质 颗粒可W包括木质纤维素材料。合适的木质纤维素材料的实例包括林业废料，例如木片、银 末、纸浆废料和树枝；农业废料，例如玉米杆、麦賴、和甘薦渣；和/或能量作物，例如按树、 柳枝稷、和矮木。生物质可为固体或细粉碎的形式，或可为液体。典型地，生物质的水溶性 成分不超过约7体积％。
[0026] 可对生物质进行热处理（非催化地）W产生热解油（其相对可溶于水）或热催化 处理W使液体产物自发分离成含水相和有机相。生物油（其用于制备生物燃料）由该有机 相组成。
[0027] 在优选的实施方式中，在生物质流化催化裂化度FCC)单元中将生物质热催化转 化成油溶性的可再生的原油。所产生的可再生的原油的原子氧含量低于25体积％。
[0028] 在进行加氨处理前，可将不期望的重质材料和固体从生物油分离。典型地，约 90-95重量％的固体从分离器中的混合物分离。例如，分离器可为聚结器、重力相分离器、液 体水力旋流器、静电脱盐器等。任选地和优选地，可将混合物中的剩余固体进一步去除，例 如通过抛光过滤。固体和重质材料的去除得到来自可再生来源的高纯度生