説明

再生可能組成物

【課題】再生可能組成物を提供する。
【解決手段】本発明は、バイオマスの発酵に由来する再生可能組成物、およびかかる組成物の統合調製方法に関する。


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【特許請求の範囲】
【請求項1】
再生可能炭化水素を調製するための方法であって、
(a)原料を形成するためにバイオマスを処理する処理ステップと;
(b)1種以上の微生物で前記原料を発酵させて1つ以上のC〜Cアルコールを形成する発酵ステップと;
(c)ステップ(b)で得た前記1つ以上のC〜Cアルコールの少なくとも一部分を脱水して1つ以上のC〜Cオレフィンを含む生成物を形成する脱水ステップと;
(d)前記1つ以上のC〜Cオレフィンを単離する単離ステップと;
(e)ステップ(d)で単離された前記1つ以上のC〜Cオレフィンの少なくとも一部分をオリゴマー化して1つ以上のC〜C24不飽和オリゴマーを含む生成物を形成するオリゴマー化ステップと;
(f)場合により、水素の存在下でステップ(e)の前記生成物の少なくとも一部分を水素化して1つ以上のC〜C24飽和アルカンを含む生成物を形成する水素化ステップと、
を含む方法。
【請求項2】
前記脱水ステップ、オリゴマー化ステップおよび水素化ステップが、それぞれ脱水触媒、オリゴマー化触媒および水素化触媒の存在下で実施される、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記脱水ステップ、オリゴマー化ステップおよび水素化ステップのそれぞれが、異なる反応ゾーン内で実施される、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
前記脱水ステップ、オリゴマー化ステップおよび水素化ステップの2つ以上が同一の反応ゾーン内で実施される、請求項2に記載の方法。
【請求項5】
前記脱水触媒、オリゴマー化触媒または水素化触媒の1つ以上が不均一触媒である、請求項2に記載の方法。
【請求項6】
前記脱水触媒、オリゴマー化触媒または水素化触媒の1つ以上が均一触媒である、請求項2に記載の方法。
【請求項7】
前記脱水ステップおよび/または前記オリゴマー化ステップが酸性触媒の存在下で実施され、前記脱水ステップのための酸性触媒および前記オリゴマー化ステップのための酸性触媒が同一であるかまたは異なる、請求項1に記載の方法。
【請求項8】
前記脱水ステップのための酸性触媒および前記オリゴマー化ステップのための酸性触媒が、それぞれ独立して、無機酸、有機スルホン酸、ヘテロポリ酸、ペルフルオロアルキルスルホン酸、それらの金属塩、金属塩混合物およびその組合せからなる群から選択される、請求項7に記載の方法。
【請求項9】
前記水素化ステップが、イリジウム、パラジウム、ロジウム、ニッケル、ルテニウム、白金、レニウム;それらの化合物;およびそれらの組合せからなる群から選択される水素化触媒の存在下で実施される、請求項1に記載の方法。
【請求項10】
前記脱水ステップの前に前記原料から前記C〜Cアルコールを除去する除去ステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項11】
前記除去ステップが、大気圧未満で前記ステップ(b)の発酵ステップを実施して水性C〜Cアルコール蒸気を除去することを含む、請求項10に記載の方法。
【請求項12】
ステップ(f)の前記生成物自体がASTM D4814、ASTM D975またはASTM D1655の少なくとも1つの要件を満たすか、あるいはステップ(f)の生成物の少なくとも10%と炭化水素混合物との配合物がASTM D4814、ASTM D975またはASTM D1655の少なくとも1つの要件を満たす、請求項1に記載の方法を含む生物燃料または生物燃料前駆体の調製方法。
【請求項13】
ステップ(f)の前記生成物自体がASTM D4814の要件を満たすか、あるいはステップ(f)の前記生成物の少なくとも10%と炭化水素混合物との配合物がASTM D4814の要件を満たす、請求項1に記載の方法を含む、再生可能ガソリンの調製方法。
【請求項14】
ステップ(f)の前記生成物自体がASTM D975の要件を満たすか、あるいはステップ(f)の前記生成物の少なくとも10%と炭化水素混合物との配合物がASTM D975の要件を満たす、請求項1に記載の方法を含む、再生可能ディーゼル燃料の調製方法。
【請求項15】
ステップ(f)の前記生成物自体がASTM D1655の要件を満たすか、あるいはステップ(f)の前記生成物の少なくとも10%と炭化水素混合物との配合物がASTM D1655の要件を満たす、請求項1に記載の方法を含む、再生可能ジェット燃料の調製方法。
【請求項16】
(g)ステップ(f)の前記生成物と1つ以上のC10〜C14芳香族炭化水素を組み合わせてジェット燃料を形成する組み合わせステップ、
を更に含む請求項1に記載の方法。
【請求項17】
前記C10〜C14芳香族炭化水素が、
(1)1つ以上のC〜Cオレフィン、C〜Cオレフィンの1つ以上のダイマー、および/またはC〜Cオレフィンの1つ以上のトリマーを芳香族化するステップと、場合により;
(2)ステップ(1)の前記生成物をオリゴマー化するステップと、
によって調製される、請求項16に記載の方法。
【請求項18】
前記1つ以上のC〜Cオレフィンがステップ(d)から得られ、前記C〜Cオレフィンのダイマーおよびトリマーがステップ(e)から得られる請求項17に記載の方法。
【請求項19】
ステップ(f)で使用される前記水素の少なくとも一部分がステップ(1)の副産物として形成された前記水素により提供される、請求項17に記載の方法。
【請求項20】
再生可能芳香族化合物を調製するための方法であって、
(i)原料を形成するためにバイオマスを処理する処理ステップと;
(ii)1種以上の微生物で前記原料を発酵させて1つ以上のC〜Cアルコールを形成する発酵ステップと;
(iii)ステップ(ii)で得た前記1つ以上のC〜Cアルコールの少なくとも一部分を脱水して1つ以上のC〜Cオレフィンを含む生成物を形成する脱水ステップと;
(iv)前記1つ以上のC〜Cオレフィンを単離する単離ステップと;
(v)場合により、前記1つ以上のC〜Cオレフィンを前記C〜Cオレフィンの1つ以上のダイマーおよび/または1つ以上のトリマーにオリゴマー化するオリゴマー化ステップと;
(vi)ステップ(iv)由来の1つ以上のC〜Cオレフィンまたはステップ(v)の前記C〜Cオレフィンの1つ以上のダイマーおよび/または1つ以上のトリマーを芳香族化して、C〜C14芳香族炭化水素を含む生成物および水素を形成する芳香族化ステップと;
(vii)場合により、ステップ(v)の前記1つ以上のC〜Cオレフィンの存在下でステップ(vi)の生成物をオリゴマー化して、1つ以上のC〜C16芳香族炭化水素を含む生成物を形成するオリゴマー化ステップと、
を含む方法。
【請求項21】
請求項20の前記方法により再生可能p−キシレンを調製するステップを含む、再生可能テレフタレートの調製方法であって、ステップ(vi)の前記生成物が少なくとも50%のp−キシレンを含み、
(vii)場合により、ステップ(v)の前記p−キシレンを単離し精製する単離精製ステップと;
(viii)前記p−キシレンを、場合により1つ以上のアルコールの存在下で酸化して、再生可能テレフタレートを形成する酸化ステップと、
をさらに含む方法。
【請求項22】
再生可能酸化炭化水素を調製するための方法であって、
(A)原料を形成するためにバイオマスを処理する処理ステップと;
(B)1種以上の微生物で前記原料を発酵させて1つ以上のC〜Cアルコールを形成する発酵ステップと;
(C)ステップ(b)で得た前記1つ以上のC〜Cアルコールの少なくとも一部分を脱水して1つ以上のC〜Cオレフィンを含む生成物を形成する脱水ステップと;
(D)前記1つ以上のC〜Cオレフィンを単離する単離ステップと;
(E)ステップ(c)の前記1つ以上のC〜Cオレフィンを酸化して少なくとも1つの酸化された炭化水素を形成する酸化ステップと、
を含む方法。
【請求項23】
ステップ(E)で形成された前記少なくとも1つの酸化された炭化水素が、1つ以上の不飽和アルデヒドを含む、請求項22に記載の方法。
【請求項24】
(F)ステップ(E)の前記少なくとも1つの酸化された炭化水素をさらに酸化して、少なくとも1つのさらに酸化された炭化水素を形成する酸化ステップ、をさらに含む請求項22に記載の方法。
【請求項25】
前記少なくとも1つのさらに酸化された炭化水素が、1つ以上の不飽和カルボン酸および/または1つ以上の不飽和カルボン酸エステルを含む、請求項24に記載の方法。
【請求項26】
請求項1に記載の方法によって調製された生物燃料または生物燃料前駆体。
【請求項27】
前記1つ以上のC〜Cアルコールが、イソブタノール、2−メチル−1−ブタノールおよび3−メチル−ブタノールからなる群から選択されるアルコールを含む、請求項26に記載の生物燃料または生物燃料前駆体。
【請求項28】
ステップ(f)の前記生成物が、ASTM D4814、D975またはD1655の要件を満たす輸送燃料である、請求項26に記載の生物燃料または生物燃料前駆体。
【請求項29】
前記1つ以上のC〜Cアルコールがイソブタノールを含み、ステップ(d)の前記生成物が主としてブテンダイマーおよび/またはブテントリマーを含む、請求項26に記載の生物燃料または生物燃料前駆体。
【請求項30】
前記1つ以上のC〜Cアルコールがイソブタノールを含み、ステップ(e)の前記生成物が主としてブテンダイマーおよび/またはブテントリマーを含む、請求項28に記載の生物燃料または生物燃料前駆体。
【請求項31】
請求項26に記載の輸送燃料または輸送燃料前駆体と石油由来の炭化水素とを配合することによって調製される、D4814、D975またはD1655の要件を満たす生物燃料。
【請求項32】
少なくとも約1%の再生可能C〜C24分岐脂肪族炭化水素を含む、生物燃料または生物燃料前駆体。
【請求項33】
前記再生可能C〜C24分岐脂肪炭化水素が、2,2,4−トリメチルペンタン、2,2,4,4,6−ペンタメチルヘプタン、2,2,4,4,6,6,8−ヘプタメチルノナン、2,2,4,4,6,6,8,8,10−ノナメチルウンデカンおよび2,2,4,4,6,6,8,8,10,10,12−ウンデカメチルトリデカンを含む、請求項32に記載の生物燃料または生物燃料前駆体。
【請求項34】
前記再生可能輸送燃料または輸送燃料前駆体がD4814、D975またはD1655の要件を満たす輸送燃料である、請求項32に記載の生物燃料または生物燃料前駆体。
【請求項35】
請求項16に記載の方法によって調製される再生可能ジェット燃料。
【請求項36】
請求項17に記載の方法によって調製される再生可能ジェット燃料。
【請求項37】
請求項19に記載の方法によって調製される再生可能ジェット燃料。
【請求項38】
約50%〜約80%のイソオクタンと;
約0%〜約10%のイソオクテンと;
約1%〜約3%のイソブチレンと;
約10%〜約20%のBTEXと、
を含む再生可能ガソリンまたはガソリン前駆体。
【請求項39】
約50%〜約100%の1つ以上のC12〜C20脂肪族炭化水素を含み、
前記C12〜C20脂肪族炭化水素の少なくとも一部分がモノメチルアルカンを含む、
再生可能ディーゼル燃料またはディーゼル燃料前駆体。
【請求項40】
芳香族炭化水素とC11〜C14脂肪族炭化水素との混合物を含む再生可能ジェット燃料またはジェット燃料前駆体。
【請求項41】
約65体積%〜約85体積%の1つ以上のC11〜C14脂肪族炭化水素と、
約10体積%〜約20体積%の芳香族炭化水素と、
を含む、請求項40に記載の再生可能ジェット燃料。
【請求項42】
前記1つ以上のC11〜C14脂肪族炭化水素が1つ以上のペンタメチルヘプタン異性体を含む、請求項40に記載の再生可能ジェット燃料。
【請求項43】
前記1つ以上のC11〜C14脂肪族炭化水素がトリメチルペンタン、ペンタメチルヘプタン、テトラメチルオクタン、ヘプタメチルノナン、トリメチルノナン、およびそれらの組合せからなる群から選択される1つ以上の炭化水素を含み;かつ前記アルキル化芳香族炭化水素が1つ以上のモノまたはジアルキルベンゼンを含む、請求項40に記載の再生可能ジェット燃料。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公表番号】特表2011−505490(P2011−505490A)
【公表日】平成23年2月24日(2011.2.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−537034(P2010−537034)
【出願日】平成20年12月3日(2008.12.3)
【国際出願番号】PCT/US2008/085423
【国際公開番号】WO2009/079213
【国際公開日】平成21年6月25日(2009.6.25)
【出願人】(510153973)ジーヴォ,インコーポレイテッド (7)
【Fターム(参考)】