制备用于燃料精制的油组合物的方法
阅读：1025发布：2020-06-17
专利汇可以提供制备用于燃料精制的油组合物的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本文公开了用于改质（例如，去除杂 原子 、金属、或非金属）源自 生物 质 或从生物质提取的油组合物的方法和系统。改质的油组合物可以用于制备期望产品，例如， 燃料 产品。，下面是制备用于燃料精制的油组合物的方法专利的具体信息内容。
1. 一种用于改质从生物质得到的油组合物的方法，所述方法包括：从所述油组合物中去除杂原子、金属、或非金属，其中所述生物质从光合细菌、酵母、藻类、或维管植物得到。
2. 如权利要求1所述的方法，其中所述去除步骤另外包括下述的一个或多个：
i) 通过加氢，饱和在所述油组合物中存在的双键和/或芳族化合物；
ii) 异构化在所述油组合物中存在的碳主链，以便向所述碳主链导入支链；或
iii) 重整在所述油组合物中存在的化合物，以制备芳族化合物。
3. 如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述杂原子是磷(P)、氮(N)、氧(O)、或硫(S)。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述金属或非金属是硼(B)、钙(Ca)、铬(Cr)、铜(Cu)、铁(Fe)、铅(Pb)、锂(Li)、镁(Mg)、锰(Mn)、镍(Ni)、磷(P)、钾(K)、硅(Si)、钠(Na)、锶(Sr)、或锌(Zn)。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述油组合物包含下述的至少一种：
i) 0%至5% w/w的磷浓度；
ii) 0%至10% w/w的氮浓度；
iii) 0%至5% w/w的硫浓度；或
iv) 0%至20% w/w的氧浓度。
6. 如权利要求1所述的方法，其中所述油组合物包含：大于约0.05%至约5.0% w/w的氮、大于约6%至约16% w/w的氧、或大于约0.03%至约1.0% w/w的硫。
7. 如权利要求1所述的方法，其中所述油组合物包含：大于约0.01%至约10.0% w/w的氮、大于约3%至约18% w/w的氧、或大于约0.01%至约3.0% w/w的硫。
8. 如权利要求1所述的方法，其中所述油组合物包含：大于约0.05% w/w的氮、大于约
6% w/w的氧、或大于约0.0005% w/w的磷。
9. 如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中通过至少一种催化剂去除所述杂原子、金属、或非金属。
10. 如权利要求9所述的方法，其中所述催化剂被放在至少一个反应器中。
11. 如权利要求10所述的方法，其中所述催化剂被放在2个或更多个反应器中。
12. 如权利要求10所述的方法，其中至少2种不同的催化剂被放在反应器中。
13. 如权利要求10所述的方法，其中所述反应器是固定床反应器或流化床反应器。
14. 如权利要求10所述的方法，其中所述反应器是单级反应器或多级反应器。
15. 如权利要求9所述的方法，其中所述催化剂包括金属，所述金属诸如Ni/Mo、Co/Mo、W/Mo、或Ni/W。
16. 如权利要求9所述的方法，其中所述催化剂是在二氧化硅-氧化铝载体上的催化裂化催化剂(FCC)。
17. 如权利要求9所述的方法，其中所述催化剂包括贵金属。
18. 如权利要求9所述的方法，其中所述催化剂是石脑油重整催化剂。
19. 如权利要求9所述的方法，其中所述催化剂包括沸石。
20. 如权利要求9所述的方法，其中所述催化剂包括在氧化铝上负载的Ni/Mo。
21. 如权利要求9所述的方法，其中所述催化剂包括在氧化铝上负载的Co/Mo。
22. 如权利要求9所述的方法，其中所述催化剂包括在氧化铝上负载的Pt。
23. 如权利要求9所述的方法，其中所述催化剂包括在氧化铝上负载的Ni/W。
24. 如权利要求9所述的方法，其中所述催化剂与载体相化合。
25. 如权利要求24所述的方法，其中所述载体包括氧化铝、二氧化硅、二氧化硅-氧化铝、氧化锆、或贵金属。
26. 如权利要求9所述的方法，其中所述催化剂包括元素周期表的VIA族、VIb族、或VIII族的金属。
27. 如权利要求9所述的方法，其中所述催化剂包括在多孔耐熔的氧化物载体上负载的元素周期表的VIb族或VIII族的金属。
28. 如权利要求27所述的方法，其中所述多孔耐熔的氧化物载体包括：氧化铝、二氧化硅、氧化镁、二氧化硅-氧化铝、二氧化硅-氧化镁、氧化锆、二氧化硅-氧化锆、氧化钛、或二氧化硅-氧化钛。
29. 如权利要求9所述的方法，其中所述催化剂是“负载的”Pd、Pt、Ru、Rh、Ni、NiMo或CoMo催化剂，其中所述载体是活性炭、氧化铝、氧化锆、或二氧化硅。
30. 如权利要求1至29中任一项所述的方法，其中通过下述反应的至少一种去除所述杂原子、金属、或非金属：加氢脱金属(HDM)、加氢脱氮(HDN)、加氢脱硫(HDS)、或加氢脱氧(HDO)反应。
31. 如权利要求1至30中任一项所述的方法，其中在去除杂原子之前，去除金属或非金属。
32. 如权利要求1至31中任一项所述的方法，其中还通过叶绿素酶、RCC还原酶、脱螯合酶、或脱镁叶绿甲酯一酸氧化酶，从所述油组合物中去除叶绿素或脱植基叶绿素。
33. 如权利要求1至32中任一项所述的方法，其中所述去除在下述条件下进行：温度为约315至约480℃（约600至约900F）；总压力和/或氢分压为约100至约3000 psi；氢/油比为约100至约2000 scf/Bbl；和空间速率为约1.5至约8。
34. 如权利要求1至33中任一项所述的方法，其中通过催化重整，进一步精制改质的油组合物。
35. 如权利要求34所述的方法，其中所述催化重整是：使环烷脱氢以将环烷转化成芳族化合物，正链烷烃异构化成异链烷烃，链烷烃脱氢和芳构化成芳族化合物，或链烷烃加氢裂化成更小的分子。
36. 如权利要求1至33中任一项所述的方法，其中通过蒸馏、分馏、提取、溶剂提取、加氢处理、异构化、二聚化、烷基化、或裂化，进一步精制所述改质的油组合物。
37. 如权利要求36所述的方法，其中所述裂化是热裂化、流体催化裂化、塞摩福流动床催化裂化、催化裂化、蒸汽裂化、或加氢裂化。
38. 如权利要求1至36中任一项所述的方法，其中所述改质的油组合物被用于制备汽油、柴油、喷气燃料、燃料添加剂、石油化学制品、塑料、树脂、纤维、弹性体、润滑剂、或凝胶。
39. 如权利要求1至38中任一项所述的方法，其中所述改质的油组合物被用于石油精制中。
40. 如权利要求1至38中任一项所述的方法，其中所述改质的油组合物被用于馏出物混合材料中。
41. 如权利要求1至38中任一项所述的方法，其中所述改质的油组合物与油管线流体连通。
42. 如权利要求1至38中任一项所述的方法，其中所述改质的油组合物与蒸馏装置流体连通。
43. 如权利要求42所述的方法，其中所述蒸馏装置配置成从所述油组合物中去除C4烃或更小的烃。
44. 如权利要求1至43中任一项所述的方法，其中通过溶剂提取，从所述生物质得到所述油组合物。
45. 如权利要求1至43中任一项所述的方法，其中所述生物质是湿的、干的、或半干的生物质。
46. 如权利要求1至45中任一项所述的方法，其中所述生物质包含链长度为C10和更大的烃。
47. 如权利要求1至46中任一项所述的方法，其中所述光合细菌是下述属的成员：集胞藻属、聚球藻属、或节螺藻属。
48. 如权利要求1至46中任一项所述的方法，其中所述光合细菌是藻青菌。
49. 如权利要求1至46中任一项所述的方法，其中所述藻类是微藻。
50. 如权利要求1至46中任一项所述的方法，其中所述藻类是莱氏衣藻、杜氏盐藻、雨生红球藻、二形栅藻、绿色杜氏藻、D. tertiolecta、眼点拟微绿球藻、或N. salina。
51. 如权利要求1至46中任一项所述的方法，其中所述藻类是蓝藻门、原绿藻门、红藻门、绿藻门、不等鞭毛门、tribophyta、灰色藻门、chlorarachniophyte、裸藻门、眼虫藻、定鞭藻门、金藻门、隐藻门、隐藻、甲藻门、腰鞭毛目、pyrmnesiophyta、硅藻门、黄藻门、eustigmatophyta、脊刺藻门、褐藻门、或浮游植物。
52. 如权利要求1至46中任一项所述的方法，其中所述光合细菌、酵母、藻类、或维管植物已经用编码参与类异戊二烯途径的蛋白的核酸序列转化。
53. 如权利要求52所述的方法，其中所述蛋白是萜类合酶。
54. 如权利要求53所述的方法，其中所述萜类合酶是fusicoccadiene合酶、贝壳杉烯合酶、蓖麻烯合酶、紫杉二烯合酶、松香二烯合酶、上述任一种的同系物、或包含上述任一种的嵌合体或融合体。
55. 一种通过如权利要求1至54中任一项所述的方法制备的改质的油组合物。
56. 一种用于改质油组合物的方法，所述方法包括：催化地从所述油组合物中去除氮，以生成改质的油组合物，其中所述油组合物包含大于约0.5% w/w的氮、大于约8% w/w的氧或大于约0.1%的磷。
57. 如权利要求56所述的方法，其中所述油组合物包含大于约2.5、大于约3、大于约
3.5、大于约4、大于约4.5、或大于约5% w/w的氮。
58. 如权利要求56所述的方法，其中所述油组合物包含大于约9或大于约10% w/w的氧。
59. 如权利要求56所述的方法，其中所述油组合物包含大于约0.1、大于约0.2、大于约0.5、大于约1、或大于约2% w/w的磷。
60. 一种用于制备改质的油组合物的方法，所述方法包括：从油组合物中催化地去除 i) 金属或非金属、ii) 氮、或iii) 氧，以生成所述改质的油组合物。
61. 如权利要求60所述的方法，另外包括：将所述改质的油组合物递送至油管线。
62. 如权利要求60所述的方法，其中在氮或氧之前去除所述金属或非金属。
63. 一种用于制备改质的油组合物的方法，所述方法包括：从油组合物中去除叶绿素或脱植基叶绿素；并催化地从所述油组合物中去除金属或非金属和氧，以生成所述改质的油组合物。
64. 如权利要求63所述的方法，其中所述油组合物是从藻类生物质得到的。
65. 如权利要求63所述的方法，其中所述去除步骤在大于约250、大于约300、大于约
350、大于约400、大于约450、或大于约500℃的温度下进行。
66. 如权利要求63所述的方法，其中所述去除步骤在大于约500、大于约750、或大于约1000 psi的氢压力下进行。
67. 如权利要求63至66中任一项所述的方法，另外包括：精制所述改质的油组合物。
68. 如权利要求67所述的方法，其中所述精制包括催化裂化。
69. 如权利要求63至66中任一项所述的方法，另外包括：燃烧所述改质的油组合物。
70. 如权利要求63至66中任一项所述的方法，另外包括：蒸馏所述改质的油组合物，以去除C4烃或更小的烃。
71. 如权利要求70所述的方法，其中通过所述蒸馏去除的烃被用于加热所述方法。
72. 一种用于制备精制用烃组合物的系统，所述系统包括：去除金属的反应器，其包括配置成从油组合物中去除金属或非金属原子的去除金属的催化剂；和去除非金属的反应器，其包括配置成从所述油组合物中去除氮或氧或硫中的至少一种的去除非金属的催化剂，其中所述去除非金属的反应器与所述去除金属的反应器流体连通。
73. 如权利要求72所述的系统，另外包含：第二去除金属的反应器，其中所述第二去除金属的反应器可与所述去除金属的反应器互换。
74. 如权利要求73所述的系统，另外包含：第三去除金属的反应器，其可与所述第二去除金属的反应器或所述去除金属的反应器互换，其中当所述去除金属的反应器在运行中时，则第二去除金属的反应器处于预备中，并包含未使用的去除金属的催化剂，且第三去除金属的反应器正在排空和/或重填第二未使用的去除金属的催化剂。
75. 如权利要求72至74中任一项所述的系统，其中所述去除金属的催化剂包含：氧化铝、铝硅酸盐、或铝硅酸的载体；和Co/Mo、Ni/Mo、或W/Mo。
76. 如权利要求72至75中任一项所述的系统，另外包括：第二去除非金属的反应器，其配置成从所述油组合物中去除氮或氧或硫中的至少一种，其中所述第二去除非金属的反应器与所述去除非金属的反应器流体连通。
77. 如权利要求76所述的系统，其中所述去除非金属的催化剂包含：氧化铝、铝硅酸盐、或铝硅酸的载体；和Co/Mo、Ni/Mo、或W/Mo。
78. 如权利要求72至77中任一项所述的系统，其中所述油组合物是从藻类生物质得到的。
79. 如权利要求72至77中任一项所述的系统，其中所述系统与油管线流体连通。
80. 如权利要求72至79中任一项所述的系统，另外包括：与所述系统流体连通的蒸馏装置，所述蒸馏装置配置成从所述烃组合物中去除C4烃或更小的烃。
81. 一种从生物质得到的改质的油组合物，所述改质的油组合物通过下述方法制备：
i) 从油组合物中去除杂原子、金属、或非金属，其中所述生物质从光合细菌、酵母、藻类、或维管植物得到。
82. 一种从生物质得到的改质的油组合物，所述改质的油组合物通过下述方法制备：
i) 从油组合物中去除杂原子、金属、或非金属，其中所述生物质从光合细菌、酵母、藻类、或维管植物得到；
ii) 通过加氢，饱和在所述油组合物中存在的双键和/或芳族化合物；
iii) 异构化在所述油组合物中存在的碳主链，以便向所述碳主链导入支链；或iii) 重整在所述油组合物中存在的化合物，以制备芳族化合物。
83. 一种从藻类生物质得到的改质的油组合物，所述改质的油组合物通过下述方法制备：
i) 从油组合物中去除杂原子、金属、或非金属，以得到所述改质的油组合物，其中所述改质的油组合物被用于制备具有-60℃至-70℃的冰点的产品。
84. 一种从藻类生物质得到的改质的油组合物，所述改质的油组合物通过下述方法制备：
i) 从油组合物中去除杂原子、金属、或非金属，以得到所述改质的油组合物，其中所述改质的油组合物被用于制备具有-50℃至-75℃的冰点的产品。
85. 一种从藻类生物质得到的改质的油组合物，所述改质的油组合物通过下述方法制备：
i) 从油组合物中去除杂原子、金属、或非金属，以得到所述改质的油组合物，其中所述改质的油组合物被用于制备具有-67℃的冰点的产品。
86. 一种用于改质从生物质得到的油组合物的方法，所述方法包括：
i) 从所述油组合物中去除杂原子、金属、或非金属；
ii) 通过加氢，饱和在所述油组合物中存在的双键和/或芳族化合物；
iii) 异构化在所述油组合物中存在的碳主链，以便向所述碳主链导入支链；或iv) 重整在所述油组合物中存在的化合物，以制备芳族化合物，其中所述生物质从非维管光合生物得到。
87. 如权利要求86所述的方法，其中所述非维管光合生物是藻类。
88. 如权利要求87所述的方法，其中所述藻类是莱氏衣藻、杜氏盐藻、雨生红球藻、二形栅藻、绿色杜氏藻、D. tertiolecta、眼点拟微绿球藻、或N. salina。
89. 如权利要求87所述的方法，其中所述藻类是蓝藻门、原绿藻门、红藻门、绿藻门、不等鞭毛门、tribophyta、灰色藻门、chlorarachniophyte、裸藻门、眼虫藻、定鞭藻门、金藻门、隐藻门、隐藻、甲藻门、腰鞭毛目、pyrmnesiophyta、硅藻门、黄藻门、eustigmatophyta、脊刺藻门、褐藻门、或浮游植物。
90. 一种用于改质从藻类生物质得到的油组合物的方法，所述方法包括：
i) 从所述油组合物中去除杂原子、金属、或非金属，以得到改质的油组合物，其中所述改质的油组合物被用于制备具有-60℃至-70℃的冰点的产品。
91. 一种用于改质从藻类生物质得到的油组合物的方法，所述方法包括：
i) 从所述油组合物中去除杂原子、金属、或非金属，以得到改质的油组合物，其中所述改质的油组合物被用于制备具有-50℃至-75℃的冰点的产品。
92. 一种用于改质从藻类生物质得到的油组合物的方法，所述方法包括：
i) 从所述油组合物中去除杂原子、金属、或非金属，以得到改质的油组合物，其中所述改质的油组合物被用于制备具有-67℃的冰点的产品。
93. 通过如权利要求56至71和86至92中任一项所述的方法制备的改质的油组合物。
制备用于燃料精制的油组合物的方法
[0002] 通过引用并入在本申请中引用的所有出版物、专利、专利申请、公共数据库、公共数据库入口、和其它参考文献都通过引用整体并入本文，如同具体地且单独地指出每个单独的出版物、专利、专利申请、公共数据库、公共数据库入口、或其它参考文献通过引用并入。
背景技术
[0003] 基于碳的矿物燃料（诸如煤、石油和天然气）是有限的且不可再生的资源。按照目前的消耗速率，矿物燃料的供应在不久的将来将会耗尽。另外，燃烧矿物燃料已经导致大气中二氧化碳浓度的升高，认为这已经造成全球的气候变化。
[0004] 由于多个原因，生物燃料是矿物燃料的可行替代品。生物燃料通常是由生物质（源自近期的活生物的物质）产生的可再生的能源。因为运输有关的汽油消耗代表所有液体矿物燃料使用的主要部分，用液体生物燃料补充或替代液体矿物燃料（例如汽油），可以减少我们对矿物燃料的依赖，并降低释放进大气中的二氧化碳的量。
[0005] 已经质疑使用诸如乙醇等生物燃料（例如，从甘蔗、马铃薯、树薯、和玉米得到）的能量益处。乙醇具有比汽油低的能含量，因此，要提供与汽油相同的能量输出，需要更多的乙醇。更重要的是，矿物燃料的使用目前驱动着乙醇和脂类（例如从生物柴油得到）的生产。例如，生产乙醇所需的能量包括：开动农业机械和灌溉，运输和研磨农作物，生产杀虫剂和肥料，以及发酵和蒸馏乙醇。已经关注到，用于乙醇生产的能量输入可能超过来自乙醇燃烧的能量输出。另外，乙醇和生物柴油的普遍生产和使用需要构建新的分配管线，因为任一种都不适合使用现有的燃料分配基础设施进行运输。此外，基于农作物的燃料（诸如乙醇和传统的生物柴油）的任何大规模开发都会与食物生产竞争相同的资源（例如耕地和水），最终受到可耕作土地的量的限制。
[0007] 植物油（诸如大豆、芥菜籽(canola)、和亚麻荠属(Camelina)的油）是基本上纯的C16-18游离脂肪酸的甘油三酯，它们从植物种子中提取或挤出（它们被储存在所述种子中用作能量）。然后可以对得到的油组合物进行精制、漂白、和脱臭(RBD)，从而得到最终的产品油，为纯的水晶般透明的物质，其可以用于食品工业、肥皂工业、或生物柴油工业。这些甘油三酯也是喷气燃料(UOP)和绿色柴油（UOP和Neste）的加氢处理途径的备选原料。但是，由于食物与油的争夺和日益增加的植物油成本，这些生物燃料的经济和社会可行性是可质疑的。需要不会竞争商业农业所使用的土地的甘油三酯来源。
[0008] 如上所述，通过RBD过程纯化植物油（诸如大豆油），在该RBD过程中，痕量水平（例如1%或更低）的磷脂和游离脂肪酸被去除。甚至更低水平的组分（诸如甾醇葡糖苷和叶绿素）也被去除。小量被去除的组分可以作为废物进行处理。
[0009] 在理论上，使用上述的RBD过程来纯化藻油是可能的。但是，藻油和上述的传统的植物油之间的一个根本差异是，藻油收获自全藻类生物质，而不是选择性地收获自甘油三酯储存系统诸如种子。藻油通常不是基本上纯的甘油三酯，而是甘油三酯和显著水平（例如1%至超过40%）的多种其它油或脂组分（例如，叶绿素和/或脱植基叶绿素、类异戊二烯（包括类胡萝卜素）、和磷脂）的组合。例如，盐生藻类（诸如Duneliella viridis）可以产生含有30-40%的磷脂的油。另外，所有光合藻类会产生含有显著水平（例如，约0.6%至约62% w/w）的叶绿素或叶绿素衍生物的油。
[0010] 问题是，食物-油加工方法（诸如RBD）可以产生理论上适合转化成燃料的甘油三酯，但是从藻类提取的粗油（包含，例如，磷脂、叶绿素、和游离脂肪酸）的大部分（例如10%-50%）被作为废物丢弃，使得使用藻类的总的经济和环境方面不实用。因而，需要精制（“改质”)技术，该技术从油组合物中去除例如不希望的杂原子（例如P、N和金属），而不将烃燃料的潜在来源释放为废物。
[0011] 此外，在商业规模，通过石油工业使用的现有管线来运输精制的（“改质的”）藻油，在经济上是希望的。其它运输来源包括，例如，货车、铁路、和船。即使从油组合物中去除了杂原子（例如，P、N和金属)，得到的“绿色粗油”（像植物油）也不能通过管线进行运输，原因在于它的高氧含量、氧化不稳定性、和腐蚀性以及其它原因。
[0012] 因此，需要从油组合物中去除基本上或几乎基本上所有的杂原子（例如，O、P、N、和S)以及金属和非金属（如果存在的话），以产生包含烃级分的精制的油组合物，其基本上或几乎基本上不含有这些组分，且可以通过现有的管线进行运输，和/或在现有的精制基础设施中进一步精制。
[0013] 为了使用现有的石油基础设施，例如，精制厂和管线，需要“改质”生物燃料，诸如从生物质得到的油组合物。改质包括，例如，去除杂原子（S、N、O、P)，去除金属或非金属，通过加氢来饱和双键和/或芳族化合物，异构化碳主链以向主链导入支链，和/或重整以制备芳族化合物。
[0014] 本文提供了可用于改质油组合物的方法和系统。发明内容
[0015] 1. 一种用于改质从生物质得到的油组合物的方法，所述方法包括：从油组合物中去除杂原子、金属、或非金属，其中所述生物质从光合细菌、酵母、藻类、或维管植物得到。
[0016] 2. 如权利要求1所述的方法，其中所述去除步骤另外包括下述的一个或多个：i) 通过加氢，饱和在油组合物中存在的双键和/或芳族化合物；ii) 异构化在油组合物中存在的碳主链，以便向碳主链导入支链；或iii) 重整在油组合物中存在的化合物，以制备芳族化合物。
[0017] 3. 如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述杂原子是磷(P)、氮(N)、氧(O)、或硫(S)。
[0018] 4. 如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述金属或非金属是硼(B)、钙(Ca)、铬(Cr)、铜(Cu)、铁(Fe)、铅(Pb)、锂(Li)、镁(Mg)、锰(Mn)、镍(Ni)、磷(P)、钾(K)、硅(Si)、钠(Na)、锶(Sr)、或锌(Zn)。
[0019] 5. 如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述油组合物包含下述的至少一种：i) 0%至5% w/w的磷浓度；ii) 0%至10% w/w的氮浓度；iii) 0%至5% w/w的硫浓度；或iv) 0%至20% w/w的氧浓度。
[0020] 6. 如权利要求1所述的方法，其中所述油组合物包含：大于约0.05%至约5.0% w/w的氮、大于约6%至约16% w/w的氧、或大于约0.03%至约1.0% w/w的硫。
[0021] 7. 如权利要求1所述的方法，其中所述油组合物包含：大于约0.01%至约10.0% w/w的氮、大于约3%至约18% w/w的氧、或大于约0.01%至约3.0% w/w的硫。
[0022] 8. 如权利要求1所述的方法，其中所述油组合物包含：大于约0.05% w/w的氮、大于约6% w/w的氧、或大于约0.0005% w/w的磷。
[0023] 9. 如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中通过至少一种催化剂去除杂原子、金属、或非金属。
[0024] 10. 如权利要求9所述的方法，其中所述催化剂被放在至少一个反应器中。
[0025] 11. 如权利要求10所述的方法，其中所述催化剂被放在2个或更多个反应器中。
[0026] 12. 如权利要求10所述的方法，其中至少2种不同的催化剂被放在反应器中。
[0027] 13. 如权利要求10所述的方法，其中所述反应器是固定床反应器或流化床反应器。
[0028] 14. 如权利要求10所述的方法，其中所述反应器是单级反应器或多级反应器。
[0029] 15. 如权利要求9所述的方法，其中所述催化剂包括金属，所述金属诸如Ni/Mo、Co/Mo、W/Mo、或Ni/W。
[0031] 17. 如权利要求9所述的方法，其中所述催化剂包括贵金属。
[0032] 18. 如权利要求9所述的方法，其中所述催化剂是石脑油重整催化剂。
[0033] 19. 如权利要求9所述的方法，其中所述催化剂包括沸石。
[0034] 20. 如权利要求9所述的方法，其中所述催化剂包括在氧化铝上负载的Ni/Mo。
[0035] 21. 如权利要求9所述的方法，其中所述催化剂包括在氧化铝上负载的Co/Mo。
[0036] 22. 如权利要求9所述的方法，其中所述催化剂包括在氧化铝上负载的Pt。
[0037] 23. 如权利要求9所述的方法，其中所述催化剂包括在氧化铝上负载的Ni/W。
[0038] 24. 如权利要求9所述的方法，其中所述催化剂与载体相化合。
[0039] 25. 如权利要求24所述的方法，其中所述载体包括氧化铝、二氧化硅、二氧化硅-氧化铝、氧化锆、或贵金属。
[0040] 26. 如权利要求9所述的方法，其中所述催化剂包括元素周期表的VIA族、VIb族、或VIII族的金属。
[0041] 27. 如权利要求9所述的方法，其中所述催化剂包括在多孔耐熔的氧化物载体上负载的元素周期表的VIb族或VIII族的金属。
[0042] 28. 如权利要求27所述的方法，其中所述多孔耐熔的氧化物载体包括：氧化铝、二氧化硅、氧化镁、二氧化硅-氧化铝、二氧化硅-氧化镁、氧化锆、二氧化硅-氧化锆、氧化钛、或二氧化硅-氧化钛。
[0043] 29. 如权利要求9所述的方法，其中所述催化剂是“负载的”Pd、Pt、Ru、Rh、Ni、NiMo或CoMo催化剂，其中所述载体是活性炭、氧化铝、氧化锆、或二氧化硅。
[0044] 30. 如权利要求1至29中任一项所述的方法，其中通过下述反应的至少一种去除杂原子、金属、或非金属：加氢脱金属(HDM)、加氢脱氮(HDN)、加氢脱硫(HDS)、或加氢脱氧(HDO)反应。
[0045] 31. 如权利要求1至30中任一项所述的方法，其中在去除杂原子之前，去除金属或非金属。
[0046] 32. 如权利要求1至31中任一项所述的方法，其中还通过叶绿素酶、RCC还原酶、脱螯合酶、或脱镁叶绿甲酯一酸氧化酶，从油组合物中去除叶绿素或脱植基叶绿素。
[0047] 33. 如权利要求1至32中任一项所述的方法，其中所述去除在下述条件下进行：温度为约315至约480℃（约600至约900F）；总压力和/或氢分压为约100至约3000 psi；
氢/油比为约100至约2000 scf/Bbl；和空间速率为约1.5至约8。
氢/油比为约100至约2000 scf/Bbl；和空间速率为约1.5至约8。
[0048] 34. 如权利要求1至33中任一项所述的方法，其中通过催化重整，进一步精制改质的油组合物。
[0049] 35. 如权利要求34所述的方法，其中所述催化重整是：使环烷脱氢以将环烷转化成芳族化合物，正链烷烃异构化成异链烷烃，链烷烃脱氢和芳构化成芳族化合物，或链烷烃加氢裂化成更小的分子。
[0053] 39. 如权利要求1至38中任一项所述的方法，其中所述改质的油组合物被用于石油精制中。
[0054] 40. 如权利要求1至38中任一项所述的方法，其中所述改质的油组合物被用于馏出物混合材料(blendstock)中。
[0055] 41. 如权利要求1至38中任一项所述的方法，其中所述改质的油组合物与油管线流体连通。
[0056] 42. 如权利要求1至38中任一项所述的方法，其中所述改质的油组合物与蒸馏装置流体连通。
[0057] 43. 如权利要求42所述的方法，其中所述蒸馏装置配置成从油组合物中去除C4烃或更小的烃。
[0058] 44. 如权利要求1至43中任一项所述的方法，其中通过溶剂提取，从生物质得到油组合物。
[0059] 45. 如权利要求1至43中任一项所述的方法，其中所述生物质是湿的、干的、或半干的生物质。
[0060] 46. 如权利要求1至45中任一项所述的方法，其中所述生物质包含链长度为C10和更大的烃。
[0061] 47. 如权利要求1至46中任一项所述的方法，其中所述光合细菌是下述属的成员：集胞藻属、聚球藻属、或节螺藻属。
[0062] 48. 如权利要求1至46中任一项所述的方法，其中所述光合细菌是藻青菌。
[0063] 49. 如权利要求1至46中任一项所述的方法，其中所述藻类是微藻。
[0064] 50. 如权利要求1至46中任一项所述的方法，其中所述藻类是莱氏衣藻(C. reinhardtii)、杜氏盐藻(D. salina)、雨生红球藻(H. pluvalis)、二形栅藻(S. dimorphus)、绿色杜氏藻(D. viridis)、D. tertiolecta、眼点拟微绿球藻(N. oculata)、或N. salina。
[0065] 51. 如权利要求1至46中任一项所述的方法，其中所述藻类是蓝藻门、原绿藻门、红藻门、绿藻门、不等鞭毛门(heterokontophyta)、tribophyta、灰色藻门(glaucophyta)、chlorarachniophyte、裸藻门、眼虫藻(euglenoid)、定鞭藻门(haptophyta)、金藻门、隐藻门、隐藻(cryptomonad)、甲藻门(dinophyta)、腰鞭毛目、pyrmnesiophyta、硅藻门、黄藻门、eustigmatophyta、脊刺藻门(raphidophyta)、褐藻门、或浮游植物。
[0066] 52. 如权利要求1至46中任一项所述的方法，其中所述光合细菌、酵母、藻类、或维管植物已经用编码参与类异戊二烯途径的蛋白的核酸序列转化。
[0067] 53. 如权利要求52所述的方法，其中所述蛋白是萜类合酶。
[0068] 54. 如权利要求53所述的方法，其中所述萜类合酶是fusicoccadiene合酶、贝壳杉烯合酶、蓖麻烯(casbene)合酶、紫杉二烯(taxadiene)合酶、松香二烯(abietadiene)合酶、上述任一种的同系物、或包含上述任一种的嵌合体或融合体。
[0069] 55. 一种通过如权利要求1至54中任一项所述的方法制备的改质的油组合物。
[0070] 56. 一种用于改质油组合物的方法，所述方法包括：催化地从油组合物中去除氮，以生成改质的油组合物，其中所述油组合物包含大于约0.5% w/w的氮、大于约8% w/w的氧或大于约0.1%的磷。
[0071] 57. 如权利要求56所述的方法，其中所述油组合物包含大于约2.5、大于约3、大于约3.5、大于约4、大于约4.5、或大于约5% w/w的氮。
[0072] 58. 如权利要求56所述的方法，其中所述油组合物包含大于约9或大于约10% w/w的氧。
[0073] 59. 如权利要求56所述的方法，其中所述油组合物包含大于约0.1、大于约0.2、大于约0.5、大于约1、或大于约2% w/w的磷。
[0074] 60. 一种制备改质的油组合物的方法，所述方法包括：从油组合物中催化地去除 i) 金属或非金属、ii) 氮、或iii) 氧，以生成改质的油组合物。
[0075] 61. 如权利要求60所述的方法，另外包括：将改质的油组合物递送至油管线。
[0076] 62. 如权利要求60所述的方法，其中在氮或氧之前去除金属或非金属。
[0077] 63. 一种制备改质的油组合物的方法，所述方法包括：从油组合物中去除叶绿素或脱植基叶绿素；并催化地从油组合物中去除金属或非金属和氧，以生成改质的油组合物。
[0078] 64. 如权利要求63所述的方法，其中所述油组合物是从藻类生物质得到的。
[0079] 65. 如权利要求63所述的方法，其中所述去除步骤在大于约250、大于约300、大于约350、大于约400、大于约450、或大于约500℃的温度下进行。
[0080] 66. 如权利要求63所述的方法，其中所述去除步骤在大于约500、大于约750、或大于约1000 psi的氢压力下进行。
[0081] 67. 如权利要求63至66中任一项所述的方法，另外包括：精制改质的油组合物。
[0082] 68. 如权利要求67所述的方法，其中所述精制包括催化裂化。
[0083] 69. 如权利要求63至66中任一项所述的方法，另外包括：燃烧改质的油组合物。
[0084] 70. 如权利要求63至66中任一项所述的方法，另外包括：蒸馏改质的油组合物，以去除C4烃或更小的烃。
[0085] 71. 如权利要求70所述的方法，其中通过蒸馏去除的烃被用于加热该方法。
[0086] 72. 一种用于制备精制用烃组合物的系统，该系统包含：去除金属的反应器，其包含配置成从油组合物中去除金属或非金属原子的去除金属的催化剂；和去除非金属的反应器，其包含配置成从油组合物中去除氮或氧或硫中的至少一种的去除非金属的催化剂，其中所述去除非金属的反应器与去除金属的反应器流体连通。
[0087] 73. 如权利要求72所述的系统，另外包含：第二去除金属的反应器，其中所述第二去除金属的反应器可与所述去除金属的反应器互换。
[0088] 74. 如权利要求73所述的系统，另外包含：第三去除金属的反应器，其可与所述第二去除金属的反应器或所述去除金属的反应器互换，其中当所述去除金属的反应器在运行中时，则第二去除金属的反应器处于预备中，并包含未使用的去除金属的催化剂，且第三去除金属的反应器正在排空和/或重填第二种未使用的去除金属的催化剂。
[0089] 75. 如权利要求72至74中任一项所述的系统，其中所述去除金属的催化剂包含：氧化铝、铝硅酸盐、或铝硅酸的载体；和Co/Mo、Ni/Mo、或W/Mo。
[0090] 76. 如权利要求72至75中任一项所述的系统，另外包括：第二去除非金属的反应器，其配置成从油组合物中去除氮或氧或硫中的至少一种，其中所述第二去除非金属的反应器与所述去除非金属的反应器流体连通。
[0091] 77. 如权利要求76所述的系统，其中所述去除非金属的催化剂包含：氧化铝、铝硅酸盐、或铝硅酸的载体；和Co/Mo、Ni/Mo、或W/Mo。
[0092] 78. 如权利要求72至77中任一项所述的系统，其中所述油组合物是从藻类生物质得到的。
[0093] 79. 如权利要求72至77中任一项所述的系统，其中所述系统与油管线流体连通。
[0094] 80. 如权利要求72至79中任一项所述的系统，另外包括：与所述系统流体连通的蒸馏装置，其配置成从烃组合物中去除C4烃或更小的烃。
[0095] 81. 一种从生物质得到的改质的油组合物，其通过下述方法制备：i) 从油组合物中去除杂原子、金属、或非金属，其中所述生物质从光合细菌、酵母、藻类、或维管植物得到。
[0096] 82. 一种从生物质得到的改质的油组合物，其通过下述方法制备：i) 从油组合物中去除杂原子、金属、或非金属，其中所述生物质从光合细菌、酵母、藻类、或维管植物得到；ii) 通过加氢，饱和在油组合物中存在的双键和/或芳族化合物；iii) 异构化在油组合物中存在的碳主链，以便向碳主链导入支链；或iii) 重整在油组合物中存在的化合物，以制备芳族化合物。
[0097] 83. 一种从藻类生物质得到的改质的油组合物，其通过下述方法制备：i) 从油组合物中去除杂原子、金属、或非金属，以得到改质的油组合物，其中所述改质的油组合物被用于制备具有-60℃至-70℃的冰点的产品。
[0098] 84. 一种从藻类生物质得到的改质的油组合物，其通过下述方法制备：i) 从油组合物中去除杂原子、金属、或非金属，以得到改质的油组合物，其中所述改质的油组合物被用于制备具有-50℃至-75℃的冰点的产品。
[0099] 85. 一种从藻类生物质得到的改质的油组合物，其通过下述方法制备：i) 从油组合物中去除杂原子、金属、或非金属，以得到改质的油组合物，其中所述改质的油组合物被用于制备具有-67℃的冰点的产品。
[0100] 86. 一种用于改质从生物质得到的油组合物的方法，所述方法包括：i) 从油组合物中去除杂原子、金属、或非金属；ii) 通过加氢，饱和在油组合物中存在的双键和/或芳族化合物；iii) 异构化在油组合物中存在的碳主链，以便向碳主链导入支链；或iv) 重整在油组合物中存在的化合物，以制备芳族化合物，其中所述生物质从非维管光合生物得到。
[0101] 87. 如权利要求86所述的方法，其中所述非维管光合生物是藻类。
[0102] 88. 如权利要求87所述的方法，其中所述藻类是莱氏衣藻、杜氏盐藻、雨生红球藻、二形栅藻、绿色杜氏藻、D. tertiolecta、眼点拟微绿球藻、或N. salina。
[0103] 89. 如权利要求87所述的方法，其中所述藻类是蓝藻门、原绿藻门、红藻门、绿藻门、不等鞭毛门、tribophyta、灰色藻门、chlorarachniophyte、裸藻门、眼虫藻、定鞭藻门、金藻门、隐藻门、隐藻、甲藻门、腰鞭毛目、pyrmnesiophyta、硅藻门、黄藻门、eustigmatophyta、脊刺藻门、褐藻门、或浮游植物。
[0104] 90. 一种用于改质从藻类生物质得到的油组合物的方法，所述方法包括：i) 从油组合物中去除杂原子、金属、或非金属，以得到改质的油组合物，其中所述改质的油组合物被用于制备具有-60℃至-70℃的冰点的产品。
[0105] 91. 一种用于改质从藻类生物质得到的油组合物的方法，所述方法包括：i) 从油组合物中去除杂原子、金属、或非金属，以得到改质的油组合物，其中所述改质的油组合物被用于制备具有-50℃至-75℃的冰点的产品。
[0106] 92. 一种用于改质从藻类生物质得到的油组合物的方法，所述方法包括：i) 从油组合物中去除杂原子、金属、或非金属，以得到改质的油组合物，其中所述改质的油组合物被用于制备具有-67℃的冰点的产品。
[0107] 93. 通过如权利要求56至71和86至92中任一项所述的方法制备的改质的油组合物。
[0108] 在一个实施方案中，本文公开了用于制备燃料的方法，所述方法包括：从来自生物质的油组合物中催化地去除杂原子，以生成精制的油组合物。
[0109] 在一个实施方案中，用于从油组合物制备燃料的方法包括：从油组合物中催化地去除氮，以生成精制的油组合物，其中所述油组合物包含大于约0.5% w/w的氮、大于约8% w/w的氧或大于约0.1% w/w的磷。在有些实施方案中，所述油组合物包含大于约2.5、大于约3、大于约3.5、大于约4、大于约4.5、或大于约5% w/w的氮。在有些实施方案中，所述油组合物包含大于约9或大于约10% w/w的氧。在有些实施方案中，所述油组合物包含大于约0.1、大于约0.2、大于约0.5、大于约1、或大于约2% w/w的磷。
[0110] 在一个实施方案中，公开了用于从油组合物制备燃料的方法，所述方法包括：从油组合物中催化地去除(i) 金属或非金属、(ii) 氮、和(iii) 氧，以生成精制的组合物。
[0111] 在有些实施方案中，本文的方法包括：燃烧精制的组合物。一种方法可以包括：将所述精制的组合物递送至油管线。在有些实施方案中，在去除氮或氧之前，去除金属或非金属。
[0112] 在一个实施方案中，用于从油组合物制备燃料的方法包括：从油组合物中去除叶绿素或脱植基叶绿素；和从油组合物中催化地去除(i) 金属或非金属和(ii) 氧，以生成精制的组合物。
[0113] 所述油组合物可以是藻类提取物。
[0114] 如本文所公开的，去除步骤可以在大于约250、大于约300、大于约350、大于约400、大于约450、或大于约500℃的温度下进行。
[0115] 在有些实施方案中，去除步骤可以在大于约500、大于约750、或大于约1000 psi的氢压力下进行。
[0116] 在有些实施方案中，本文所述的方法可以另外包括：精炼精制的组合物，例如，催化裂解该组合物。
[0117] 在有些实施方案中，所述方法可以另外包括：蒸馏精制的组合物，以去除C4烃或更小的烃。通过蒸馏去除的烃可以用于加热该方法。
[0118] 在一个实施方案中，公开了用于制备精制用烃组合物的系统，该系统包含：去除金属的反应器，其包含配置成从油组合物中去除金属或非金属原子的去除金属的催化剂；和去除非金属的反应器，其包含配置成从油组合物中去除氮或氧中的至少一种的去除非金属的催化剂，其中所述去除非金属的反应器与去除金属的反应器流体连通。
[0119] 系统可以包含：与第二去除金属的反应器并联的第一去除金属的反应器，其中所述第一去除金属的反应器可与第二去除金属的反应器互换。在有些实施方案中，系统另外包含：第三去除金属的反应器，其与第二去除金属的反应器和第一去除金属的反应器并联且可互换，其中当所述去除金属的反应器之一在运行中时，另一个去除金属的反应器处于预备中，并包含未使用的去除金属的催化剂，且最后一个去除金属的反应器正在排空和/或重填未使用的去除金属的催化剂。
[0120] 去除金属的催化剂可以包含例如，氧化铝、铝硅酸盐、铝硅酸的载体；和Co/Mo、Ni/Mo、或W/Mo。
[0121] 在有些实施方案中，系统包含第一去除非金属的反应器，其配置成从油组合物中去除氮或氧中的至少一种，其中所述第一去除非金属的反应器与第二去除非金属的反应器流体连通。
[0122] 去除非金属的催化剂可以包含例如，氧化铝、铝硅酸盐、铝硅酸的载体；和Co/Mo、Ni/Mo、或W/Mo。
[0123] 在有些实施方案中，本文的系统与油管线流体连通。
[0125] 参考下面的描述、所附的权利要求书和附图，可以更好地理解本公开内容的这些和其它特征、实施方案、和优点，在附图中：图1显示了一种示例性的粗油和一种示例性的藻油的某些组分的对比。
[0126] 图2显示了在从生物质和/或油组合物得到的产品的生产中可以涉及的方法的概要。
[0127] 图3显示了在从生物质和/或油组合物得到的产品的生产中可以涉及的方法的概要、特别可能的级分、可能的改质技术、和可能的产品。
[0128] 图4显示了本文所述的示例性的方法和系统，其包括加氢脱金属(HDM)、加氢脱硫(HDS)、加氢脱氮(HDN)、和加氢脱氧(HDO)。
[0129] 图5显示了从生物质可以得到的萜的实例。
[0130] 图6显 示了 类 异戊 二 烯途 径 和该 途 径的 示 例性 的产 品，例如，fusiccoca-2,10(14)-二烯。
[0131] 图7显示了用于生产IPP和DMAPP的MEP途径。
[0132] 图8显示了光合真核生物中萜生物合成的概要。
[0133] 图9显示了GC-FID色谱图。
[0134] 图10显示了GC-FID色谱图。
具体实施方式
[0135] 提供下面的详细描述来辅助本领域技术人员实现本公开内容。即便如此，该详细描述不应解释为不适当地限制本公开内容，因为本领域普通技术人员可以做出本文讨论的实施方案的修改和变动，而不脱离本公开内容的精神或范围。
[0137] 内源的本文所述的内源的核酸、核苷酸、多肽、或蛋白是关于宿主生物进行定义的。内源的核酸、核苷酸、多肽、或蛋白是在宿主生物中天然存在的那些。
[0138] 外源的本文所述的外源核酸、核苷酸、多肽、或蛋白是关于宿主生物进行定义的。外源核酸、核苷酸、多肽、或蛋白是在宿主生物中天然地不存在或在宿主生物中不同位置的那些。
[0139] 本文公开了用于“改质”从生物质得到的油组合物的方法和系统，所以“改质的”油组合物可以用于现有的石油基础设施中，诸如精制厂和管线。例如，使用与精制石油来生成汽油的方法类似或相同的方法，可以精制改质的油组合物。
[0140] 所述生物质可以从生物（例如，藻类）得到。
[0141] 生物质源自生物质的油组合物可以包含一种或多种从生物学生物得到的有机化合物，所述生
物近期是存活的，例如，在最近50年内是存活的。不同于基于矿物燃料的粗油（其源自远在
6亿年前的植物生命），源自生物质的油组合物可以源自活的或近期存活的生物。所述油组合物可以主要包含碳和氢，且还可以包含杂原子，诸如氧、氮、磷、和硫。所述油组合物可以包含从遗传修饰的生物学生物（诸如藻类和细菌）提取的烃。
物近期是存活的，例如，在最近50年内是存活的。不同于基于矿物燃料的粗油（其源自远在
6亿年前的植物生命），源自生物质的油组合物可以源自活的或近期存活的生物。所述油组合物可以主要包含碳和氢，且还可以包含杂原子，诸如氧、氮、磷、和硫。所述油组合物可以包含从遗传修饰的生物学生物（诸如藻类和细菌）提取的烃。
[0142] 可以“改质”和/或进一步精制油组合物，然后用于适合作为燃料（例如，汽油、柴油或喷气燃料）、燃料添加剂、石油化学制品的组合物中，且还可以进一步加工成塑料、树脂、纤维、弹性体、润滑剂、或凝胶。可以选择与现有的基础设施（例如，石油精制工艺）相容的油组合物。另外，使用现有的用于精制石油的基础设施，可以进一步加工或分配从生物质得到的轻的或重排的烃。
[0143] 在有些实施方案中，生物质可以包含下述形式的烃：萜、类异戊二烯、脂类、烷基酯、生物碱、和/或苯丙素。萜可以表示任意类萜或类异戊二烯，其包括纯的烃。在有些实施方案中，所述萜天然地存在于生物质中，例如，在藻类生物质中的类胡萝卜素。在其它实施方案中，萜可以存在于已经被遗传修饰以产生萜的生物质中。
[0144] 包含烃的生物质（如本文所述的那些）可以用作精制厂的原料。像常规的原料一样，可以裂解或改变源自生物质的油组合物。在有些实施方案中，将源自生物质的油组合物分解成轻烃（具有比油组合物更少的碳的烃）。
[0145] 许多类型的烃可以天然地存在于生物质中。例如，烃包括脂类和含氮的烃。脂类可以包括，例如，脂肪酸、脂肪酸衍生物、和甾醇。脂肪酸可以包含以羧酸封端（因而包含氧杂原子）的长烃链。烃链可以是饱和的或不饱和的，且长度范围可以是约12至约24个碳（例如，C12-C24）。脂肪酸衍生物包括脂肪酸的酯。例如，甘油酯（例如，植物油）是这样的脂类，其具有含有一个或多个脂肪酸基团的甘油（丙-1,2,3-三醇)核心结构。其它脂肪酸衍生物包括烷基酯，它们是植物油的酯交换产品。甲醇可以用于生产脂肪酸的甲基酯。生物碱和苯丙素是从生物质（例如，藻类生物质）可以得到的含氮的烃。
[0146] 含有烃的生物质可以源自可再生的生物源，包括天然存在的生物和遗传修饰的生物。烃存在于许多天然存在的生物（真核生物或原核生物）中，包括，例如，植物物质、真菌、藻类、和细菌。本文所述的生物质烃可以从活生物和最近存活的生物得到。从完整的或部分的生物质可以提取油组合物。生物质源包括天然存在的生物以及遗传修饰的生物。在某些实施方案中，这样的生物是藻类或细菌。
[0147] 藻类代表适用于生物烃生产的生物质的来源，因为藻类依赖于光合作用进行能量生产，且可以积累高含量的类异戊二烯（例如，海藻杜氏盐藻）。不同于农作物，藻类培养不占用耕地，且不需要灌溉系统。此外，藻类是多样的微生物，其可以被遗传操作，以增加类异戊二烯的生物合成产量。从完整的或部分的生物质，可以提取油组合物。生物质源包括天然存在的藻类以及遗传修饰的藻类。
[0149] 在有些实施方案中，通过收获生物，收集产品（例如燃料产品）。然后可以从生物提取产品。在有些实例中，可以在不杀死生物的情况下，生产产品。生产和/或表达产品可能不会使生物丧失活力。在其它实例中，产品可以分泌进生长环境中。
[0150] 使用任意合适的方法，可以从它的生长环境（例如湖、池、光生物反应器、或部分封闭的生物反应器系统，例如）收获含有产品的生物质。收获技术的非限制性实例是离心或絮凝。收获后，可以对含有产品的生物质进行干燥处理。或者，可以对湿的生物质进行提取步骤。使用任意合适的方法，可以干燥含有产品的生物质。干燥方法的非限制性实例包括：阳光、回转干燥器、快速干燥器、真空干燥器、烘箱、冷冻干燥器、热风干燥器、微波干燥器和过热蒸汽干燥器。干燥处理后，含有产品的生物质可以称作干的或半干的生物质。
[0151] 从在收获池中生长的藻类，可以生产萜（例如，二萜）。根据藻的类型，池可以含有淡水或盐水。使用本领域技术人员已知的技术，收获和干燥藻类。然后可以使用有机溶剂，从干燥的藻类中提取萜。可以使用低沸点溶剂。当浓缩萜提取物时，可以再利用溶剂（例如，通过蒸馏和冷凝）。示例性的溶剂包括、但不限于：己烷、二硫化碳、四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、石油醚、二乙醚、丙酮、水、甘油、醇、庚烷、甲基戊烷、甲苯、甲基异丁基酮、及其混合物。也可以收获藻类生物质，并从湿的生物质提取萜。
[0152] 可以以几种途径得到油组合物。例如，可以收获并干燥生物，然后从裂解的或破碎的细胞提取油。或者，可以化学地裂解细胞，或可以使用机械力来破碎细胞壁。使用诸如己烷等有机溶剂，可以从生物（例如，藻类）提取油。另外，通过导致细胞破碎的超声冲击波，可以从生物提取油（例如，如在美国专利号7,111,975中所述）。其它从生物提取油的方法也可以与本文所述的方法和系统一起使用，且这样的方法是本领域技术人员已知的。
[0153] 生物质组合物可以是湿的、干的、或半干的生物质组合物。为了从生物提取油，可以将生物质加热至25℃至95℃、30℃至60℃、37℃至95℃、60℃至250℃、或80℃至200℃。或者，为了从生物提取油，可以将生物质冷却至小于0至-40℃、或-5℃至-20℃。
[0154] 在有些实施方案中，可以控制用于得到生物质的宿主生物所生长的培养基的pH。通过添加不同的酸，可以控制pH。用于控制pH的酸可以包括，例如，CO2、硝酸、磷酸、或其它酸。可以控制培养基的pH保持在下述范围：约pH7.5至约8、约8至约8.5、约8.5至约9、约9至约9.5、约9.5至约10、约10至约10.5、约10.5至约11、或约11至约11.5。
[0155] 在一个实施方案中，源自生物质（例如，藻类生物质）的油组合物包含天然存在于藻类中的链长度为C10和更大的烃和萜。不同的生物物种可以产生含有不同的烃混合物的油。在有些实施方案中，源自藻类的油组合物是来自超过一个藻类物种的油的混合物。在有些实施方案中，源自藻类的油组合物包含增加量的萜。在有些实施方案中，来自藻类的油包含不是由藻类天然生成的萜。
[0156] 在有些实施方案中，本文讨论的方法和系统还包括：在“改质”之前，混合油组合物和燃料组分。例如，可以在本文所述的方法中，提供藻油和粗石油的掺合物，并使其接触催化组合物。在另一个实施例中，可以使藻油和精制的燃料（诸如汽油）的掺合物接触催化组分。在另一个实施例中，可以在常规精制之前，使已经通过本文的方法或系统制备的藻油与燃料组分相掺合。燃料组分的实例是矿物燃料、石油、汽油、柴油、喷气燃料、和它们的任意组合。
[0157] 在另一个实施方案中，可以在“改质”之前，精制来自生物（例如，藻类）的粗油。例如，可以对粗藻油进行RBD（精制、漂白、脱臭）过程。在另一个实施例中，通过蒸馏，可以将粗藻油分馏成希望的组分。可以将粗藻油分馏成具有希望的大小、组成、或形状的烃组分。
[0158] 以与精制粗石油类似的方式，可以精制从生物质得到的油组合物。例如，精制过程可以包括裂化（例如，催化裂化、热裂化、蒸汽裂化和加氢裂化）以及异构化、改变或化学转化。
[0159] 在一个实施方案中，在提取油之前，遗传地修饰生物（例如，藻类）。例如，可以将编码酶的外源核酸导入藻类的叶绿体或细胞核中，所述酶的表达导致例如萜或脂肪酸的产量提高。所述萜可以是藻类内源的或藻类外源的。在一个实施方案中，遗传地修饰藻类，以上调在藻类中天然存在的萜的生产。在该实施例中，与未修饰的藻类相比，从所述藻类得到的油包含更大浓度的萜。该油然后可以在本文所述的催化裂化条件下裂解。在另一个实施方案中，遗传地修饰藻类，以上调天然不存在于藻类中的萜或脂肪酸的生产。例如，可以将编码修饰的酶（其通过类异戊二烯生物合成途径生成萜）的基因插入藻类的叶绿体或细胞核中。另外，可以遗传地修饰生物，以生成可用于生产燃料产品的烃。例如，可以遗传地修饰藻类，以生成与未修饰的藻类相比增加的量的倍半萜。遗传修饰生物来生成脂肪酸可以包括，将编码乙酰辅酶A酶的基因导入生物中。
[0160] 方法本文提供了改质油组合物以生成精制的或“改质的”油组合物的方法。
[0161] 本文提供了从源自生物质的油组合物中去除至少一个、两个或更多个、或基本上所有的杂原子（例如，氧、氮、磷、硫、和金属）的方法和系统。在有些实施方案中，可以在现有的精制基础设施（例如，用于加工源自矿物燃料的燃料）中，将得到的精制的或“改质的”油组合物转化成燃料。在有些实施方案中，从本文所述的方法或系统得到的改质的油组合物会满足美国试验与材料协会(American Society for Testing and Materials，ASTM)的燃料标准，例如，环境标准。
[0162] 在改质油组合物（例如，从油组合物中去除杂原子和/或金属和/或非金属）之前、过程中（例如同时地）或之后，可以使用本领域技术人员已知的其它方法。
[0163] 改质包括，例如，去除杂原子（例如S、N、O、和P），去除金属或非金属，通过加氢来饱和双键和/或芳族化合物，异构化碳主链以向主链导入支链，和/或重整以制备芳族化合物。
[0164] 改质还可以包括，例如，裂化（例如热裂化、催化裂化、脱氢、脱氢环化、和重馏分）、氢化（例如加氢裂化和加氢处理）、异构化、烷基化、和聚合（例如，描述在Speight, J. G. (1991). Refining Chemistry. In H. Heinemann (编), The Chemistry and Technology of Petroleum (第473-497页. New York: Marcel Dekker Press）。
[0165] 下述的金属和非金属是使用本文所述的方法和/或系统中的任一种可以从油组合物中去除的示例性的元素：硼(B)；钙(Ca)；铬(Cr)；铜(Cu)；铁(Fe)；铅(Pb)；锂(Li)；镁(Mg)；锰(Mn)；镍(Ni)；磷(P)；钾(K)；硅(Si)；钠(Na)；锶(Sr)；和锌(Zn)。
[0166] 诸如磷等添加剂可以促进采用在氧化铝、二氧化硅-氧化铝和二氧化硅载体上的金属（诸如Ni/Mo、Co/Mo、和Ni/W）的催化剂。这样的催化剂常规地用于精制工业中，用于加氢处理和加氢裂化。它们可以从催化剂供应商得到，诸如Axens（法国）、UOP（美国）、Albamarle（美国）、和Criterion（荷兰）。
[0167] 其它常规催化剂可以用于进一步改质油（例如藻油），所述油是HDM/HDS/HDN和/或HDO的产品。这些催化剂包括：催化裂化催化剂(FCC)诸如在二氧化硅-氧化铝基质中的Y-型沸石，由负载的贵金属（例如Pt和Pd）组成的异构化和加氢异构化催化剂，和石脑油重整催化剂诸如在氧化铝上负载的Pt。基础油润滑油采用包含不同沸石和载体（诸如氧化铝）的催化剂。贵金属也可以用于催化剂中。这些催化剂也可以从上面指出的供应商中的多个以及诸如Davison（美国）和Engelhard（美国）等公司得到。
[0168] 在下表中提供了HDM、HDS、HDN和/或HDO的示例性的条件。温度 约315至约480C（约600至约900F）
总压和/或氢分压约100至约3000psi
氢/油比 约100至约2000scf/Bbl（scf=标准立方英尺,Bbl=42伽）
空间速率 约1.5至约8（空间速率是按体积/小时计算的反应器填充速率与反应器容量之比）[0169] 在另一个实施方案中，用于“改质”或精制油组合物的方法包括：从油组合物中催化地去除例如氮，以生成精制的油组合物，其中所述起始油组合物包含大于约2.5% w/w的氮、大于约8% w/w的氧或大于约0.1% w/w的磷。在有些实施方案中，起始油组合物包含大于约0.5% w/w的氮或叶绿素/脱植基叶绿素和大于约5% w/w的氧。在有些实施方案中，油组合物中的氧含量可部分地归因于大量甘油三酯或脂肪酸。从生物质提取或衍生出的油组合物也可以具有显著量的磷（例如，来自磷脂）和其它金属或非金属。例如，油组合物可以包含大于约0.1% w/w的磷和大于约0.5%的氮。在有些实施方案中，所述油组合物包含大于0.5、大于1、大于1.5、大于2、大于2.5、大于3、大于3.5、大于4、大于4.5、或大于5% w/w的氮。在有些实施方案中，所述油组合物包含大于大于5、大于6、大于7、大于8、大于9、大于10、大于11、或大于12% w/w的氧。在有些实施方案中，所述油组合物包含大于0.1、大于0.2、大于0.5、1、或大于2% w/w的磷。如本文所述的，在有些实施方案中，所述油组合物具有不同于粗石油的组成。在一个实施方案中，所述油组合物具有不同于低硫原油的组成。
在有些实施方案中，所述源自生物质的油组合物具有不同于重油和/或页岩油的组成。
总压和/或氢分压约100至约3000psi
氢/油比 约100至约2000scf/Bbl（scf=标准立方英尺,Bbl=42伽）
空间速率 约1.5至约8（空间速率是按体积/小时计算的反应器填充速率与反应器容量之比）[0169] 在另一个实施方案中，用于“改质”或精制油组合物的方法包括：从油组合物中催化地去除例如氮，以生成精制的油组合物，其中所述起始油组合物包含大于约2.5% w/w的氮、大于约8% w/w的氧或大于约0.1% w/w的磷。在有些实施方案中，起始油组合物包含大于约0.5% w/w的氮或叶绿素/脱植基叶绿素和大于约5% w/w的氧。在有些实施方案中，油组合物中的氧含量可部分地归因于大量甘油三酯或脂肪酸。从生物质提取或衍生出的油组合物也可以具有显著量的磷（例如，来自磷脂）和其它金属或非金属。例如，油组合物可以包含大于约0.1% w/w的磷和大于约0.5%的氮。在有些实施方案中，所述油组合物包含大于0.5、大于1、大于1.5、大于2、大于2.5、大于3、大于3.5、大于4、大于4.5、或大于5% w/w的氮。在有些实施方案中，所述油组合物包含大于大于5、大于6、大于7、大于8、大于9、大于10、大于11、或大于12% w/w的氧。在有些实施方案中，所述油组合物包含大于0.1、大于0.2、大于0.5、1、或大于2% w/w的磷。如本文所述的，在有些实施方案中，所述油组合物具有不同于粗石油的组成。在一个实施方案中，所述油组合物具有不同于低硫原油的组成。
在有些实施方案中，所述源自生物质的油组合物具有不同于重油和/或页岩油的组成。
[0170] 在一个实施方案中，所述油组合物源自藻类。图1对比了一种示例性的藻油和来自矿物燃料的一种示例性的粗油的内容物。源自藻类的油组合物可以包含显著水平（例如，1%至大于40%）的多种其它油或脂组分，包括、但不限于叶绿素和/或脱植基叶绿素、类异戊二烯和类胡萝卜素、和磷脂。例如，如图1所示，藻油具有大于约0.5%直到4% w/w的氮含量。另外，藻油具有比粗油更高的氧含量（例如，10-12%，相对于小于0.1% w/w）。而且，藻油具有比粗油更高的磷含量（图1）。通过本文所述的方法和系统，可以去除这些示例性的杂原子。
[0171] 下面显示了从34种起始油组合物得到的藻油组合物的不同组分的示例性范围。藻油–起始油组合物
碳70.74-78.5%w/w
氢8.53-12.1%w/w
氮0.0528-4.8%w/w(0.676–61.44%w/w)
氧6.81-15.64%w/w
硫344–9000ppm(0.0344–0.9%w/w)
磷6-8300ppm(0.0006%-0.83%w/w)
碳70.74-78.5%w/w
氢8.53-12.1%w/w
氮0.0528-4.8%w/w(0.676–61.44%w/w)
氧6.81-15.64%w/w
硫344–9000ppm(0.0344–0.9%w/w)
磷6-8300ppm(0.0006%-0.83%w/w)
[0172] 在另一个实施方案中，用于“改质”或精制油组合物的方法包括：从油组合物中催化地去除杂原子，以生成精制的油组合物，其中所述起始油组合物包含大于约0.05% w/w的氮、大于约6% w/w的氧或大于约0.03% w/w的硫。
[0173] 在其它实施方案中，所述起始油组合物包含大于约0.05%至约5.0% w/w的氮、大于约6%至约16% w/w的氧或大于约0.03%至约1.0% w/w的硫。
[0174] 在其它实施方案中，所述起始油组合物包含大于约0.01%至约10.0% w/w的氮、大于约3%至约18% w/w的氧或大于约0.01%至约3.0% w/w的硫。
[0175] 在另一个实施方案中，用于“改质”或精制油组合物的方法包括：从油组合物中催化地去除杂原子，以生成精制的油组合物，其中所述起始油组合物包含大于约0.05% w/w的氮、大于约6% w/w的氧或大于约0.0005% w/w的磷。
[0176] 在其它实施方案中，所述起始油组合物包含下列4个范围中的至少1个：0%至5% w/w的磷浓度；0%至10% w/w的氮浓度；0%至5% w/w的硫浓度；或0%至20% w/w的氧浓度。
[0177] 在有些实施方案中，油组合物源自生物质，且含有比矿物燃料油组合物更大量的杂原子。例如，从生物质提取的油组合物经常含有具有杂原子的生物分子，诸如在矿物燃料组合物中不存在的叶绿素、脂肪酸、或磷脂。而且，源自矿物燃料或生物质的油组合物可以包含其它金属或非金属化合物。在另一个实施方案中，所述油组合物包含比页岩油更高百分比的氮(w/w)。
[0178] 在一个实施方案中，公开了用于从油组合物制备精制的油组合物的方法，所述方法包括：从油组合物中催化地去除(i) 金属或非金属、(ii) 氮和/或(iii) 氧，以生成精制的组合物。在一个实施例中，催化去除金属或非金属包括，将金属或非金属吸附到催化剂表面上。
[0179] 金属去除在有些实施方案中，本文所述的方法或系统包含串联的2或3个精制步骤。一个步骤
可以是加氢脱金属(HDM)，其中通过吸附到催化剂上，可以从油组合物（从生物质得到）中去除金属（例如，Mg和Na）和非金属（例如，P）。因为金属或非金属杂原子被吸附在催化剂上，HDM催化剂经常具有比其它反应催化剂更短的寿命。在有些实施方案中，可以如下优化催化剂的寿命和费用效益：通过选择具有高表面积和孔体积的催化剂/载体，并通过选择开孔结构以确保油组合物的最大可达性，以及最高的金属和非金属存储容量。另外，例如，用于加氢脱金属的催化剂可以具有高孔隙率，且能够隔离高水平的金属和非金属。在本文所述的方法和系统中的任一个中，都可以回收和重新使用催化剂。
可以是加氢脱金属(HDM)，其中通过吸附到催化剂上，可以从油组合物（从生物质得到）中去除金属（例如，Mg和Na）和非金属（例如，P）。因为金属或非金属杂原子被吸附在催化剂上，HDM催化剂经常具有比其它反应催化剂更短的寿命。在有些实施方案中，可以如下优化催化剂的寿命和费用效益：通过选择具有高表面积和孔体积的催化剂/载体，并通过选择开孔结构以确保油组合物的最大可达性，以及最高的金属和非金属存储容量。另外，例如，用于加氢脱金属的催化剂可以具有高孔隙率，且能够隔离高水平的金属和非金属。在本文所述的方法和系统中的任一个中，都可以回收和重新使用催化剂。
[0180] 催化剂可以包含，例如，载体诸如氧化铝（或铝硅酸盐或硅石），还可以包含2种或更多种金属化合物，诸如Co/Mo、Ni/Mo、和/或W/Mo。另外，载体可以是二氧化硅、二氧化硅-氧化铝、或氧化铝载体。催化剂的其它实例包括：用磷促进的在氧化铝上的Ni/Mo，在氧化铝上的Co/Mo，在氧化铝上的Ni/W。这些产品的示例性的生产商是Haldor Topsoe（丹麦）。载体（例如氧化铝）可以具有不同的孔结构。HDM催化剂可以具有，例如，比HDN或HDO催化剂更大的大孔和微孔。
[0181] 去除金属或非金属的步骤经常需要高温（例如，约300至约500℃）和高氢压（例如，大于约500 psi或大于约1000 psi）。在有些实施方案中，金属去除步骤可以在大于100、大于150、大于200、大于250、大于300、大于350、大于400、大于450、大于500、大于
750、或大于1000℃的温度下进行。在有些实施方案中，金属去除步骤可以在大于100、大于
300、大于500、大于750、大于1000、大于1500、或大于2000 psi的氢压力下进行。
750、或大于1000℃的温度下进行。在有些实施方案中，金属去除步骤可以在大于100、大于
300、大于500、大于750、大于1000、大于1500、或大于2000 psi的氢压力下进行。
[0182] 在传统的石油精制工艺中，当氢化重油时，高水平的金属会在进行加氢脱硫(HDS)时抑制催化活性。此外，重油中的重金属（诸如镍和钒）可以沉积在催化剂颗粒的表面上，导致催化剂活性降低。如果这发生，必须将催化剂更换为新的催化剂。HDS不仅可以去除硫，而且可以去除一些小量的金属杂原子（例如，如图4所述）。
[0183] 从油组合物中去除金属的其它方法可以与本文所述的方法或系统联合使用。去除金属的其它方法包括催化剂的再生。例如，Demet方法会从用过的催化剂中去除诸如镍和钒等金属。镍和钒被转化成氯化物，然后被洗出催化剂。另一种去除金属的示例性的方法是金属钝化，其中物质可以用作添加剂，其可以以金属-有机化合物的形式嵌入催化剂中或加入油组合物中。这样的物质可以与金属污染物反应，并通过形成有害程度更低的化合物（其保留在催化剂上），钝化污染物。例如，锑和铋可以有效地钝化镍，锡可以有效地钝化钒。
[0184] 氮去除氢解是使碳-碳或碳-杂原子单键被切割或经历加氢裂解的化学反应。杂原子可以变
化，但是实例包括氧、氮、或硫。一个有关的反应是氢化，其中将氢加到分子上，而不切割键。
通常，使用氢气催化地进行氢解。在石油精制厂中，大规模地进行原料的催化氢解，以从原料中去除硫，释放出气态硫化氢(H2S)。随后在胺处理器中回收硫化氢，最后转化成元素硫。
氢解可以伴有氢化。
化，但是实例包括氧、氮、或硫。一个有关的反应是氢化，其中将氢加到分子上，而不切割键。
通常，使用氢气催化地进行氢解。在石油精制厂中，大规模地进行原料的催化氢解，以从原料中去除硫，释放出气态硫化氢(H2S)。随后在胺处理器中回收硫化氢，最后转化成元素硫。
氢解可以伴有氢化。
[0185] 含氮化合物在油组合物中的存在，也可以影响产品稳定性。氢解反应可以用于降低石油流的氮含量；在该情况下，反应称作加氢脱氮(HDN)。在石油精制厂中用于使石脑油脱硫的许多HDS装置实际上同时地脱氮。通过产生氨或铵，HDN可以用作从油组合物中去除氮的方法。在有些实施方案中，氨产品可以作为生物质生长的营养物回收利用。
[0186] HDN经常需要高温（例如，约300至约500℃）和高氢压（例如，大于约500 psi或甚至大于约1000 psi）。在有些实施方案中，HDN可以在大于100、大于150、大于200、大于250、大于300、大于350、大于400、大于450、大于500、大于750、或大于1000℃的温度下进行。在有些实施方案中，HDN可以在大于100、大于300、大于500、大于750、大于1000、大于
1500、或大于2000 psi的氢压力下进行。
1500、或大于2000 psi的氢压力下进行。
[0187] 催化剂包含，例如，载体诸如氧化铝（或铝硅酸盐或硅石），还可以包含2种或更多种金属化合物，诸如Co/Mo、Ni/Mo、和/或W/Mo。另外，载体可以是二氧化硅、二氧化硅-氧化铝、或氧化铝载体。催化剂的其它实例包括：用磷促进的在氧化铝上的Ni/Mo，在氧化铝上的Co/Mo，在氧化铝上的Ni/W。这些产品的示例性的生产商是Haldor Topsoe（丹麦）。载体（例如氧化铝）可以具有不同的孔结构。HDM催化剂可以具有，例如，比HDN或HDO催化剂更大的大孔和微孔。
[0188] 氮在油组合物中的存在可以产生许多问题，因为氮可以干扰油组合物的精制、运输、和/或使用。由氮在油组合物中的存在引起的示例性的有害作用包括、但不限于：在氢化、重整、加氢裂化和催化裂化反应过程中催化剂寿命缩短，任意得到的产品的化学稳定性降低，和任意得到的产品的颜色稳定性降低。
[0189] 氮在油组合物中的存在引起的另一个问题是，不适合通过用于运输石油产品的管线来运输含氮的油，因为在管线中残留的含氮的油可能污染这样的石油产品。通常，在管线中运输的石油产品不含有显著量的氮。油组合物中相对高的氮含量可以污染管线，使它们对于运输这样的低含氮的石油产品是不希望的和不经济的。另外，油组合物中的高氮含量可以造成管线堵塞，这是由于含氮化合物的反应性导致的自聚合。另外，在有些实施方案中，由于含氮化合物的碱性，可能发生一些腐蚀，从而破坏管线。
[0190] 在有些实施方案中，可以将酶（例如，叶绿素酶）加入油组合物中，以破坏含氮的化合物或分子。可以使用的其它酶是，例如，RCC还原酶、脱螯合酶、或脱镁叶绿甲酯一酸氧化酶。已经从光合生物中纯化、克隆、和重组地表达了不同的叶绿素酶（例如，如美国专利号7,199,284所述），任何给出的叶绿素酶可以用于本文公开的系统或方法中。示例性的生物质降解酶描述在2008年5月30日提交的国际专利申请号PCT/US2008/006879中。其它的
多肽和/或肽（重组地生产的，或从天然来源生产或纯化的）可以具有与叶绿素酶类似的酯酶活性。这些多肽和/或肽可以包括催化抗体、酶、和酶的活性部位。具有类似活性的任意叶绿素酶、chlase、或叶绿素-脱植基叶绿素水解酶或多肽（例如，叶绿素-脱植基叶绿素水解酶1或chlase 1，或叶绿素-脱植基叶绿素水解酶2或chlase 2（分别例如，NCBI P59677-1和P59678）可以用于本文公开的方法或系统中。催化叶绿素或褐藻素酯键的水解以产生脱植基叶绿素和叶绿醇或脱镁叶绿甲酯一酸和叶绿醇的任意多肽（例如，酶或催化抗体）可以用于本文公开的方法或系统中。可以使用任意分离的、重组的、合成的、或嵌合的（例如合成多肽和重组多肽的组合）多肽（例如，酶或催化抗体），例如，叶绿素酶、chlase、或叶绿素-脱植基叶绿素水解酶、或具有类似活性的多肽可以用于本文公开的系统或方法中（例如，描述在Marchler-Bauer (2007) Nucleic Acids Res. 35:D237-40）。具有酯酶（例如，叶绿素酶）活性的多肽和/或肽可以用于本文公开的系统或方法中。
多肽和/或肽（重组地生产的，或从天然来源生产或纯化的）可以具有与叶绿素酶类似的酯酶活性。这些多肽和/或肽可以包括催化抗体、酶、和酶的活性部位。具有类似活性的任意叶绿素酶、chlase、或叶绿素-脱植基叶绿素水解酶或多肽（例如，叶绿素-脱植基叶绿素水解酶1或chlase 1，或叶绿素-脱植基叶绿素水解酶2或chlase 2（分别例如，NCBI P59677-1和P59678）可以用于本文公开的方法或系统中。催化叶绿素或褐藻素酯键的水解以产生脱植基叶绿素和叶绿醇或脱镁叶绿甲酯一酸和叶绿醇的任意多肽（例如，酶或催化抗体）可以用于本文公开的方法或系统中。可以使用任意分离的、重组的、合成的、或嵌合的（例如合成多肽和重组多肽的组合）多肽（例如，酶或催化抗体），例如，叶绿素酶、chlase、或叶绿素-脱植基叶绿素水解酶、或具有类似活性的多肽可以用于本文公开的系统或方法中（例如，描述在Marchler-Bauer (2007) Nucleic Acids Res. 35:D237-40）。具有酯酶（例如，叶绿素酶）活性的多肽和/或肽可以用于本文公开的系统或方法中。
[0191] 加氢脱氮可以用于从油组合物中去除氨形式的氮。已经开发了从油组合物中去除氮的其它方法，且可以与本文所述的方法或系统中的任一种相组合。这样的开发的方法是本领域技术人员已知的。
[0192] 在一个实施方案中，用于从油组合物制备燃料的方法包括：从油组合物中去除叶绿素或脱植基叶绿素，并从油组合物中催化地去除金属或非金属和/或氧，以生成精制的组合物。生物质可以从绿色植物得到，并因而含有叶绿素。通过使用溶剂，可以从油组合物中去除叶绿素。可以用于氮提取的溶剂和酸的非限制性实例包括：水、有机酸、或无机酸（例如，醋酸、甲酸、柠檬酸、磷酸、琥珀酸、硝酸、硫酸）、丙酮、醇、甘油、己烷、庚烷、甲基戊烷、甲苯、或甲基异丁基酮、或它们的任意混合物或盐溶液。本文所述的方法和系统可以去除氮和与叶绿素结合的其它杂原子。
[0193] 氧去除通过本文所述的方法或系统，也可以去除氧。去除氧的一种示例性的方法是加氢脱氧
(HDO)，其通过与氢的催化反应来去除氧。得到的产品可以是H2O、CO、和/或CO2的混合物。
该反应可以用例如常规的固定床双金属加氢处理催化剂来进行，所述催化剂诸如硫化的镍-钼(NiMo)或钴-钼(CoMo)，它们常用于精制厂中。在HDO反应中，氧作为水被去除，烯烃双键被氢化，且硫和氮化合物可以被去除。示例性的催化剂可以含有周期表的VIII族和/或VIA族的金属。HDO催化剂可以是“负载的”Pd、Pt、Ru、Rh、Ni、NiMo或CoMo催化剂，例如，载体是活性炭、氧化铝和/或二氧化硅。
(HDO)，其通过与氢的催化反应来去除氧。得到的产品可以是H2O、CO、和/或CO2的混合物。
该反应可以用例如常规的固定床双金属加氢处理催化剂来进行，所述催化剂诸如硫化的镍-钼(NiMo)或钴-钼(CoMo)，它们常用于精制厂中。在HDO反应中，氧作为水被去除，烯烃双键被氢化，且硫和氮化合物可以被去除。示例性的催化剂可以含有周期表的VIII族和/或VIA族的金属。HDO催化剂可以是“负载的”Pd、Pt、Ru、Rh、Ni、NiMo或CoMo催化剂，例如，载体是活性炭、氧化铝和/或二氧化硅。
[0194] 在有些实施方案中，通过加氢脱氮或加氢脱氧，可以使存在的任意硫作为H2S而去除，然后可以收集在气涤器中。
[0195] HDO经常需要高温（例如，约300至约500℃）和高氢压（例如，大于约500 psi或甚至大于约1000 psi）。在有些实施方案中，HDO可以在大于100、大于150、大于200、大于250、大于300、大于350、大于400、大于450、大于500、大于750、或大于1000℃的温度下进行。在有些实施方案中，HDO可以在大于100、大于300、大于500、大于750、大于1000、大于
1500、或大于2000 psi的氢压力进行。
1500、或大于2000 psi的氢压力进行。
[0196] 从油组合物中去除氧的其它方法包括，用于从化学组合物中去除氧的方法。去除氧的示例性的方法包括、但不限于：Barton-McCombie脱氧和Wolff-Kishner还原。
[0197] 催化重整通过例如催化重整，可以进一步处理改质的油组合物。与任意一种或多种本文公开的
其它方法相组合地，可以在油组合物上进行催化重整。催化重整是用于将石油精制石脑油（通常具有低辛烷值）转化成称作重整产品的高辛烷液体产品的化学过程，所述重整产品是高辛烷汽油（也称作汽油）的组分。基本上，该过程重排或重构石脑油原料中的烃分子，以及将一些分子分解成更小的分子。总效果是，重整产品含有具有更复杂的分子形状的烃，具有比石脑油原料中的烃更高的辛烷值。在这样做时，该过程使氢原子与烃分子分离，并产生非常显著量的副产品氢气，用于在现代石油精制厂所涉及的许多其它过程中。其它副产品是小量的甲烷、乙烷、丙烷和丁烷。
其它方法相组合地，可以在油组合物上进行催化重整。催化重整是用于将石油精制石脑油（通常具有低辛烷值）转化成称作重整产品的高辛烷液体产品的化学过程，所述重整产品是高辛烷汽油（也称作汽油）的组分。基本上，该过程重排或重构石脑油原料中的烃分子，以及将一些分子分解成更小的分子。总效果是，重整产品含有具有更复杂的分子形状的烃，具有比石脑油原料中的烃更高的辛烷值。在这样做时，该过程使氢原子与烃分子分离，并产生非常显著量的副产品氢气，用于在现代石油精制厂所涉及的许多其它过程中。其它副产品是小量的甲烷、乙烷、丙烷和丁烷。
[0198] 已经开发了不同的催化剂重整方法，它们都使用铂和/或铼催化剂。例如，铼重整(Rheniforming)：由Chevron Oil Company开发；动力重整: 由Esso Oil Company（现在称作ExxonMobil）开发；镁重整(Magnaforming)：由Englehard Catalyst Company和Atlantic Richfield Oil Company开发；超重整：由Standard Oil of Indiana（现在是British Petroleum Company的一部分）开发；胡得利重整(Houdriforming)：由Houdry Process Corporation开发；CCR铂重整(Platforming)：铂重整形式，为连续催化剂再生而设计，由UOP开发；和Octanizing: 由Axens（Institut francais du petrole (IFP)的一个子公司）开发的催化重整形式，为连续催化剂再生而设计。
[0199] 在催化重整过程中发生许多化学反应，它们都在催化剂存在下和高氢分压下发生。根据使用的催化重整的类型或形式以及希望的反应程度，反应条件为：温度范围是约495至525 ℃，压力范围是约5至45个大气压（OSHA技术手册，第IV部分，第2章，Petroleum Refining Process）。
[0200] 常用的催化重整催化剂含有贵金属诸如铂和/或铼，它们非常易于被硫和氮化合物中毒。因此，总是在加氢脱硫装置中预处理供给催化重整器的石脑油原料，该装置去除硫和氮化合物。4个主要的催化重整反应描述在：例如，Gary, J.H.和Handwerk, G.E. (1984年) Petroleum Refining Technology and Economics (第2版) Marcel Dekker, Inc. ISBN 0-8247-7150-8。
[0201] 4个主要的催化重整反应是：1: 环烷的脱氢，以将它们转化成芳族化合物，如在下示的甲基环己烷（一种环烷）向甲苯（一种芳族化合物）的转化中所例证的：
2: 正链烷烃异构化成异链烷烃，如在下示的正辛烷向2,5-二甲基己烷（一种异链烷
烃）的转化中所例证的：
3: 链烷烃脱氢和芳构化成芳族化合物（通常称作脱氢环化），如在下示的正庚烷向甲苯的转化中所例证的：
4: 链烷烃加氢裂化成更小的分子，如在下示的正庚烷裂化成异戊烷和乙烷所例证
的：
链烷烃的加氢裂化是上述4个主要的重整反应中唯一一个消耗氢的反应。正链烷烃
的异构化不消耗或产生氢。但是，环烷的脱氢和链烷烃的脱氢环化都产生氢。在石油石脑油的催化重整中，氢的总净产量范围是约50至200立方米氢气（在0 ℃和1个大气压下）/立方米液体石脑油原料。按照美国惯用单位，这相当于300至1200立方英尺的氢气（在60 °F和1个大气压下）/桶液体石脑油原料（例如，如在美国专利号5,011,805中所述）。在许多石油精制厂中，在催化重整中产生的净氢会供应在精制厂的其它地方（例如，在加氢脱硫过程中）使用的氢的主要部分。为了氢解在催化剂上形成的任何聚合物，氢也是必需的。
2: 正链烷烃异构化成异链烷烃，如在下示的正辛烷向2,5-二甲基己烷（一种异链烷
烃）的转化中所例证的：
3: 链烷烃脱氢和芳构化成芳族化合物（通常称作脱氢环化），如在下示的正庚烷向甲苯的转化中所例证的：
4: 链烷烃加氢裂化成更小的分子，如在下示的正庚烷裂化成异戊烷和乙烷所例证
的：
链烷烃的加氢裂化是上述4个主要的重整反应中唯一一个消耗氢的反应。正链烷烃
的异构化不消耗或产生氢。但是，环烷的脱氢和链烷烃的脱氢环化都产生氢。在石油石脑油的催化重整中，氢的总净产量范围是约50至200立方米氢气（在0 ℃和1个大气压下）/立方米液体石脑油原料。按照美国惯用单位，这相当于300至1200立方英尺的氢气（在60 °F和1个大气压下）/桶液体石脑油原料（例如，如在美国专利号5,011,805中所述）。在许多石油精制厂中，在催化重整中产生的净氢会供应在精制厂的其它地方（例如，在加氢脱硫过程中）使用的氢的主要部分。为了氢解在催化剂上形成的任何聚合物，氢也是必需的。
[0202] 最常用的催化重整装置类型具有3个反应器，各个反应器具有催化剂的固定床，且所有催化剂在常规催化剂再生停止期间在原位再生，这大约每6至24个月发生1次。这样的装置被称作半再生的催化重整器(SRR)。
[0203] 有些催化重整装置具有一个额外的备用的或悬吊的反应器，且每个反应器可以单独分离，使得任何一个反应器可以在原位经历再生，同时其它反应器在运行中。当该反应器再生后，它替换另一个反应器，后者又被分离，使它然后可以再生。这样的装置称作循环催化重整器。循环催化重整器用于延长要求的停止之间的时间段。
[0204] 一类催化重整器称作连续的催化剂再生重整器(CCR)。这样的装置的特征在于，在专门的再生器中连续原位再生一部分催化剂，并将再生的催化剂连续加入运行的反应器中。CCR的2个示例形式是UOP的CCR铂重整装置过程（UOP LLC, Des Plaines IL, 美国）和Axen的Octanizing过程（Axens IFP Group Technologies, Rueil-Malmaison, 法国）。许多更早的催化重整装置是不可再生的，因为它们不进行原位催化剂再生。相反，当需要时，用新的催化剂替换老化的催化剂，并将老化的催化剂运输到催化剂生产厂，以进行再生，或回收老化的催化剂的铂内容物。
[0205] 下面的工艺流程图描述了一个典型的半再生的催化重整装置。
[0206] 将液体进料（在简图的左下）泵至反应压力（5至45个大气压），并与富含氢的回收利用气体流汇合。通过流经热交换器，预加热得到的液体-气体混合物。然后完全汽化预热的进料混合物，并加热至反应温度（495至520 ℃），然后汽化的反应物进入第一个反应器中。随着汽化的反应物流过反应器中的催化剂固定床，主要反应是环烷脱氢为芳族化合物（如本文前面所述），这是高度吸热的，并导致反应器的入口和出口之间的温度的大的降低。为了维持需要的反应温度和反应速率，在第二个明火加热炉中重新加热汽化流，然后它流过第二个反应器。温度再次在第二个反应器中降低，且汽化流必须再次在第三个明火加热炉中重新加热，然后流过第三个反应器。随着汽化流穿过3个反应器，反应速率降低，反应器因此变得更大。同时，反应器之间需要的重新加热的量变得更小。通常，提供希望的催化重整装置的性能，需要3个反应器足够。
[0207] 有些设备使用3个单独的示意图中所示的明火加热炉，有些设备使用具有3个单独的加热盘管的单个明火加热炉。如下部分地冷却来自第三个反应器的热反应产品：流过热交换器（向第一个反应器的进料在这里被预热），然后流过水-冷却的热交换器，再流过压力控制器(PC)进入气体分离器。
[0208] 来自气体分离器罐的大部分富含氢的气体返回回收利用氢气压缩机的吸入口(suction)，来自重整反应的富含氢的气体的净产量被输送用于消耗氢的其它精制过程（诸如加氢脱硫装置和/或氢化裂解器装置）。
[0209] 来自气体分离器罐的液体进入分馏柱，后者经常称作稳定塔。来自稳定塔顶部的废气产品含有由加氢裂化反应生成的副产品甲烷、乙烷、丙烷和丁烷气体，如在上面关于催化重整器的反应化学的讨论中所解释的，它还可能含有一些小量的氢。该废气被引入精制厂的中央气体处理车间，用于去除和回收丙烷和丁烷。这样处理以后残余的气体变成精制厂的燃料气体系统的一部分。
[0210] 来自稳定塔的底部产品是高辛烷液体重整产品，其将变成精制厂的产品汽油的组分。
[0211] 许多催化重整催化剂含有在二氧化硅或二氧化硅-氧化铝载体基质上的铂或铼，且有些含有铂和铼二者。可以在使用之前，氯化（氯化处理）新的催化剂。
[0212] 认为贵金属（铂和铼）是脱氢反应的催化部位，氯化处理过的氧化铝会提供异构化、环化和加氢裂化反应所需的酸部位（例如，如在Gary, J.H.和Handwerk, G.E. (1984年) Petroleum Refining Technology and Economics (第2版). Marcel Dekker, Inc. ISBN 0-8247-7150-8中所述）。
[0213] 在焦炭沉积和氯化物损失进行过程中，在半再生的催化重整器中的催化剂的活性（即，有效性）随时间降低。通过焦炭的原位高温氧化、继之以氯化，可以定期再生或恢复催化剂的活性。如本文前面所述，每6-24个月，再生半再生的催化重整器约1次。
[0214] 通常，在它必须返回生产商以回收贵重的铂和/或铼内容物之前，可以再生催化剂可能3或4次（例如，如在Gary, J.H.和Handwerk, G.E. (1984年) Petroleum Refining Technology and Economics (第2版). Marcel Dekker, Inc. ISBN 0-8247-7150-8中所述）。
[0215] 系统图2和3显示了可以从生物质或油组合物得到产品的示例性过程。图4显示了在本文
所述的方法和/或系统中可以发生的不同反应的示例性构型。油组合物可以经历HDM反应、HDS反应、HDN反应、或HDO反应中的任一个或任意组合。反应可以重叠，和/或可以连续发生，和/或可以同时发生。例如，HDM反应可以在HDS、HDN、和HDO反应之前发生。另一个实例是，HDM反应首先发生，然后HDS和HDN反应同时发生，然后发生HDO反应。另外，所有
4个反应可以同时发生。可以控制反应速率，例如，通过压力和温度。本领域技术人员能够调整3个参数，以得到希望的反应和产品。绿色产品可以是，例如，轻烃、石脑油（汽油）、馏出物（煤精、柴油）、气油、残余物、绿色馏出物、绿色燃料产品、和/或本文所述产品中的任一种。
所述的方法和/或系统中可以发生的不同反应的示例性构型。油组合物可以经历HDM反应、HDS反应、HDN反应、或HDO反应中的任一个或任意组合。反应可以重叠，和/或可以连续发生，和/或可以同时发生。例如，HDM反应可以在HDS、HDN、和HDO反应之前发生。另一个实例是，HDM反应首先发生，然后HDS和HDN反应同时发生，然后发生HDO反应。另外，所有
4个反应可以同时发生。可以控制反应速率，例如，通过压力和温度。本领域技术人员能够调整3个参数，以得到希望的反应和产品。绿色产品可以是，例如，轻烃、石脑油（汽油）、馏出物（煤精、柴油）、气油、残余物、绿色馏出物、绿色燃料产品、和/或本文所述产品中的任一种。
[0216] 每个反应器包含至少一种催化剂。一个反应器可以包含2种或更多种催化剂。
[0217] 在有些实施方案中，本文所述的系统可以含有放在例如固定床反应器和/或流化床反应器中的催化剂。可以将要处理的油组合物导入反应器，并在希望的氢分压下在高温和压力下处理，以去除金属、氧、和/或氮。可以将催化剂放入单个反应器或多个连续连接的反应器中。在有些实施方案中，可以将一种或多种其它的氢化/氢解催化剂填充进单个反应器中。另外，在油组合物中含有的有机金属化合物和其它金属组分经常以例如金属硫化物的形式沉积在催化剂上。在有些实施方案中，在去除氮或氧之前，使用本文所述的方法，去除金属或非金属。
[0218] 在一个实施方案中，描述了用于制备精制用油组合物的系统，该系统包含：去除金属的反应器，其包含配置成从油组合物中去除金属或非金属原子的去除金属的催化剂；和去除非金属的反应器，其包含配置成从油组合物中去除氮或氧中的至少一种的去除非金属的催化剂，其中所述去除非金属的反应器与去除金属的反应器流体连通。去除金属的催化剂可以是，例如，可以吸附金属或非金属的催化剂。去除非金属的催化剂可以是，例如，破坏含有杂原子（诸如氮、氧、或硫原子）的分子的键的催化剂。
[0219] 在一个示例性的系统中，系统可以包含2个平行的催化剂床（例如，一个活性在线，另一个装填新的催化剂），它们可以根据催化剂的活性转换或交替。在另一个示例性的系统中，系统可以包含3个床，其中一个在精制系统线内且是活性的，第二个正在装填新的催化剂，第三个正在排空和再填。如本领域技术人员显而易见的，可以针对油组合物中不同的金属和非金属水平和/或油组合物流过系统的速率，改进本文的系统或方法。
[0220] 一个系统可以另外包含与第二去除金属的反应器并联的第一去除金属的反应器，其中所述第一去除金属的反应器可与第二去除金属的反应器互换。例如，一个系统可以包含多个串联的反应器，各自包含去除金属的反应器。使用包含2个或更多个去除金属的反应器的系统，在2个反应器之一中的催化剂可以工作，同时其它反应器保持在线。例如，可以去除和替换催化剂，而不减慢系统整体的运行。2个或更多个去除金属的反应器可以提高系统的成本效益。
[0221] 在有些实施方案中，系统另外包含：第三去除金属的反应器，其与所述第二去除金属的反应器和所述第一去除金属的反应器平行且可互换，其中当所述去除金属的反应器之一在运行中时，另一个去除金属的反应器处于预备中，并包含未使用的去除金属的催化剂，且最后一个去除金属的反应器正在排空和/或重填未使用的去除金属的催化剂。
[0222] 在有些实施方案中，所述去除金属的催化剂具有开孔结构，以确保油组合物的最大可达性和最高的金属和非金属存储容量。去除金属的催化剂包含，例如，氧化铝、铝硅酸盐、和/或铝硅酸的载体，和Co/Mo、Ni/Mo、和/或W/Mo。对于本文所述的油组合物，去除金属（例如，加氢脱金属）的催化剂的示例性载体包括、但不限于：氧化铝、二氧化硅、二氧化硅-氧化铝、氧化钛、氧化镁和二氧化硅-氧化镁。加氢脱金属可以在固定床系统中进行。本文的系统的反应器可以是单级或多级反应器。
[0223] 在从油组合物去除杂原子的过程中，通常，可以基于催化剂在一个连续工作周期中在填充床中有效地起作用的条件，确定要在反应器中装填的催化剂的类型（例如，活性金属种类和负载的金属的量）和装填的催化剂的量。
[0224] 在有些实施方案中，系统另外包含第二去除非金属的反应器，其配置成从油组合物中去除氮或氧中的至少一种，其中所述第二去除非金属的反应器与第一去除非金属的反应器流体连通。
[0225] 去除非金属的催化剂可以包含，例如，氧化铝、铝硅酸盐、和/或铝硅酸的载体，和Co/Mo、Ni/Mo、和/或W/Mo。
[0226] 催化剂组合物可以是，例如，氢化催化剂，其包含负载在载体上的用于氢化的活性组分。催化剂组合物也可以是，例如，由负载在多孔耐熔的氧化物载体上的周期表的VIb族和/或VIII族金属组成的氢化催化剂。多孔耐熔的氧化物的实例包括氧化铝、二氧化硅、氧化镁、二氧化硅-氧化镁、氧化锆、二氧化硅-氧化锆、氧化钛和二氧化硅-氧化钛。在有些实施方案中，使用氧化铝或二氧化硅-氧化铝。
[0227] 任意常规的用于氢化的催化活性成分可以用作要负载在多孔耐熔的氧化物上的氢化催化剂的活性金属。例如，可以使用选自下述的至少一个成员：周期表VIb族的金属（例如，铬、钼、和钨）或这些金属的化合物，和/或周期表VIII族的金属（例如，铁、钴、镍、铂）或这些金属的化合物。
[0228] 通过常规方法，可以制备本文所述的催化剂。可以如下制备氧化铝载体：通过用碱（诸如氨）中和酸性铝盐（诸如硫酸铝或硝酸铝），或用酸性铝盐或酸中和铝酸盐（诸如铝酸钠），洗涤得到的凝胶，并进行常规处理，诸如加热、老化、模塑、干燥和煅烧。
[0229] 尽管催化剂可以随机地填充在氢化装置中，大的圆柱催化剂可以例如以它的端面朝向反应液流动的方向而对准。
[0230] 在有些实施方案中，系统与油管线流体连通。在有些实施方案中，系统可以另外包含与油管线流体连通的蒸馏装置，其中所述蒸馏装置配置成从油组合物中去除C4烃或更小的烃。
[0231] 在有些实施例中，去除的精制的组合物中的轻烃（例如，源自甘油三酯（乙二醇）的丙烷）可以是单独的产品。在有些实施方案中，所述轻烃可以用作燃料，用于加热或处理本文所述的系统或方法。示例性的轻烃包括、但不限于：甲烷、乙烷、丙烷、和丁烷。
[0232] 炼油在有些实施方案中，精制的或“改质的”组合物可以与基于石油的燃料的低硫原油流类似（例如，具有低硫含量和相同的烃组分）。当以商业规模生产时，可能在经济上希望通过货车、铁路或船以外的管线来运输精制的组合物。精制的组合物可以通过例如管线来运输，并使用当前的标准精制技术或将来的精制技术进一步处理，以制备燃料和化学制品。
[0233] 通过管线和通过传统运输（诸如货车），运输粗石油。如本文所述的，有些生物燃料因为含有太高浓度的杂原子而不能在传统的粗石油管线中运输。本文所述的方法或系统可以用于改质，例如，从由源自生物质的/从生物质提取的油组合物中去除杂原子，从而允许燃料在管线中运输。管线可以是为生物燃料或传统的石油粗油管线设计的管线。
[0234] 在有些实施方案中，本文所述的方法可以另外包括：精炼精制的或“改质的”组合物，例如，催化裂解精制的组合物。
[0235] 可以选择用于精制油组合物或改质的油组合物的方法，以优化在得到的燃料产品中希望的烃混合物的类型、形状、和大小。在燃料工业中的典型的精制过程包括、但不限于：蒸馏、分馏、提取、溶剂提取、加氢处理、异构化、二聚化、烷基化、和裂化。裂化过程通常表示将烃分解成更小的烃的过程，例如，通过切断碳-碳键。通过断裂复杂的有机分子中的碳-碳键的一部分，可以将复杂的有机分子（诸如类异戊二烯或重烃）裂解成更简单的分子（例如，轻烃）。通常，使用高温、催化剂、或其组合，进行裂化。裂化方法的实例包括、但不限于：热裂化、流体催化裂化、塞摩福流动床催化裂化、催化裂化、蒸汽裂化、和加氢裂化。
[0236] 在有些实施方案中，从油组合物中去除杂原子的系统可以是燃料精制系统的一部分。在其它实施方案中，去除杂原子的系统不是燃料精制系统的一部分。在另一个实施方案中，从油组合物中去除杂原子的系统与油组合物连通，或将油组合物递送给精炼厂或其它燃料精制系统。
[0237] 催化裂化过程可以包含，在有催化剂（例如，酸催化剂诸如二氧化硅-氧化铝催化剂或沸石）存在下，裂解有机分子。催化剂会促进键的异裂的（不对称的）断裂，产生相反电荷的离子对，例如，碳正离子和非常不稳定的氢化物阴离子。定位在碳上的自由基和阳离子是高度不稳定的，且可以经历链重排过程，例如在β位的C-C断裂，和/或分子内或分子间氢转移或氢化物转移。在这些过程中，对应的反应性的中间体（例如，基团和离子）被永久地再生，因而反应可以通过自扩增链机理而进行。反应链然后可以最终以基团或离子重组来终止。
[0238] 在有些实施方案中，本文公开的方法可以另外包含催化裂化过程。例如，源自生物质的油组合物可以已经完全或部分去除金属、磷、硫、氮、和/或氧原子，然后被催化裂解。
[0239] 在有些实施方案中，所述油组合物包含可以裂解成燃料组分的萜。萜是由多种生物（例如，光合生物）生成的大的且不同类别的烃。术语萜可以用于描述类萜或类异戊二烯。萜是许多类型的植物和花的芳香油的主要组分。芳香油被广泛地用作用于食物的天然香料添加剂，作为香水以及传统医学和替代医学（诸如芳香疗法）中的香味剂。天然萜的合成变化和衍生物也极大地扩展了用于香水中的芳香剂和在食品添加剂中使用的矫味剂的种类。
表1和图5显示了在油组合物中可以发现的示例性的萜。在油组合物中也可以发现在表1和图5中显示的化合物的异构体。
表1和图5显示了在油组合物中可以发现的示例性的萜。在油组合物中也可以发现在表1和图5中显示的化合物的异构体。
[0240] 表1。
[0241] 烃生产通过用导致目标产品生产的多核苷酸转化生物，可以得到本文所述产品中的任一种。
有些产品由生物天然地生成，且通过用导致产品生产增加或改变的多核苷酸转化生物，可以操纵它们的生产。
有些产品由生物天然地生成，且通过用导致产品生产增加或改变的多核苷酸转化生物，可以操纵它们的生产。
[0242] 宿主细胞或宿主生物从宿主细胞或宿主生物，可以得到可用于本文所述的方法和系统中的生物质。
[0243] 宿主细胞可以含有编码本公开内容的多肽的多核苷酸。在有些实施方案中，宿主细胞是多细胞生物的一部分。在其它实施方案中，宿主细胞作为单细胞生物进行培养。
[0244] 宿主生物可以包括任意合适的宿主，例如，微生物。可用于本文所述方法中的微生物包括，例如，光合细菌（例如，蓝细菌）、非光合细菌（例如，大肠杆菌）、酵母（例如，酿酒酵母）、和藻类（例如，微藻诸如莱氏衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)）。
[0245] 可以用目标多核苷酸转化的宿主生物的实例包括维管的和非维管的生物。生物可以是原核的或真核的。生物可以是单细胞的或多细胞的。宿主生物是包含宿主细胞的生物。在其它实施方案中，所述宿主生物是光合生物。光合生物是天然地进行光合（例如，藻类）或被遗传地工程化或以其它方式修饰成进行光合的生物。在有些实例中，可以用本公开内容的使全部或一部分光合器官不工作的构建体或载体转化光合生物。
[0246] 作为实例，可以遗传地工程化非维管光合微藻物种（例如，莱氏衣藻、Nannochloropsis oceania、N. salina、杜氏盐藻、雨生红球藻、二形栅藻、绿色杜氏藻、和D. tertiolecta），以生产萜或类萜。通过工程化微藻来在藻类叶绿体或细胞核中表达蛋白或酶，可以在这些微藻中生产萜或类萜。
[0247] 宿主细胞可以是原核细胞。本公开内容的一些原核生物的实例包括、但不限于：蓝细菌（例如，聚球藻属、集胞藻属、节螺藻属）。合适的原核细胞包括、但不限于下述多种实验室株中的任一种：大肠杆菌、乳杆菌属、沙门菌属、和志贺菌属（例如，如在Carrier等人 (1992) J. Immunol. 148:1176-1181；美国专利号6,447,784；和Sizemore等
人 (1995) Science 270:299-302中所述）。可以在本公开内容中采用的沙门菌属菌株的实例包括、但不限于：伤寒沙门菌和鼠伤寒沙门菌。合适的志贺菌属菌株包括、但不限于：弗氏志贺菌(Shigella flexneri)、宋氏志贺菌(Shigella sonnei)、和痢疾志贺菌(Shigella disenteriae)。通常，实验室株是不致病的菌株。其它合适的细菌的非限制性实例包括、但不限于：恶臭假单胞菌(Pseudomonas pudita)、铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)、Pseudomonas mevalonii、球形红杆菌(Rhodobacter sphaeroides)、荚膜红杆菌(Rhodobacter capsulatus)、红红螺菌(Rhodospirillum rubrum)、和红球菌属(Rhodococcus sp.)。
人 (1995) Science 270:299-302中所述）。可以在本公开内容中采用的沙门菌属菌株的实例包括、但不限于：伤寒沙门菌和鼠伤寒沙门菌。合适的志贺菌属菌株包括、但不限于：弗氏志贺菌(Shigella flexneri)、宋氏志贺菌(Shigella sonnei)、和痢疾志贺菌(Shigella disenteriae)。通常，实验室株是不致病的菌株。其它合适的细菌的非限制性实例包括、但不限于：恶臭假单胞菌(Pseudomonas pudita)、铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)、Pseudomonas mevalonii、球形红杆菌(Rhodobacter sphaeroides)、荚膜红杆菌(Rhodobacter capsulatus)、红红螺菌(Rhodospirillum rubrum)、和红球菌属(Rhodococcus sp.)。
[0248] 在有些实施方案中，所述宿主生物是真核生物（例如绿藻、红藻、褐藻）。合适的真核宿主细胞包括、但不限于：酵母细胞、昆虫细胞、植物细胞、真菌细胞、和藻细胞。合适的真核宿主细胞包括、但不限于：巴氏毕赤酵母、芬兰毕赤酵母(Pichia finlandica)、喜海藻糖毕赤酵母(Pichia trehalophila)、Pichia koclamae、膜醭毕赤酵母(Pichia membranaefaciens)、Pichia opuntiae、Pichia thermotolerans、柳毕赤酵母(Pichia salictaria)、Pichia guercuum、皮杰普氏毕赤酵母(Pichia pijperi)、具柄毕赤酵母(Pichia stiptis)、甲醇毕赤酵母(Pichia methanolica)、毕赤酵母属(Pichia sp.)、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、酵母属(Saccharomyces sp.)、多形汉逊酵母(Hansenula polymorpha)、克鲁维酵母属(Kluyveromyces sp.)、乳酸克鲁维酵母
(Kluyveromyces lactis)、白色念珠菌(Candida albicans)、构巢曲霉(Aspergillus nidulans)、黑曲霉(Aspergillus niger)、米曲霉(Aspergillus oryzae)、里氏木霉
(Trichoderma reesei)、Chrysosporium lucknowense、镰孢菌属(Fusarium sp.)、禾赤镰孢(Fusarium gramineum)、镰孢霉(Fusarium venenatum)、粗糙链孢霉（Neurospora crassa）、和莱氏衣藻。在其它实施方案中，所述宿主细胞是微藻（例如，莱氏衣藻、杜氏盐藻、雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)、Nannochloropsis oceania、N. salina、二形栅藻(Scenedesmus dimorphus)、小球藻属、绿色杜氏藻或D. tertiolecta）。
(Kluyveromyces lactis)、白色念珠菌(Candida albicans)、构巢曲霉(Aspergillus nidulans)、黑曲霉(Aspergillus niger)、米曲霉(Aspergillus oryzae)、里氏木霉
(Trichoderma reesei)、Chrysosporium lucknowense、镰孢菌属(Fusarium sp.)、禾赤镰孢(Fusarium gramineum)、镰孢霉(Fusarium venenatum)、粗糙链孢霉（Neurospora crassa）、和莱氏衣藻。在其它实施方案中，所述宿主细胞是微藻（例如，莱氏衣藻、杜氏盐藻、雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)、Nannochloropsis oceania、N. salina、二形栅藻(Scenedesmus dimorphus)、小球藻属、绿色杜氏藻或D. tertiolecta）。
[0249] 在有些实例中，宿主生物是维管的且光合的生物。维管植物的实例包括、但不限于：被子植物、裸子植物、莱尼蕨类(rhyniophytes)、或其它维管植物。维管植物的其它实例来自lemna属（例如浮萍）。
[0250] 在有些实例中，宿主生物是非维管的且光合的生物。本文使用的术语“非维管的光合生物”表示任意宏观的或微观的生物，包括，但不限于、藻类、蓝细菌和光合细菌，其不具有诸如在维管植物中发现的维管系统。非维管光合生物的实例包括苔藓植物，诸如marchantiophytes或anthocerotophytes。在有些实例中，所述生物是蓝细菌。在有些实例中，所述生物是藻类（例如，巨藻或微藻）。藻类可以是单细胞的或多细胞的藻类。例如，可以用编码一种或多种目标蛋白（例如，类异戊二烯合酶）的载体或其线性化的部分转化微藻莱氏衣藻。
[0251] 用于藻类转化的方法描述在美国临时专利申请号60/142,091中。使用藻类，例如微藻莱氏衣藻，可以进行本公开内容的方法。根据本公开内容的方法使用微藻来表达多肽或蛋白复合物，会提供下述优点，即可以培养大微藻群体，包括在商业上(Cyanotech Corp.；Kailua-Kona HI)，从而允许生产和在需要时分离大量目标产品。
[0252] 本公开内容的载体可以能够稳定地或暂时地转化多种光合生物，包括，但不限于：光合细菌（包括蓝细菌）、蓝藻门、原绿藻门、红藻门、绿藻门、不等鞭毛门(heterokontophyta)、tribophyta、灰色藻门(glaucophyta)、chlorarachniophytes、裸藻门、眼虫藻(euglenoids)、定鞭藻门(haptophyta)、金藻门、隐藻门、隐藻(cryptomonads)、甲藻门(dinophyta)、腰鞭毛目、pyrmnesiophyta、硅藻门、黄藻门、eustigmatophyta、脊刺藻门(raphidophyta)、褐藻门、和浮游植物。本公开内容的其它载体能够稳定地或暂时地转化例如莱氏衣藻、N. oceania、N. salina、杜氏盐藻、雨生红球藻、二形栅藻、绿色杜氏藻、或D. tertiolecta。
[0253] 适当宿主的实例包括、但不限于：细菌细胞，诸如大肠杆菌、链霉菌属、鼠伤寒沙门菌；真菌细胞，诸如酵母；昆虫细胞，诸如果蝇S2和斜纹夜蛾Sf9；动物细胞，诸如CHO、COS或弓体黑素瘤；腺病毒；和植物细胞。认为适当宿主的选择是在本领域技术人员的范围内。
[0254] 将如本文所述选择和分离的多核苷酸导入合适的宿主细胞中。合适的宿主细胞是能够促进重组和/或还原重配(reductive reassortment)的任意细胞。选择的多核苷酸可以在例如包含适当的控制序列的载体中。宿主细胞可以是，例如，高等真核细胞（诸如哺乳动物细胞）或低等真核细胞（诸如酵母细胞），或宿主细胞可以是原核细胞，诸如细菌细胞。通过例如磷酸钙转染、DEAE-葡聚糖介导的转染、或电穿孔，可以实现构建体（载体）向宿主细胞中的导入。
[0255] 可以在植物中表达重组多肽（包括蛋白复合物），这允许生产这样的植物作物，和因此方便地生产大量目标产品的能力。因此，使用任意植物，包括例如微藻和巨藻（诸如海藻和海草）以及在土壤中生长的植物，可以实现本公开内容的方法。
[0256] 术语“植物”在本文中广泛地用于表示含有质体（诸如叶绿体）的真核生物，并包括处于任意发育阶段的任意这样的生物，或植物的一部分，包括植物插枝、植物细胞、植物细胞培养物、植物器官、植物种子、和植物苗。植物细胞是植物的结构和生理单元，包括原生质体和细胞壁。植物细胞可以是分离的单细胞或培养的细胞的形式，或可以是更高级组织单元的一部分，例如植物组织、植物器官、或植物。因此，植物细胞可以是原生质体，生产配子的细胞，或可以再生为完整植物的细胞或细胞群。这样，包含多个植物细胞并能再生成完整植物的种子被视作用于本公开内容目的的植物细胞。植物组织或植物器官可以是种子、原生质体、愈伤组织、或组织成结构或功能单元的任何其它植物细胞群。植物的特别有用的部分包括可收获的部分和可用于子代植物繁殖的部分。植物的可收获的部分可以是植物的任意有用的部分，例如花、花粉、幼苗、子叶、块茎、叶、茎、果实、种子、和根。可用于繁殖的植物部分包括例如种子、果实、插枝、幼苗、块茎、和根茎。
[0257] 本公开内容的方法可以产生这样的植物，其含有被遗传修饰成含有稳定整合的多核苷酸的基因组DNA（例如，细胞核和/或质体基因组DNA）（例如，如在Hager和Bock, Appl. Microbiol. Biotechnol. 54:302-310, 2000中所述）。因此，本公开内容另外提供了转基因植物，例如莱氏衣藻，其包含一种或多种叶绿体，所述叶绿体含有编码一种或多种外源或内源多肽的多核苷酸，所述多肽包括可以分泌燃料产品和/或燃料产品前体（例如，类异戊二烯、脂肪酸、脂类、甘油三酯）的多肽。本公开内容的一种光合生物包含至少一个被修饰成产生例如燃料产品或燃料产品前体的宿主细胞。
[0258] 有些可用于公开的实施方案中的宿主生物是，例如，极端生物，诸如嗜过热性生物、嗜冷性生物、耐冷生物、嗜盐生物、嗜压生物和嗜酸生物。有些可以用于实践本公开内容的宿主生物是嗜盐生物（例如，杜氏盐藻、绿色杜氏藻、或D. tertiolecta）。例如，杜氏盐藻可以生长在海水和盐湖（例如，30-300 ‰的盐度）和高盐度培养基（例如，人工海水培养基、海水营养琼脂、半咸水培养基、和海水培养基）中。在本公开内容的有些实施方案中，包含本公开内容的载体的宿主细胞可以生长在液体环境中，所述液体环境是，例如，0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、
2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、31.、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、
4.2、4.3摩尔或更高浓度的氯化钠。本领域技术人员会认识到，其它盐（钠盐、钙盐、钾盐、或其它盐）也可以存在于液体环境中。
2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、31.、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、
4.2、4.3摩尔或更高浓度的氯化钠。本领域技术人员会认识到，其它盐（钠盐、钙盐、钾盐、或其它盐）也可以存在于液体环境中。
[0259] 在将嗜盐生物用于本公开内容的情况下，可以用任一种本文所述的载体转化它。例如，可以用载体转化杜氏盐藻，所述载体能够插入叶绿体或细胞核基因组中，且含有编码类异戊二烯生产酶（例如，FPP合酶、姜烯合酶、角鲨烯合酶）的核酸。转化的嗜盐生物然后可以生长在高盐水环境（例如，盐湖、盐池、和高盐水培养基）中，以生产目标产品（例如，类异戊二烯）。产品的分离可以包括，从高盐水环境取出转化的生物，然后从该生物提取产品。
在其中产品被分泌进周围环境中的实例中，可能必须使液体环境脱盐，然后对产品进行任何其它加工。
在其中产品被分泌进周围环境中的实例中，可能必须使液体环境脱盐，然后对产品进行任何其它加工。
[0260] 宿主生物可以生长在允许光合作用的条件下，但是，这不是必要条件（例如，宿主生物可以在没有光存在下生长）。在有些实例中，可以以减少和/或破坏光合能力的方式，遗传修饰宿主生物（参见下面的实施例）。在其中宿主生物不能光合（例如，因为缺少光和/或遗传修饰）的生长条件中，通常，给生物提供必要的营养物，以支持在没有光合作用存在下的生长。例如，在生物在其中（或上面）生长的培养基中，可以添加任何需要的营养物，包括有机碳源、氮源、磷源、维生素、金属、脂类、核酸、微量营养物、和/或生物特异性的需要物。有机碳源包括宿主生物能够代谢的任意碳源，包括、但不限于乙酸盐、简单的碳水化合物（例如，葡萄糖、蔗糖、乳糖）、复杂的碳水化合物（例如，淀粉、糖原）、蛋白、和脂类。本领域技术人员会认识到，并非所有生物都能够充分代谢特定的营养物，可能需要根据生物的不同而修改营养物混合物，以便提供适当的营养物混合物。
[0261] 宿主生物也可以生长在陆地（例如，垃圾）上。在某些情况下，宿主生物生长在乙醇生产工厂或产生CO2的其它设备或区域（例如，城市和公路）附近。这样，本文的方法预见到将碳信用卖给乙醇工厂或产生CO2的其它设备或区域的商业方法，同时通过在乙醇生产工厂附近培养一种或多种本文所述的修饰的生物，制备燃料或燃料产品。
[0262] 此外，生物可以生长在室外开放水域中，诸如池、洋、海、河、水床、沼泽水、浅池、湖泊、和水库。当在水中生长时，所述生物可以被包含在含有lego-样颗粒的晕轮样物体中。晕轮物体环绕藻类，并允许它保留来自下面的水的营养物，同时保持它处于开放的阳光中。
[0263] 在有些实例中，生物可以生长在容器中，其中每个容器包含1或2或更多个生物。所述容器可以构造成漂浮在水上。例如，可以给容器填充空气和水的组合，以使在其中的容器和宿主生物能漂浮。适合生长在淡水中的宿主生物因而可以生长在盐水（即，洋）中，反之亦然。该机理允许在容器受到任何损害时生物自动死亡。
[0264] 在有些实例中，可以使多个容器包含在如上所述的晕圈样结构中。例如，多达100、1,000、10,000、100,000、或1,000,000个容器可以排列在平方米的晕圈样结构中。在有些实施方案中，通过收获液体培养基，收集产品（例如燃料分子）。由于有些燃料分子（例如，单萜）与水不混溶，它们会漂浮在液体培养基的表面，且可以容易地提取。在其它实例中，可以从液体培养基提取燃料分子。在其它实例中，燃料分子是挥发性的。在这样的实例中，不可渗透的屏障可以覆盖或以其它方式围绕生长环境，且可以从屏障内的空气中提取。对于有些燃料分子，可以从环境（例如，液体环境和/或空气）和从完整的宿主细胞，提取产品。通常，在适当点收获生物，然后可以从生物提取产品。在有些实例中，可以不杀死生物地生产产品。生产和/或表达产品可能不会使生物丧失活力。
[0265] 本公开内容另外提供了遗传修饰的宿主细胞，且在有些实施方案中，包含一种或多种其它的组分，所述组分部分地基于遗传修饰的宿主细胞的预期用途而选择。合适的组分包括、但不限于：盐；缓冲剂；稳定剂；蛋白酶-抑制剂；保持细胞膜和/或细胞壁的化合物，例如，甘油和二甲基亚砜；和适合细胞的营养培养基。
[0266] 为了生产类异戊二烯或类异戊二烯前体化合物，宿主细胞可以是，例如，生产或已经被遗传修饰成生产异戊二烯基转移酶途径和/或甲羟戊酸途径和/或类异戊二烯生物合成途径中的一种或多种酶的细胞。在有些实施方案中，所述宿主细胞是生产异戊二烯基转移酶、类异戊二烯合酶或甲羟戊酸途径酶的底物的细胞。
[0267] 在有些实施方案中，遗传修饰的宿主细胞是包含内源甲羟戊酸途径和/或类异戊二烯生物合成途径和/或异戊二烯基转移酶途径的宿主细胞。在其它实施方案中，遗传修饰的宿主细胞是通常不生产甲羟戊酸或IPP（通过甲羟戊酸途径）或FPP、GPP或GGPP（通过异戊二烯基转移酶途径）、但是已经被一种或多种多核苷酸遗传修饰的宿主细胞，所述多核苷酸包含编码一种或多种甲羟戊酸途径、类异戊二烯合酶途径或异戊二烯基转移酶途径酶的核苷酸序列（例如，如在美国专利公开号2004/005678；美国专利公开号2003/0148479；和Martin等人 (2003) Nat. Biotech. 21(7):796-802中所述）。
[0268] 将本文所述的多核苷酸导入合适的宿主细胞中。选择的多核苷酸可以例如插入包含适当的控制序列的载体中。
[0269] 核酸向宿主生物或细胞中的导入为了制备遗传修饰的宿主细胞，使用确定的技术，将多核苷酸或克隆进载体中的多
核苷酸稳定地或暂时地导入宿主细胞中，所述技术包括，但不限于电穿孔、磷酸钙沉淀、DEAE-葡聚糖介导的转染、和脂质体-介导的转染。为了转化，本公开内容的多核苷酸通常另外包含选择标记，例如，几种众所周知的选择标记中的任一种，诸如新霉素抗性、氨苄西林抗性、四环素抗性、氯霉素抗性、和卡那霉素抗性。
核苷酸稳定地或暂时地导入宿主细胞中，所述技术包括，但不限于电穿孔、磷酸钙沉淀、DEAE-葡聚糖介导的转染、和脂质体-介导的转染。为了转化，本公开内容的多核苷酸通常另外包含选择标记，例如，几种众所周知的选择标记中的任一种，诸如新霉素抗性、氨苄西林抗性、四环素抗性、氯霉素抗性、和卡那霉素抗性。
[0270] 使用本领域已知的任意方法，可以将本文所述的多核苷酸或重组核酸分子导入植物细胞（例如，藻细胞）中。通过多种方法，可以将多核苷酸导入到细胞中，这些方法是本领域众所周知的，并部分地基于特定的宿主细胞进行选择。例如，使用直接的基因转移方法，可以将多核苷酸导入植物细胞中，所述方法例如电穿孔，或利用颗粒枪的微射弹（microprojectile)介导的（基因枪法）转化，或“玻璃珠方法”，或通过花粉介导的转化，脂质体介导的转化，利用受损伤的或酶降解的未成熟胚胎的转化，或利用受损伤的或酶降解的胚胎发生愈伤组织的转化（例如，如在Potrykus, Ann. Rev. Plant. Physiol. Plant Mol. Biol. 42:205-225, 1991中所述）。
[0271] 也可以使用微射弹介导的转化将多核苷酸导入植物细胞中（例如，如在Klein等人, Nature 327:70-73, 1987中所述）。该方法利用微射弹（例如金或钨），所述微射弹通过氯化钙、精脒或聚乙二醇沉淀法而包被上希望的多核苷酸。使用诸如BIOLISTIC PD-1000颗粒枪(BioRad；Hercules Calif.)等装置，将微射弹颗粒高速打入植物组织中。使用基因枪法进行转化的方法是本领域众所周知的（例如，如在Christou, Trends in Plant Science 1:423-431, 1996中所述）。微射弹介导的转化已经被用于例如制备多种转基因植物物种，包括棉花、烟草、玉米、杂交白杨和木瓜。使用微射弹介导的递送，还已经转化重要的谷类作物（诸如小麦、燕麦、大麦、高粱和稻）（例如，如在Duan等人, Nature Biotech.14:494-498, 1996；和Shimamoto, Curr. Opin. Biotech. 5:158-162, 1994中所述）。使用上述方法，可以转化大多数双子叶植物。使用例如如上所述的基因枪方法、原生质体转化、部分地渗透化处理过的细胞的电穿孔、使用玻璃纤维的DNA导入、和玻璃珠搅拌方法，也可以转化单子叶植物。
[0272] 在有些实施方案中，使用核酸转化藻类，所述核酸编码目标蛋白，例如，异戊二烯基转移酶、类异戊二烯合酶、或能够将前体转化成燃料产品或燃料产品前体（例如，类异戊二烯或脂肪酸）的酶。在一个实施方案中，转化可以将核酸导入宿主藻的质体（例如，叶绿体）中。在另一个实施方案中，转化可以将核酸导入宿主藻的细胞核基因组中。在另一个实施方案中，转化可以将核酸导入细胞核基因组中和质体中。可以在导入外源核酸以后，将转化的细胞涂布在选择培养基上。该方法也可以包含几个筛选步骤。可以进行主要转化体的筛选，以确定哪个克隆已经适当地插入了外源核酸。可以扩增和重新筛选表现出适当整合的克隆，以确保遗传稳定性。这样的方法学会确保转化体含有目标基因。在许多实例中，通过聚合酶链式反应(PCR)进行这样的筛选；但是，可以使用本领域已知的任何其它适当的技术。许多不同的PCR方法是本领域已知的（例如，巢氏PCR、实时PCR）。对于任何给定的筛选，本领域技术人员会认识到，可以改变PCR组分，以实现最佳的筛选结果。例如，当在破碎的藻细胞（向其中加入EDTA（其螯合镁）来螯合有毒金属）上进行PCR时，可能需要向上调节镁浓度。在筛选具有外源核酸的适当整合的克隆以后，可以筛选存在编码的蛋白和/或产品的克隆。通过蛋白印迹分析和/或酶活性试验，可以进行蛋白表达筛选。通过本领域已知的任意方法，例如ATP更新试验、底物运输试验、HPLC或气相色谱法，可以进行转运蛋白和/或产品筛选。
[0273] 通过将编码蛋白或酶的多核苷酸序列（基因）插入微藻的叶绿体或细胞核基因组中，可以表达蛋白或酶。可以使修饰的微藻株同质，以确保多核苷酸在所有后代的叶绿体基因组中稳定地维持。当插入的基因存在于例如叶绿体基因组的所有拷贝中时，微藻是基因同质的。本领域技术人员显而易见，叶绿体可以含有它的基因组的多个拷贝，因此，术语“同质的”或“同型异源性”表示这样的状态，其中特定目标基因座的所有拷贝是基本上相同的。质体表达（其中基因通过同源重组插入在每个植物细胞中存在的环状质体基因组的所有数千个拷贝中）利用超过细胞核表达的基因的巨大拷贝数，以允许可以容易地超过总可溶性植物蛋白的10%或更多的表达水平。确定本公开内容的生物的原生质状态的方法包括，筛选转化体中在给定的目标基因座处外源核酸的存在和野生型核酸的缺失。
[0274] 载体构建体、载体和质粒在本公开内容中互换使用。在有些实施方案中，使用本领域技术人员已知的克隆技术，将本公开内容的多核苷酸克隆或插入表达载体中。合适的表达载体包括、但不限于：杆状病毒载体、噬菌体载体、质粒、噬粒、粘粒、fosmid、细菌人工染色体、病毒载体（例如基于痘苗病毒、脊髓灰质炎病毒、腺病毒、腺伴随病毒、SV40、和单纯疱疹病毒的病毒载体）、基于PI的人工染色体、酵母质粒、酵母人工染色体、和对特定目标宿主（诸如大肠杆菌和酵母）特异性的任何其它载体。因而，例如，可以将编码异戊二烯基转移酶或类异戊二烯合酶的多核苷酸插入用于表达异戊二烯基转移酶或类异戊二烯合酶的多种表达载体中的任一种中。这样的载体可以包括，例如，染色体的、非染色体的和合成的DNA序列。
[0275] 许多合适的表达载体是本领域技术人员已知的。提供下述的载体作为实例；对于细菌宿主细胞：pQE载体(Qiagen)、pBluescript质粒、pNH载体、λ-ZAP载
体(Stratagene)、pTrc99a、pKK223-3、pDR540、和pRIT2T(Pharmacia)；对于真核宿主细 胞：pXT1、pSG5(Stratagene)、pSVK3、pBPV、pMSG、pET21a-d(+)载 体(Novagen)、和pSVLSV40(Pharmacia)。但是，可以使用任意其它质粒或其它载体，只要它与宿主细胞相容。
体(Stratagene)、pTrc99a、pKK223-3、pDR540、和pRIT2T(Pharmacia)；对于真核宿主细 胞：pXT1、pSG5(Stratagene)、pSVK3、pBPV、pMSG、pET21a-d(+)载 体(Novagen)、和pSVLSV40(Pharmacia)。但是，可以使用任意其它质粒或其它载体，只要它与宿主细胞相容。
[0276] 表达载体或其线性化部分可以编码一种或多种外源或内源核苷酸序列。可以转化进宿主（例如，藻类宿主）中的外源核苷酸序列的实例包括来自细菌、真菌、植物、光合细菌或其它藻类的基因。可以转化进宿主（例如，藻类宿主）中的其它类型的核苷酸序列的实例包括、但不限于：转运基因，类异戊二烯生产基因（包括编码生成含有2个磷酸盐的类异戊二烯的蛋白（例如，GPP合酶和/或FPP合酶）的基因），编码生成脂肪酸、脂类或甘油三酯的蛋白的基因，来自psbA、atpA、或rbcL基因的内源启动子和5’ UTR。在有些实例中，外源序列侧接2个同源序列。
[0277] 同源序列是，例如，与参照氨基酸序列具有至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少95%、至少98%、或至少99%序列同一性的那些，例如，在宿主细胞中天然存在的氨基酸序列。第一和第二同源序列能够使外源或内源序列重组进宿主生物的基因组中。第一和第二同源序列的长度可以是至少100、至少200、至少300、至少400、至少500、或至少
1500个核苷酸。
1500个核苷酸。
[0278] 多核苷酸序列可以包含这样的核苷酸序列，它们是偏爱在被转化的生物中表达的密码子。技术人员熟知特定宿主细胞在使用核苷酸密码子来指定特定氨基酸时所表现出的“密码子-偏爱”。不受理论的约束，通过使用宿主细胞的优选密码子，翻译速率可以更大。因此，当合成用于在宿主细胞中提高表达的基因时，可能希望设计这样的基因，使得它的密码子选择的频率达到宿主细胞的优选密码子选择的频率。在有些生物中，细胞核基因组和细胞器基因组之间的密码子偏爱是不同的，因而，可以对靶基因组进行密码子优化或偏倚（例如，细胞核密码子偏倚或叶绿体密码子偏倚）。在有些实施方案中，在产生多肽的诱变之前，发生密码子偏倚。在其它实施方案中，在产生多肽的诱变之后，发生密码子偏倚。在其它实施方案中，在诱变之前以及诱变之后，发生密码子偏倚。在上面详细描述了密码子偏爱。
[0279] 在有些实施方案中，载体包含可操作地连接到一个或多个控制元件（诸如启动子和/或转录终止子）上的多核苷酸。在有些实施方案中，载体会提供多核苷酸拷贝数的放大。载体可以是，例如，提供异戊二烯基转移酶、类异戊二烯合酶、或甲羟戊酸合成酶在宿主细胞（例如，原核宿主细胞或真核宿主细胞）中的表达的表达载体。
[0280] 在一种或多种载体中可以含有一种或多种多核苷酸。例如，在需要第二（或更多）核酸分子的情况下，在载体中可以含有第二核酸分子，所述载体可以、但不一定与含有第一核酸分子的载体相同。所述载体可以是可用于将多核苷酸导入基因组中的任意载体，且可以包括基因组DNA（例如，细胞核的或质体的）的核苷酸序列，其足以与基因组DNA发生同源重组，例如，包含约400至约1500个或更多个基本上连续的基因组DNA核苷酸的核苷酸序列。
[0281] 在有些实例中，这样的载体包括启动子。可用于本公开内容中的启动子可以来自任意来源（例如，病毒、细菌、真菌、原生生物、和动物）。本文预见到的启动子可以是对光合生物、非维管光合生物、和维管光合生物（例如，藻类、显花植物）特异性的。在有些实例中，将上面的核酸插入载体中，所述载体包含光合生物（例如，藻类）的启动子。所述启动子可以是组成型启动子或诱导型启动子。启动子通常包括在转录起始位点附近的必要核酸序列（例如，TATA元件）。
[0282] “组成型”启动子是在大多数环境和发育条件下有活性的启动子。“诱导型”启动子是在可控的环境或发育条件下有活性的启动子。诱导型启动子/调控元件的实例包括，例如，硝酸盐-诱导型启动子（例如，如在Bock等人, Plant Mol. Biol. 17:9 (1991) 中所述）或光-诱导型启动子（例如，如在Feinbaum等人, Mol Gen. Genet. 226:449 (1991)；和Lam和Chua, Science 248:471 (1990) 中所述）或热响应性的启动子（例如，如在Muller等人, Gene 111: 165-73 (1992) 中所述）。
[0283] 在许多实施方案中，本公开内容的多核苷酸包括编码本公开内容的蛋白或酶的核苷酸序列，其中编码多肽的核苷酸序列可操作地连接到诱导型启动子上。诱导型启动子是本领域众所周知的。合适的诱导型启动子包括、但不限于：噬菌体λ的pL；Placo；Ptrp；Ptac（Ptrp-lac杂合启动子）；异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)-诱导型启动子，例如，lacZ启动子；四环素-诱导型启动子；阿拉伯糖诱导型启动子，例如，PBAD（例如，如在Guzman等人 (1995) J. Bacteriol. 177:4121-4130中所述）；木糖-诱导型启动子，例如，Pxyl（例如，如在Kim等人 (1996) Gene 181:71-76中所述）；GAL1启动子；色氨酸启动子；lac启动子；醇-诱导型启动子，例如，甲醇-诱导型启动子、乙醇-诱导型启动子；棉子糖-诱导型启动子；和热诱导型启动子，例如，热诱导型λ PL启动子和由热敏感的阻遏物控制的启动子（例如，抑制C1857的基于λ的表达载体；例如，如在Hoffmann等人 (1999) FEMS Microbiol Lett. 177(2):327-34中所述）。
[0284] 在许多实施方案中，本公开内容的多核苷酸包括编码本公开内容的蛋白或酶的核苷酸序列，其中编码多肽的核苷酸序列可操作地连接到组成型启动子上。适用于原核细胞中的组成型启动子是本领域已知的，包括、但不限于：sigma70启动子和共有的sigma70启动子。
[0285] 适用于原核宿主细胞中的启动子包括、但不限于：噬菌体T7 RNA聚合酶启动子；trp启动子；lac操纵子启动子；杂合启动子，例如，lac/tac杂合启动子、tac/trc杂合启动子、trp/lac启动子、T7/lac启动子；trc启动子；tac启动子；araBAD启动子；体内调节的启动子，诸如ssaG启动子或有关的启动子（例如，如在美国专利公开号20040131637中所述）、pagC启动子（例如，如在Pulkkinen和Miller, J. Bacteriol., 1991: 173(1): 86-93；
和Alpuche-Aranda等人, PNAS, 1992；89(21): 10079-83所述）、nirB启动子（例如，如在Harborne等人 (1992) Mol. Micro. 6:2805-2813；Dunstan等人 (1999) Infect. Immun.
67:5133-5141；McKelvie等人 (2004) Vaccine 22:3243-3255；和Chatfield等人 (1992) Biotechnol. 10:888-892中所述）；sigma70启动子，例如，共有的sigma70启动子（例如，GenBank登记号AX798980、AX798961、和AX798183）；固定相启动子，例如，dps启动子、spv启动子；源自致病岛SPI-2的启动子（例如，如在WO96/17951中所述）；actA启动子（例如，如在Shetron-Rama等人 (2002) Infect. Immun. 70:1087-1096中所述）；rpsM启动子（例如，如在Valdivia和Falkow (1996). Mol. Microbiol. 22:367-378中所述）；tet启动子（例如，如在下述文献中所述：Hillen, W.和Wissmann, A. (1989)，见Saenger, W.和Heinemann, U. (编 ), Topics in Molecular and Structural Biology, Protein-Nucleic Acid Interaction. Macmillan, London, UK, 第10卷, 第143-162页）；和SP6启动子（例如，如在Melton等人 (1984) Nucl. Acids Res. 12:7035-7056中所述）。
和Alpuche-Aranda等人, PNAS, 1992；89(21): 10079-83所述）、nirB启动子（例如，如在Harborne等人 (1992) Mol. Micro. 6:2805-2813；Dunstan等人 (1999) Infect. Immun.
67:5133-5141；McKelvie等人 (2004) Vaccine 22:3243-3255；和Chatfield等人 (1992) Biotechnol. 10:888-892中所述）；sigma70启动子，例如，共有的sigma70启动子（例如，GenBank登记号AX798980、AX798961、和AX798183）；固定相启动子，例如，dps启动子、spv启动子；源自致病岛SPI-2的启动子（例如，如在WO96/17951中所述）；actA启动子（例如，如在Shetron-Rama等人 (2002) Infect. Immun. 70:1087-1096中所述）；rpsM启动子（例如，如在Valdivia和Falkow (1996). Mol. Microbiol. 22:367-378中所述）；tet启动子（例如，如在下述文献中所述：Hillen, W.和Wissmann, A. (1989)，见Saenger, W.和Heinemann, U. (编 ), Topics in Molecular and Structural Biology, Protein-Nucleic Acid Interaction. Macmillan, London, UK, 第10卷, 第143-162页）；和SP6启动子（例如，如在Melton等人 (1984) Nucl. Acids Res. 12:7035-7056中所述）。
[0286] 在酵母中，可以使用许多含有组成型或诱导型启动子的载体。关于这样的载体的综述，参见，Current Protocols in Molecular Biology, 第2卷, 1988, Ausubel等人编, Greene Publish. Assoc. & Wiley Interscience, 第13章；Grant等人, 1987, Expression and Secretion Vectors for Yeast，见：Methods in Enzymology, Wu 和Grossman编, 31987, Acad. Press, N.Y., 第153卷, 第516-544页；Glover, 1986, DNA Cloning, 第II卷, IRL Press, Wash., D.C., 第3章；Bitter, 1987, Heterologous Gene Expression in Yeast, Methods in Enzymology, Berger 和Kimmel编, Acad.Press, N.Y., 第152卷, 第673-684页；和The Molecular Biology of the Yeast
Saccharomyces, 1982, Strathern等人编, Cold Spring Harbor Press, 第I和II卷。
可以使用组成型酵母启动子（诸如ADH或LEU2）或诱导型启动子（诸如GAL）（例如，如在下述文献中所述：Cloning in Yeast, 第3章, R. Rothstein见: DNA Cloning Vol. 11, A Practical Approach, DM Glover编, 1986, IRL Press, Wash., D.C.）。或者，可以使用促进外源DNA序列整合进酵母染色体中的载体。
Saccharomyces, 1982, Strathern等人编, Cold Spring Harbor Press, 第I和II卷。
可以使用组成型酵母启动子（诸如ADH或LEU2）或诱导型启动子（诸如GAL）（例如，如在下述文献中所述：Cloning in Yeast, 第3章, R. Rothstein见: DNA Cloning Vol. 11, A Practical Approach, DM Glover编, 1986, IRL Press, Wash., D.C.）。或者，可以使用促进外源DNA序列整合进酵母染色体中的载体。
[0287] 合适的真核启动子的非限制性实例包括CMV立即早期、HSV胸苷激酶、早期和晚期SV40、来自逆转录病毒的LTR、和小鼠金属硫蛋白-I。适当载体和启动子的选择是在本领域普通技术人员的水平范围内。表达载体也可以含有用于翻译起始的核糖体结合位点和转录终止子。表达载体还可以包括用于增强表达的适当序列。
[0288] 用于实践本公开内容的载体还可以含有一个或多个额外的核苷酸序列，其赋予载体希望的特征，包括，例如，诸如促进载体的操纵的克隆位点等序列，指导载体的复制或其中包含的核苷酸序列的转录的调控元件，和编码选择标记的序列。这样，载体可以含有，例如，一个或多个克隆位点，诸如多克隆位点，其可以、但不一定放置成使得外源或内源多核苷酸可以插入载体中并可操作地连接到目标元件上。载体也可以含有原核生物复制起点(ori)，例如，大肠杆菌ori或粘粒ori，从而允许将载体转移进原核生物宿主细胞中以及转移进植物叶绿体中。
[0289] 作为在本文中使用的术语，调控元件泛指调节多核苷酸的转录或翻译或它可操作地连接的多肽的定位的核苷酸序列。实例包括、但不限于：RBS、启动子、增强子、转录终止子、开始（起始）密码子、用于内含子切割和正确读码框的维持的剪接信号、终止密码子、琥珀或赭石密码子、IRES。另外，细胞区室化信号（即，使多肽靶向胞质溶胶、细胞核、叶绿体膜或细胞膜的的序列）。在本公开内容的有些方面，可以将细胞区室化信号（例如，细胞膜靶向序列）连接到基因和/或转录物上，使得基因翻译发生在叶绿体中。在其它方面，可以将细胞区室化信号连接到基因上，使得在基因翻译以后，蛋白被运输至细胞膜。
[0290] 载体或其线性化部分可以包括编码报告多肽或其它选择标记的核苷酸序列。术语“报告分子”或“选择标记”表示赋予可检测的表型的多核苷酸（或编码的多肽）。报告分子通常编码可检测的多肽，例如，绿色荧光蛋白或酶（诸如荧光素酶），当与合适的试剂（分别是特定波长的光或荧光素）接触时，它们会产生可以被肉眼检测到或使用合适的仪器检测到的信号（例如，如在Giacomin, Plant Sci. 116:59-72, 1996；Scikantha, J. Bacteriol. 178:121, 1996；Gerdes, FEBS Lett. 389:44-47, 1996；和Jefferson, EMBO J. 6:3901-3907, 1997中所述，fl-葡糖醛酸糖苷酶）。选择标记通常是分子，当在细胞中存在或表达时，会给含有这种标志物的细胞提供选择优势（或劣势），例如在有否则会杀死细胞的试剂存在下生长的能力。
[0291] 选择标记可以提供获得例如表达该标志物的原核细胞或植物细胞或二者的方法，因此，可以用作本发明的载体的组分。一类选择标记是恢复宿主细胞的生物或生理功能（例如，恢复光合能力或恢复代谢途径）的天然的或修饰的基因。选择标记的其它实例包括、但不限于：赋予抗代谢物抗性的那些，例如，二氢叶酸还原酶，它赋予对甲氨蝶呤的抗性（例如，如在Reiss, Plant Physiol. (Life Sci. Adv.) 13:143-149, 1994中所述）；新霉素磷酸转移酶，它赋予对氨基糖苷类新霉素、卡那霉素和巴龙霉素的抗性（例如，如在Herrera-Estrella, EMBO J. 2:987-995, 1983中所述）；hygro，它赋予对潮霉素的抗性（例如，如在Marsh, Gene 32:481-485, 1984中所述）；trpB，它允许细胞利用吲哚替代色氨酸；hisD，它允许细胞利用组氨醇替代组氨酸（例如，如在Hartman, Proc. Natl. Acad. Sci., USA 85:8047, 1988中所述）；甘露糖-6-磷酸异构酶，它允许细胞利用甘露糖（例如，如在PCT公开申请号WO 94/20627中所述）；鸟氨酸脱羧酶，它赋予对鸟氨酸脱羧酶抑制剂2-(二氟甲基)-DL-鸟氨酸(DFMO)的抗性（例如，如在McConlogue, 1987, 见:
Current Communications in Molecular Biology, Cold Spring Harbor Laboratory ed. 中所述）；以及来自土曲霉的脱氨酶，它赋予对杀稻瘟菌素S的抗性（例如，如在Tamura, BioSci. Biotechnol. Biochem. 59:2336-2338, 1995中所述）。其它选择标记包括赋予除草剂抗性的那些，例如草胺膦乙酰基转移酶基因，它赋予对草胺膦的抗性（例如，如在White等人, Nucl. Acids Res. 18:1062, 1990；和Spencer等人, Theor. Appl. Genet.
79:625-631, 1990中所述）；突变型EPSPV-合酶，它赋予草甘膦抗性（例如，如在Hinchee等人, BioTechnology 91:915-922, 1998中所述）；突变型乙酰乳酸合酶，它赋予咪唑啉酮或磺酰脲抗性（例如，如在Lee等人, EMBO J. 7:1241-1248, 1988中所述）；突变型psbA，它赋予对阿特拉嗪的抗性（例如，如在Smeda等人, Plant Physiol. 103:911-917, 1993中所述）；或突变型卟啉原氧化酶（例如，如在美国专利号5,767,373中所述）；或赋予对除草剂（例如草丁膦）的抗性的其它标志物。选择标记包括这样的多核苷酸：其赋予二氢叶酸还原酶(DHFR)或新霉素抗性（对于真核细胞）；赋予氨苄西林抗性（对于原核生物，例如大肠杆菌）；以及赋予博来霉素、庆大霉素、草甘膦、潮霉素、卡那霉素、甲氨蝶呤、腐草霉素、草胺膦、壮观霉素、链霉素、磺酰胺和磺酰脲抗性抗性（对于植物）（例如，如在Maliga等人, Methods in Plant Molecular Biology, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1995, 第39页中所述）。
Current Communications in Molecular Biology, Cold Spring Harbor Laboratory ed. 中所述）；以及来自土曲霉的脱氨酶，它赋予对杀稻瘟菌素S的抗性（例如，如在Tamura, BioSci. Biotechnol. Biochem. 59:2336-2338, 1995中所述）。其它选择标记包括赋予除草剂抗性的那些，例如草胺膦乙酰基转移酶基因，它赋予对草胺膦的抗性（例如，如在White等人, Nucl. Acids Res. 18:1062, 1990；和Spencer等人, Theor. Appl. Genet.
79:625-631, 1990中所述）；突变型EPSPV-合酶，它赋予草甘膦抗性（例如，如在Hinchee等人, BioTechnology 91:915-922, 1998中所述）；突变型乙酰乳酸合酶，它赋予咪唑啉酮或磺酰脲抗性（例如，如在Lee等人, EMBO J. 7:1241-1248, 1988中所述）；突变型psbA，它赋予对阿特拉嗪的抗性（例如，如在Smeda等人, Plant Physiol. 103:911-917, 1993中所述）；或突变型卟啉原氧化酶（例如，如在美国专利号5,767,373中所述）；或赋予对除草剂（例如草丁膦）的抗性的其它标志物。选择标记包括这样的多核苷酸：其赋予二氢叶酸还原酶(DHFR)或新霉素抗性（对于真核细胞）；赋予氨苄西林抗性（对于原核生物，例如大肠杆菌）；以及赋予博来霉素、庆大霉素、草甘膦、潮霉素、卡那霉素、甲氨蝶呤、腐草霉素、草胺膦、壮观霉素、链霉素、磺酰胺和磺酰脲抗性抗性（对于植物）（例如，如在Maliga等人, Methods in Plant Molecular Biology, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1995, 第39页中所述）。
[0292] 报告基因已经成功地用于高等植物的叶绿体中，而且已经报道了高水平的重组蛋白表达。另外，报告基因已经用于莱氏衣藻的叶绿体中。在许多生物学生物中，报告基因会极大地增强监测基因表达的能力。在高等植物的叶绿体中，β-葡糖醛酸糖苷酶（uidA，例如，如在Staub和Maliga, EMBO J. 12:601-606, 1993中所述）、新霉素磷酸转移酶（nptII，例如，如在Carrer等人, Mol. Gen. Genet. 241:49-56, 1993中所述）、腺苷基-3-腺苷酰转移酶（aadA，例如，如在Svab和Maliga, Proc. Natl. Acad. Sci., USA90:913-917, 1993中所述）、和Aequorea victoria GFP（例如，如在Sidorov等人, Plant J. 19:209-216, 1999中所述）都已经用作报告基因（例如，如在Heifetz, Biochemie
82:655-666, 2000中所述）。这些基因中的每一个都具有使之成为叶绿体基因表达的有用报告分子的特性，例如容易分析、灵敏度、或在原位检查表达的能力。基于这些研究，已经在高等植物的叶绿体中表达其它外源蛋白，诸如苏云金芽孢杆菌Cry毒素，它赋予对食草昆虫的抗性（例如，如在Kota等人, Proc. Natl. Acad. Sci., USA 96:1840-1845, 1999中所述），或人生长激素（例如，如在Staub等人, Nat. Biotechnol. 18:333-338, 2000中所述），即一种潜在的生物药。己经在真核绿藻莱氏衣藻的叶绿体中表达了数个报告基因，包括aadA（例如，如在Goldschmidt-Clermont, Nucl. Acids Res.19:4083-4089 1991；
和Zerges和Rochaix, Mol. Cell Biol. 14:5268-5277, 1994中所述）、uidA（例如，如在Sakamoto等人, Proc. Natl. Acad. Sci., USA 90:477-501, 1993；和Ishikura等人, J. BioSci. Bioeng. 87:307-314 1999中所述）、Renilla萤光素酶（例如，如在Minko等人, Mol. Gen. Genet. 262:421-425, 1999中所述）和来自鲍氏不动杆菌(Acinetobacter baumanii)的氨基糖苷磷酸转移酶aphA6（例如，如在Bateman和Purton, Mol. Gen. Genet
263:404-410, 2000中所述）。
82:655-666, 2000中所述）。这些基因中的每一个都具有使之成为叶绿体基因表达的有用报告分子的特性，例如容易分析、灵敏度、或在原位检查表达的能力。基于这些研究，已经在高等植物的叶绿体中表达其它外源蛋白，诸如苏云金芽孢杆菌Cry毒素，它赋予对食草昆虫的抗性（例如，如在Kota等人, Proc. Natl. Acad. Sci., USA 96:1840-1845, 1999中所述），或人生长激素（例如，如在Staub等人, Nat. Biotechnol. 18:333-338, 2000中所述），即一种潜在的生物药。己经在真核绿藻莱氏衣藻的叶绿体中表达了数个报告基因，包括aadA（例如，如在Goldschmidt-Clermont, Nucl. Acids Res.19:4083-4089 1991；
和Zerges和Rochaix, Mol. Cell Biol. 14:5268-5277, 1994中所述）、uidA（例如，如在Sakamoto等人, Proc. Natl. Acad. Sci., USA 90:477-501, 1993；和Ishikura等人, J. BioSci. Bioeng. 87:307-314 1999中所述）、Renilla萤光素酶（例如，如在Minko等人, Mol. Gen. Genet. 262:421-425, 1999中所述）和来自鲍氏不动杆菌(Acinetobacter baumanii)的氨基糖苷磷酸转移酶aphA6（例如，如在Bateman和Purton, Mol. Gen. Genet
263:404-410, 2000中所述）。
[0293] 在有些实例中，本公开内容的载体含有诸如大肠杆菌或酿酒酵母复制起点等元件。与适当的选择标记相组合的这样的特征，允许载体在靶宿主细胞和细菌和/或酵母细胞之间“穿梭”。在第二宿主中传递本公开内容的穿梭载体的能力，可能允许更方便地操纵载体特征。例如，使用常规方法，可以将含有载体和假定的插入的目标多核苷酸的反应混合物转化进原核生物宿主细胞诸如大肠杆菌中，扩增，并收集，并检查以鉴别含有目标插入物或构建体的载体。如果需要，可以进一步操作载体，例如，通过进行插入的多核苷酸的定位诱变，然后再次扩增和选择具有突变的目标多核苷酸的载体。然后可以将穿梭载体导入植物细胞叶绿体中，其中可以表达目标多肽，且如果需要，根据本公开内容的方法进行分离。
[0294] 关于宿主生物（例如，莱氏衣藻）的叶绿体或细胞核基因组的知识，可用于构建用于公开的实施方案中的载体。叶绿体载体和选择用作载体的叶绿体基因组区域的方法是众所周知的（参见，例如，Bock, J. Mol. Biol. 312:425 438, 2001；Staub和Maliga, Plant Cell 4:39 45, 1992；和Kavanagh等人, Genetics 152:1111 1122, 1999，它们各自通过引用并入本文）。莱氏衣藻的整个叶绿体基因组可在互联网上公众可得：URL “biology.duke.edu/chlamy_genome/chloro.html”（参见“view complete genome as text file”链接和“maps of the chloroplast genome”链接；J. Maul, J. W. Lilly和D. B. Stern, 未公开的结果；2002年1月28日修改；将要公开为GenBank登记号AF396929；和Maul, J. E.等人 (2002) The Plant Cell, 第14卷 (2659-2679)）。通常，选择使用的叶绿体基因组DNA的核苷酸序列不是基因的一部分，包括调节序列或编码序列。例如，选择的序列不是这样的基因，其如果由于同源重组事件受到破坏，会产生对叶绿体有害的作用。例如，对叶绿体基因组的复制或对含有叶绿体的植物细胞有害的作用。在这方面，含有莱氏衣藻叶绿体基因组序列的网站还会提供显示叶绿体基因组的编码区和非编码区的图谱，从而促进可用于构建载体的序列的选择（也描述在Maul, J. E.等人 (2002) The Plant Cell, 第14卷 (2659-2679)）。例如，叶绿体载体p322是从在位置143.1 kb附近的Eco(Eco RI)位点延伸至在位置148.5 kb附近的Xho (Xho I)位点的克隆（参见，互联网URL“biology.duke.edu/chlamy_genome/chloro.html”，并点击“maps of the chloroplast genome”链接和“140 150 kb” 链接；也可以在URL“biology.duke.edu/chlam y/chloro/chlorol40.html”直接登录互联网。
[0295] 另外，在Merchant, S. S.等人, Science (2007), 318(5848):245-250中，描述了莱氏衣藻的整个细胞核基因组，因而促进本领域技术人员选择可用于构建载体的一个或多个序列。
[0296] 为了在宿主中表达多肽，可以采用表达盒或载体。表达载体会提供转录和翻译起始区，它们可以是诱导型或组成型，其中编码区在转录起始区以及转录和翻译终止区的转录控制下可操作地连接。这些控制区可以是基因天然的，或可以源自外源。表达载体通常具有位于启动子序列附近的方便的限制位点，以提供编码外源或内源蛋白的核酸序列的插入。可以存在可在表达宿主中工作的选择标记。
[0297] 本文的描述提供了可以用载体转化的宿主细胞。本领域技术人员会认识到，这样的转化包括用环状载体或线性化的载体或载体的线性化的部分进行转化。因而，包含载体的宿主细胞可以在细胞中含有整个载体（环状或线状形式），或可以含有本公开内容的载体的线性化的部分。在有些实例中，可以使用叶绿体基因组DNA的0.5至1.5 kb侧接核苷酸序列。在有些实例中，可以使用细胞核基因组DNA的0.5至1.5 kb侧接核苷酸序列，或可以使用2.0-5.0 kb。
[0298] 密码子优化可以“偏倚”或“优化”一个或多个编码多核苷酸的密码子，以反映宿主生物的密码子选择。例如，可以“偏倚”或“优化”一个或多个编码多核苷酸的密码子，以反映叶绿体密码子选择或细胞核密码子选择。大多数氨基酸由2个或更多个不同的（兼并的）密码子编码，且众所周知，不同的生物比其它密码子优先地利用某些密码子。
[0299] 在叶绿体中使用的这样的优先密码子选择在本文中称作“叶绿体密码子选择”。表2（下面）显示了莱氏衣藻的叶绿体密码子选择（参见美国专利申请公开号: 2004/0014174，
2004年1月22日公开）。
2004年1月22日公开）。
[0300] 表2* - 每1,000个密码子的密码子选择频率。** - 在36个叶绿体编码序列中观察到的
次数 （10,193个密码子）。
次数 （10,193个密码子）。
[0301] 当用于表示密码子时，术语“偏倚”或“优化”是指，多核苷酸中的密码子序列已经改变，使得该密码子是在例如生物的叶绿体中（参见表2）或在生物的细胞核基因组中（参见表3）优先使用的密码子。“偏倚”或“优化”的密码子在本说明书中可以互换使用。
[0302] 可以、但不一定基于将要在其中表达合成的多核苷酸的特定生物，选择叶绿体密码子偏爱。操作可以是改变密码子，例如，通过诸如定位诱变等方法，通过诸如PCR（其中使用与要改变的核苷酸错配的引物，使得扩增产品偏向反映叶绿体密码子选择）等方法，或可以是从头合成多核苷酸序列，使得变化（偏爱）作为合成操作的结果而导入。
[0303] 除了利用叶绿体密码子偏爱作为提供有效的多肽翻译的手段之外，应当认识到，获得多肽在叶绿体中的有效翻译的替代方法是，重新工程化叶绿体基因组（例如，莱氏衣藻叶绿体基因组），用于表达否则在叶绿体基因组中不表达的tRNA。这样的表达一种或多种外源tRNA分子的工程化藻类会提供下述优点，即可以避免修饰要导入到叶绿体基因组中并由其表达的每个目标多核苷酸；这样可以提供包含遗传修饰的叶绿体基因组的藻类诸如莱氏衣藻，并且可以根据本公开内容的任意方法用于多肽的有效翻译。tRNA丰度和高效表达的基因中的密码子选择之间的关联性是众所周知的（例如，如在Franklin等人, Plant J. 30:733 744, 2002；Dong等人, J. Mol. Biol. 260:649 663, 1996；Duret, Trends Genet. 16:287 289, 2000；Goldman等人, J. Mol. Biol. 245:467 473, 1995；和Komar等人, Biol. Chem. 379:1295 1300, 1998中所述）。例如，在大肠杆菌中，重新工程化菌株来表达未充分使用的tRNA会导致利用这些密码子的基因的表达增强（参见Novy等人, in Novations 12:1 3, 2001）。利用内源tRNA基因，可以使用定位诱变来制备合成的tRNA基因，可以将其导入叶绿体中，以补充叶绿体基因组（诸如莱氏衣藻叶绿体基因组）中罕见的或未使用的tRNA基因。
[0304] 通常，为本公开内容的目的（包括，例如，在制备本文公开的合成的多核苷酸中）而选择的叶绿体密码子偏爱会反映植物叶绿体的叶绿体密码子选择，并包括这样的密码子偏爱，其在密码子的第3个位置，偏爱A/T，例如，其中第三个位置具有大于约66% AT偏爱，或大于约70% AT偏爱。在一个实施方案中，所述叶绿体密码子选择偏向于反映藻类叶绿体密码子选择，例如，莱氏衣藻，其在第三个密码子位置具有约74.6% AT偏爱。
[0305] 表3例证了在藻细胞核基因中优先使用的密码子。可以、但不一定基于要在其中表达合成的多核苷酸的特定生物，选择细胞核密码子偏爱。操作可以是改变密码子，例如，通过诸如定位诱变等方法，通过诸如PCR（其中使用与要改变的核苷酸错配的引物，使得扩增产品偏向反映细胞核密码子选择）等方法，或可以是从头合成多核苷酸序列，使得变化（偏爱）作为合成操作的结果而导入。
[0306] 除了利用细胞核密码子偏爱作为提供有效的多肽翻译的手段之外，应当认识到，获得多肽在细胞核中的有效翻译的替代方法是，重新工程化细胞核基因组（例如，莱氏衣藻细胞核基因组），用于表达否则在细胞核基因组中不表达的tRNA。这样的表达一种或多种外源tRNA分子的工程化藻类会提供下述优点，即可以避免修饰要导入到细胞核基因组中并由其表达的每个目标多核苷酸；这样可以提供包含遗传修饰的细胞核基因组的藻类诸如莱氏衣藻，并且可以根据本公开内容的任意方法用于多肽的有效翻译。tRNA丰度和高效表达的基因中的密码子选择之间的关联性是众所周知的（例如，如在Franklin等人, Plant J. 30:733 744, 2002；Dong等人, J. Mol. Biol. 260:649 663, 1996；Duret, Trends Genet. 16:287 289, 2000；Goldman等人, J. Mol. Biol. 245:467 473, 1995；和Komar等人, Biol. Chem. 379:1295 1300, 1998中所述）。例如，在大肠杆菌中，重新工程化菌株来表达未充分使用的tRNA会导致利用这些密码子的基因的表达增强（参见Novy等人, in Novations 12:1 3, 2001）。利用内源tRNA基因，可以使用定位诱变来制备合成的tRNA基因，可以将其导入细胞核中，以补充细胞核基因组（诸如莱氏衣藻细胞核基因组）中罕见的或未使用的tRNA基因。
[0307] 通常，为本公开内容的目的（包括，例如，在制备本文公开的合成的多核苷酸中）而选择的细胞核密码子偏爱可以反映藻细胞核的细胞核密码子选择，并包括这样的密码子偏爱，其产生含有大于60% G/C含量的编码序列。
[0308] 表3域: [三联体] [频率: 每千]（[数目]）
编码GC 66.30% 第一个字母GC 64.80% 第二个字母GC 47.90% 第三个字母GC
86.21%
。
编码GC 66.30% 第一个字母GC 64.80% 第二个字母GC 47.90% 第三个字母GC
86.21%
。
[0309] 序列同一性百分比适用于测定核酸或多肽序列之间的序列同一性或序列相似性百分比的算法的一个实
例是BLAST算法，其描述在，例如，Altschul等人, J. Mol. Biol. 215:403-410 (1990)。
用于执行BLAST分析的软件可从美国国立生物技术信息中心公开得到。BLAST算法参数W、T、和X决定了比对的灵敏度和速率。BLASTN程序（对于核苷酸序列）使用下述默认值：字长度(W)为11，期望(E)为10，截止为100，M=5，N=-4，并对比2条链。对于氨基酸序列，BLASTP程序使用下述默认值：字长度(W)为3，期望(E)为10，和BLOSUM62评分矩阵（例如，描述在Henikoff & Henikoff (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 89:10915）。除了计算序列同一性百分比以外，BLAST算法还可以进行2个序列之间的相似性的统计分析（例如，如在Karlin & Altschul, Proc. Nat’l. Acad. Sci. USA, 90:5873-5787 (1993) 中所述）。由BLAST算法提供的相似性的一种量度是最小总和概率(P(N))，其会指示2个核苷酸或氨基酸序列之间偶然发生匹配的概率。例如，如果在对比实验核酸和参照核酸时最小总和概率小于约0.1、小于约0.01、或小于约0.001，则认为核酸与参照序列是类似的。
例是BLAST算法，其描述在，例如，Altschul等人, J. Mol. Biol. 215:403-410 (1990)。
用于执行BLAST分析的软件可从美国国立生物技术信息中心公开得到。BLAST算法参数W、T、和X决定了比对的灵敏度和速率。BLASTN程序（对于核苷酸序列）使用下述默认值：字长度(W)为11，期望(E)为10，截止为100，M=5，N=-4，并对比2条链。对于氨基酸序列，BLASTP程序使用下述默认值：字长度(W)为3，期望(E)为10，和BLOSUM62评分矩阵（例如，描述在Henikoff & Henikoff (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 89:10915）。除了计算序列同一性百分比以外，BLAST算法还可以进行2个序列之间的相似性的统计分析（例如，如在Karlin & Altschul, Proc. Nat’l. Acad. Sci. USA, 90:5873-5787 (1993) 中所述）。由BLAST算法提供的相似性的一种量度是最小总和概率(P(N))，其会指示2个核苷酸或氨基酸序列之间偶然发生匹配的概率。例如，如果在对比实验核酸和参照核酸时最小总和概率小于约0.1、小于约0.01、或小于约0.001，则认为核酸与参照序列是类似的。
[0310] 要修饰的途径本文所述的表达载体可以编码这样的多肽，其表达导致生成参与类异戊二烯途径的蛋
白的中间体、前体、和/或衍生物（例如，如在图6中所述）。本文所述的表达载体也可以编码这样的多肽，其表达导致生成类异戊二烯途径的产品或所述产品的衍生物。
白的中间体、前体、和/或衍生物（例如，如在图6中所述）。本文所述的表达载体也可以编码这样的多肽，其表达导致生成类异戊二烯途径的产品或所述产品的衍生物。
[0311] 通过2个途径之一，产生类异戊二烯前体：甲羟戊酸途径或甲基赤藓醇磷酸酯(MEP)途径（例如，如在图7和8中所述）。两个途径产生二甲基烯丙基焦磷酸酯(DMAPP)和异戊基焦磷酸酯(IPP)，即类异戊二烯的共同C5前体。DMAPP和IPP缩合，形成香叶基-二磷酸酯(GPP)或其它前体，诸如法呢基-二磷酸酯(FPP)或香叶基香叶基-二磷酸酯(GGPP)，由此形成更高级的类异戊二烯。
[0312] 本文的表达载体可以编码参与甲羟戊酸途径的多肽，例如，硫解酶、HMG-CoA合酶、HMG-CoA还原酶、甲羟戊酸激酶、磷酸甲羟戊酸激酶、和甲羟戊酸-5-焦磷酸盐脱羧酶。在其它实施方案中，所述多肽是参与非甲羟戊酸途径的酶，诸如DOXP合酶、DOXP还原酶、4-二磷酸胞苷-2-C-甲基-D-赤藓醇合酶、4-二磷酸胞苷-2-C-甲基-D-赤藓醇激酶、2-C-甲基-D-赤藓醇2,4,-环二磷酸酯合酶、HMB-PP合酶、HMB-PP还原酶、或DOXP还原异构酶。
[0313] 在其它实施方案中，表达载体可以包含编码参与类异戊二烯途径的多肽的核苷酸序列，例如，合酶编码序列。合酶可以是C10、C15、C20、C30、或C40合酶。
[0314] 在表4中描述了参与类异戊二烯途径的酶的实例和它们的序列。编码下面列出的蛋白中的任意一种或多种（或本文公开的任意其它蛋白）的核苷酸序列，可以用于转化宿主细胞或生物。
[0315] 表4: 参与类异戊二烯途径的酶的实例。酶 来源 NCBI蛋白ID
柠檬烯 绿薄荷（M.spicata） 2ONH_A
桉油素 鼠尾草（S.officinalis） AAC26016
蒎烯 巨冷杉（A.grandis） AAK83564
莰烯 巨冷杉 AAB70707
香桧烯 鼠尾草 AAC26018
香叶烯 巨冷杉 AAB71084
松香二烯 巨冷杉 Q38710
紫杉二烯 短叶紫杉（T.brevifolia） AAK83566
FPP G.gallus P08836
Amorphadiene 青蒿（A.annua） AAF61439
比萨波烯 巨冷杉 O81086
Diapophytoene 金黄色葡萄球菌
Diapophytoene去饱和酶 金黄色葡萄球菌
GPPS-LSU 绿薄荷 AAF08793
GPPS-SSU 绿薄荷 AAF08792
GPPS 拟南芥（A.thaliana） CAC16849
GPPS 莱氏衣藻 EDP05515
FPP 大肠杆菌 NP_414955
FPP 拟南芥 NP_199588
FPP 拟南芥 NP_193452
FPP 莱氏衣藻 EDP03194
柠檬烯 薰衣草（L.angustifolia） ABB73044
单萜 番茄（S.lycopersicum） AAX69064
萜品油烯 罗勒（O.basilicum） AAV63792
香叶烯 罗勒 AAV63791
姜烯 罗勒 AAV63788
香叶烯 冬青栎（Q.ilex） CAC41012
香叶烯 挪威云杉（P.abies） AAS47696
香叶烯,罗勒烯 拟南芥 NP_179998
香叶烯,罗勒烯 拟南芥 NP_567511
倍半萜 玉米须（Z.mays）；B73 AAS88571
倍半萜 拟南芥 NP_199276
倍半萜 拟南芥 NP_193064
倍半萜 拟南芥 NP_193066
姜黄烯 广藿香（P.cablin） AAS86319
金合欢烯 M.domestica AAX19772
金合欢烯 栽培黄瓜（C.sativus） AAU05951
金合欢烯 香橙（C.junos） AAK54279
金合欢烯 挪威云杉 AAS47697
比萨波烯 挪威云杉 AAS47689
倍半萜 拟南芥 NP_197784
倍半萜 拟南芥 NP_175313
GPP嵌合体
GPPS-LSU+SSU融合
香叶基香叶基还原酶 拟南芥 NP_177587
香叶基香叶基还原酶 莱氏衣藻 EDP09986
FPPA118W G.gallus
柠檬烯 绿薄荷（M.spicata） 2ONH_A
桉油素 鼠尾草（S.officinalis） AAC26016
蒎烯 巨冷杉（A.grandis） AAK83564
莰烯 巨冷杉 AAB70707
香桧烯 鼠尾草 AAC26018
香叶烯 巨冷杉 AAB71084
松香二烯 巨冷杉 Q38710
紫杉二烯 短叶紫杉（T.brevifolia） AAK83566
FPP G.gallus P08836
Amorphadiene 青蒿（A.annua） AAF61439
比萨波烯 巨冷杉 O81086
Diapophytoene 金黄色葡萄球菌
Diapophytoene去饱和酶 金黄色葡萄球菌
GPPS-LSU 绿薄荷 AAF08793
GPPS-SSU 绿薄荷 AAF08792
GPPS 拟南芥（A.thaliana） CAC16849
GPPS 莱氏衣藻 EDP05515
FPP 大肠杆菌 NP_414955
FPP 拟南芥 NP_199588
FPP 拟南芥 NP_193452
FPP 莱氏衣藻 EDP03194
柠檬烯 薰衣草（L.angustifolia） ABB73044
单萜 番茄（S.lycopersicum） AAX69064
萜品油烯 罗勒（O.basilicum） AAV63792
香叶烯 罗勒 AAV63791
姜烯 罗勒 AAV63788
香叶烯 冬青栎（Q.ilex） CAC41012
香叶烯 挪威云杉（P.abies） AAS47696
香叶烯,罗勒烯 拟南芥 NP_179998
香叶烯,罗勒烯 拟南芥 NP_567511
倍半萜 玉米须（Z.mays）；B73 AAS88571
倍半萜 拟南芥 NP_199276
倍半萜 拟南芥 NP_193064
倍半萜 拟南芥 NP_193066
姜黄烯 广藿香（P.cablin） AAS86319
金合欢烯 M.domestica AAX19772
金合欢烯 栽培黄瓜（C.sativus） AAU05951
金合欢烯 香橙（C.junos） AAK54279
金合欢烯 挪威云杉 AAS47697
比萨波烯 挪威云杉 AAS47689
倍半萜 拟南芥 NP_197784
倍半萜 拟南芥 NP_175313
GPP嵌合体
GPPS-LSU+SSU融合
香叶基香叶基还原酶 拟南芥 NP_177587
香叶基香叶基还原酶 莱氏衣藻 EDP09986
FPPA118W G.gallus
[0316] 除了表4中的酶以外，其它示例性的萜类合酶包括比萨波烯合酶、(-)-柠檬烯合酶、松香二烯合酶和紫杉二烯合酶。
[0317] 合酶也可以是：β-石竹烯合酶、吉玛烯A合酶、8-青蒿柏木脑合酶、瓦伦烯合酶、(+)-δ-荜澄茄烯合酶、吉玛烯C合酶、(E)-β-金合欢烯合酶、蓖麻烯合酶、
vetispiradiene合酶、5-epi-aristolochene合 酶、aristolchene合酶、α- 蛇麻 烯、(E, E)-α-金合欢烯合酶、(- )-β-蒎烯合酶、柠檬烯环化酶、芳樟醇合酶、(+)-冰片基二磷酸酯合酶、左旋海松二烯合酶、异海松二烯合酶、(E)-γ-比萨波烯合酶、柯巴基焦磷酸酯合酶、贝壳杉烯合酶、长叶烯合酶、γ-蛇麻烯合酶、δ-蛇床烯合酶、β- 水芹烯合酶、萜品油烯合酶、(+)-3-蒈烯合酶、顺式-柯巴基二磷酸酯合酶、α-松油醇合酶、顺式-海松-7,15-二烯合酶、ent-sandaaracopimaradiene合酶、sterner-13-烯合酶、E-β-罗勒烯、S-芳樟醇合酶、香叶醇合酶、γ-萜品烯合酶、芳樟醇合酶、E-β-罗勒烯合酶、表雪松醇合酶、α-姜烯合酶、愈创木二烯(guaiadiene)合酶、cascarilladiene合酶、顺式-muuroladiene合酶、aphidicolan-16b-醇合酶、elizabethatriene合酶、檀香醇(sandalol)合酶、广藿香醇(patchoulol)合酶、zinzanol合酶、雪松醇合酶、香紫苏醇(scareol)合酶、copalol合酶、或迈诺醇合酶。
vetispiradiene合酶、5-epi-aristolochene合 酶、aristolchene合酶、α- 蛇麻 烯、(E, E)-α-金合欢烯合酶、(- )-β-蒎烯合酶、柠檬烯环化酶、芳樟醇合酶、(+)-冰片基二磷酸酯合酶、左旋海松二烯合酶、异海松二烯合酶、(E)-γ-比萨波烯合酶、柯巴基焦磷酸酯合酶、贝壳杉烯合酶、长叶烯合酶、γ-蛇麻烯合酶、δ-蛇床烯合酶、β- 水芹烯合酶、萜品油烯合酶、(+)-3-蒈烯合酶、顺式-柯巴基二磷酸酯合酶、α-松油醇合酶、顺式-海松-7,15-二烯合酶、ent-sandaaracopimaradiene合酶、sterner-13-烯合酶、E-β-罗勒烯、S-芳樟醇合酶、香叶醇合酶、γ-萜品烯合酶、芳樟醇合酶、E-β-罗勒烯合酶、表雪松醇合酶、α-姜烯合酶、愈创木二烯(guaiadiene)合酶、cascarilladiene合酶、顺式-muuroladiene合酶、aphidicolan-16b-醇合酶、elizabethatriene合酶、檀香醇(sandalol)合酶、广藿香醇(patchoulol)合酶、zinzanol合酶、雪松醇合酶、香紫苏醇(scareol)合酶、copalol合酶、或迈诺醇合酶。
[0318] 在本文所述的方法中利用的途径可以包含在胞质溶胶中、在质体（例如，叶绿体）中或在二者中存在的酶。可以将编码目标酶的外源核酸导入宿主细胞中，使得编码的酶在胞质溶胶中或在质体中或在二者中是有活性的。在有些实施方案中，在一个细胞内隔室中（例如，在胞质溶胶中）存在的天然存在的酶可以在不同的细胞内位置（例如，在叶绿体中）表达，或在转化宿主细胞后在天然存在的和非天然存在的位置表达。
[0319] 为了例证该概念，且作为实例，可以遗传地工程化非维管光合微藻（Chlamydomonas rheinhardii）物种，以生产类异戊二烯诸如柠檬烯。柠檬烯是一种单萜，它是纯烃，仅由氢和碳原子组成。柠檬烯不在物种Chlamydomonas rheinhardii中天然生成。通过工程化微藻来在叶绿体中表达外源酶柠檬烯合酶，可以在这些微藻中生产柠檬烯。
柠檬烯合酶可以将萜前体香叶基焦磷酸酯转化成柠檬烯。不同于柠檬烯，香叶基焦磷酸酯天然存在于微藻的叶绿体中。通过将编码柠檬烯合酶的外源基因插入微藻的叶绿体基因组中，可以实现柠檬烯合酶的表达。然后使修饰的微藻株同质，以确保柠檬烯基因在所有后代的叶绿体基因组中稳定地维持。当插入的基因存在于叶绿体基因组的所有拷贝中时，微藻是基因同质的。本领域技术人员显而易见，叶绿体可以含有它的基因组的多个拷贝，因此，术语“同质的”或“同型异源性”表示这样的状态，其中特定目标基因座的所有拷贝是基本上相同的。质体表达（其中基因通过同源重组插入在每个植物细胞中存在的环状质体基因组的所有数千个拷贝中）利用超过细胞核表达的基因的巨大拷贝数，以允许可以容易地超过总可溶性植物蛋白的10%的表达水平。
柠檬烯合酶可以将萜前体香叶基焦磷酸酯转化成柠檬烯。不同于柠檬烯，香叶基焦磷酸酯天然存在于微藻的叶绿体中。通过将编码柠檬烯合酶的外源基因插入微藻的叶绿体基因组中，可以实现柠檬烯合酶的表达。然后使修饰的微藻株同质，以确保柠檬烯基因在所有后代的叶绿体基因组中稳定地维持。当插入的基因存在于叶绿体基因组的所有拷贝中时，微藻是基因同质的。本领域技术人员显而易见，叶绿体可以含有它的基因组的多个拷贝，因此，术语“同质的”或“同型异源性”表示这样的状态，其中特定目标基因座的所有拷贝是基本上相同的。质体表达（其中基因通过同源重组插入在每个植物细胞中存在的环状质体基因组的所有数千个拷贝中）利用超过细胞核表达的基因的巨大拷贝数，以允许可以容易地超过总可溶性植物蛋白的10%的表达水平。
[0320] 产品或化合物本文提供了使用源自生物质的油组合物来制备产品的系统和方法。产品的实例包括石
油化学制品、石油化学制品的前体、燃料产品、石油产品、石油产品的前体、和可以用于石化工业的所有其它物质。所述产品可以用于生成在石化工业中有用的物质或材料。
油化学制品、石油化学制品的前体、燃料产品、石油产品、石油产品的前体、和可以用于石化工业的所有其它物质。所述产品可以用于生成在石化工业中有用的物质或材料。
[0321] 产品或燃料产品可以用于燃烧室中，诸如锅炉、干燥炉、干燥器或熔炉。燃烧室的其它实例是内燃机，诸如车辆发动机或发电机，包括汽油发动机、柴油发动机、喷气式发动机、和其它类型的发动机。在一个实施方案中，本文的方法包括：燃烧精制的或“改质的”组合物。例如，燃烧精制的组合物可以包括，将精制的组合物插入内燃机中，诸如汽车用发动机或喷气式发动机。本文所述的产品也可以用于生产例如塑料、树脂、纤维、弹性体、药品、营养辅助品、润滑剂、和凝胶。
[0323] 在有些实施方案中，在本文中预见到的产品（诸如燃料产品）包含一个或多个源自无机碳源的碳。在有些实施方案中，本文所述的产品中的碳的至少10%、至少20%、至少30%、至少40%、至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少95%、或至少99%源自无机碳源。无机碳源的实例包括、但不限于：二氧化碳、碳酸盐、碳酸氢盐、和碳酸。产品可以是，例如，含有来自无机碳源的碳的有机分子，所述碳在光合作用过程中被固定。
[0324] 本文预见到的产品的实例包括烃产品和烃衍生物产品。烃产品是仅由氢分子和碳分子组成的烃产品。烃衍生物产品是含有一种或多种杂原子的烃产品，其中所述杂原子是非氢或碳的任意原子。杂原子的实例包括、但不限于：氮、氧、硫、和磷。有些产品可以是烃富集的，其中，例如，产品的至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、或至少95%（按重量计算）由碳和氢组成。
[0325] 烃产品的一个示例组是类异戊二烯。类异戊二烯（包括类萜）源自异戊二烯亚基，但是例如通过添加杂原子（诸如氧）、通过碳骨架重排、和通过烷基化而被修饰。类异戊二烯通常具有许多个碳原子，它们可以被5整除，但是如本领域技术人员已知的，这不是“不规则”类萜的必要条件。类胡萝卜素类（诸如胡萝卜素和黄叶素）是作为有用产品的类异戊二烯的实例。类固醇是类萜的实例。类异戊二烯的实例包括、但不限于：半萜(C5)、单萜(C10)、倍半萜(C15)、二萜(C20)、三萜(C30)、四萜(C40)、多萜(Cn，其中“n”等于或大于45)、和它们的衍生物。类异戊二烯的其它实例包括、但不限于：柠檬烯、1,8-桉油素、α-蒎烯、莰烯、(+)-香桧烯、香叶烯、松香二烯、紫杉二烯、法呢基焦磷酸酯、fusicoccadiene、amorphadiene、(E)-α-比萨波烯、姜烯、或diapophytoene、和它们的衍生物。
[0326] 在有些实施方案中，与在通过相同的生物合成途径生产类异戊二烯或类异戊二烯前体化合物的未修饰的宿主细胞中生产的类异戊二烯或类异戊二烯前体化合物水平相比，在遗传修饰的宿主细胞中生产的化合物（例如，类异戊二烯或类异戊二烯化合物）的水平高至少约2倍、至少约5倍、至少约10倍、至少约25倍、至少约50倍、至少约100倍、至少约500倍、至少约1000倍、至少约2000倍、至少约3000倍、至少约4000倍、至少约5000倍、或至少约10,000倍、或更多。
[0327] 在有些实施方案中，所述化合物，例如，类异戊二烯化合物是纯的，例如，至少约40%纯的、至少约50%纯的、至少约60%纯的、至少约70%纯的、至少约80%纯的、至少约90%纯的、至少约95%纯的、至少约98%、或超过98%纯的。在类异戊二烯化合物的上下文中，“纯的”表示这样的类异戊二烯化合物，其不含有例如其它类异戊二烯化合物、化合物部分、污染物、和不希望的副产品。
[0328] 有用的产品也可以包括类异戊二烯前体。通过2个途径之一，产生类异戊二烯前体：甲羟戊酸途径或甲基赤藓醇磷酸酯(MEP)途径。两个途径产生二甲基烯丙基焦磷酸酯(DMAPP)和异戊基焦磷酸酯(IPP)，即类异戊二烯的共同C5前体。DMAPP和IPP缩合，形成香叶基-二磷酸酯(GPP)或其它前体，诸如法呢基-二磷酸酯(FPP)或香叶基香叶基-二磷酸酯(GGPP)，由此形成更高级的类异戊二烯。
[0329] 在有些实施方案中，可以使所述化合物或产品（例如，类异戊二烯化合物）与在有机层中可能存在的其它产品分离。使用例如标准的色谱技术，可以容易地实现化合物与在有机层中可能存在的其它产品的分离。
[0330] 有用的产品包括、但不限于：萜和类萜。萜的一个示例性集合是二萜(C20)。二萜是可以修饰（例如氧化、去除甲基、或环化）的烃；可以重排二萜的碳骨架，以形成例如，类萜，诸如fusicoccadiene。也可以例如直接地从异戊二烯前体形成fusicoccadiene，而不受二萜或GGDP的可用性的约束。通过本文所述的方法对诸如藻类等生物进行遗传修饰，可以导致例如fusicoccadiene和其它类型的萜（诸如柠檬烯）的生成。遗传修饰也可以导致修饰的萜（诸如甲基角鲨烯或羟基化的和/或缀合的萜诸如紫杉醇）的生成。
[0331] 其它有用的产品可以是，例如，包含从表达二萜合酶的生物得到的烃的产品。这样的示例性的产品包括对映贝壳杉烯、蓖麻烯和fusicocaccadiene，且也可以包括燃料添加剂。
[0332] 有用的产品还可以包括小的烷烃（例如，1至约4个碳），诸如甲烷、乙烷、丙烷、或丁烷，它们可以用于加热（诸如在烹调中）或制备塑料。产品还可以包括具有大约5至大约9个碳原子的碳主链的分子，诸如石脑油或轻石油或它们的前体。其它产品可以是约5至约
12个碳原子，或用作汽油或发动机燃料的环烷烃。大约10至大约18个碳的分子和芳族化合物（诸如煤油或它的前体）也可以用作产品。其它产品包括润滑油、重气油、或燃料油、或它们的前体，且可以含有大约12至大约70个碳的烷烃、环烷烃、或芳族化合物。产品还包括可以源自粗油或在粗油中发现的其它残余物，诸如焦炭、沥青、焦油、和蜡类，其通常含有具有约70个或更多个碳的多环和它们的前体。
12个碳原子，或用作汽油或发动机燃料的环烷烃。大约10至大约18个碳的分子和芳族化合物（诸如煤油或它的前体）也可以用作产品。其它产品包括润滑油、重气油、或燃料油、或它们的前体，且可以含有大约12至大约70个碳的烷烃、环烷烃、或芳族化合物。产品还包括可以源自粗油或在粗油中发现的其它残余物，诸如焦炭、沥青、焦油、和蜡类，其通常含有具有约70个或更多个碳的多环和它们的前体。
[0333] 本文所述的修饰的宿主生物可以用于生产希望的化合物或产品。本公开内容提供了在宿主细胞中生产例如类异戊二烯或类异戊二烯前体化合物的方法。一种这样的方法包括，在促进产品（例如，类异戊二烯化合物或类异戊二烯前体化合物）合成的条件下，在合适的培养基中培养修饰的宿主细胞，其中通过本公开内容的酶的表达，生成类异戊二烯化合物，其中所述酶使用在宿主细胞中存在的底物。在有些实施方案中，所述方法另外包括，从细胞和/或从培养基分离类异戊二烯化合物。
[0334] 可以从由其得到生物质的转化的宿主细胞或生物天然地或非天然地生产产品（作为转化的结果）。产品也可以是在自然界中不存在的分子。例如，在藻类中天然地生产的产品可以是萜类，诸如类胡萝卜素（例如，β-胡萝卜素）。在藻类中非天然地生产的产品的一个实例是非天然的萜，诸如柠檬烯。
[0335] 在有些实施方案中，可以在有CO2存在下，培养修饰的生物，以生产多肽。在有些实施方案中，分离或收集由修饰的生物生产的产品。然后可以进一步修饰收集的产品（诸如萜和类萜），例如，通过精制和/或裂化，以生产燃料分子或组分。
[0336] 在有些实施方案中，在任选地添加了一种或多种额外试剂的合适的培养基（例如，Luria-Bertoni肉汤）中，培养遗传修饰的宿主细胞，所述试剂例如诱导物（例如，其中类异戊二烯合酶是在诱导型启动子的控制下）；且所述培养基被有机溶剂（例如十二烷）覆盖，从而形成有机层。由遗传修饰的宿主生产的化合物进入有机层，然后可以从有机层中纯化它。在有些实施方案中，在编码异戊二烯基转移酶、类异戊二烯合酶或甲羟戊酸合成的核苷酸序列可操作地连接到诱导型启动子上的情况下，将诱导物加入培养基中；并在合适的时间以后，从覆盖在培养基上的有机层中分离出类异戊二烯化合物。
[0337] 可以通过多种过程将不同的产品进一步精制成最终用户的终产品。精制可以通过例如分馏来实现。例如，通过分馏，可以将产品的混合物（诸如具有不同链长度的不同烃的混合物）分离成不同的组分。
[0338] 精制还可以包括下述步骤中的任意一个或多个：裂化、统一化、或改变产品。通过裂化，可以将大产品诸如大烃（例如 ≥ C10）分解成更小的片段。裂化可以通过热或高压（诸如通过蒸汽、减粘裂化、或结焦）来进行。通过减粘裂化，例如通过热裂化产品中的大烃分子（通过在熔炉中加热产品），也可以精制产品。精制还可以包括结焦，其中生成重的、几乎纯的碳残余物。通过使用催化剂来提高裂化反应的速率的催化方式，也可以进行裂化，所述催化剂例如，但不限于：沸石、水合硅酸铝、铝土、或二氧化硅-氧化铝。催化可以是通过流体催化裂化，其中使用热催化剂（诸如沸石）来催化裂化反应。催化也可以通过加氢裂化来实现，其中与流体催化裂化相比，通常使用更低的温度。可以在有高氢气分压存在下，进行加氢裂化。通过催化裂化，可以精制产品，以生成柴油、汽油、和/或煤油。
[0339] 通过在统一化步骤中混合它们，例如通过使用催化剂（诸如铂或铂-铼混合物），也可以精制产品。统一化过程可以生成副产物氢气，其可以用于裂化中。
[0340] 通过将烃改变、重排、或重构成更小的分子，也可以精制产品。在催化重整过程中，可以发生许多化学反应，它们是本领域普通技术人员已知的。可以在有催化剂存在下和高氢分压下进行催化重整。一个常见的过程是烷基化。例如，将丙烯和丁烯与催化剂（诸如氢氟酸或硫酸）相混合，得到的产品是高辛烷烃，其可以用于减少汽油掺合物的爆震。
[0341] 也可以将产品掺合或混合成混合物，以得到终产品。例如，可以掺合产品以形成不同级别的汽油、含有或不含有添加剂的汽油、不同重量和级别的润滑油、不同级别的煤油、喷气燃料、柴油、加热油、和用于制备塑料和其它聚合物的化学品。本文所述的产品的组合物可以与通过本领域技术人员已知的其它方法生产的燃料产品相组合或掺合。
[0342] 由本公开内容的宿主细胞生产的有些产品（特别是在精制以后），会与现有的石油化学制品相同，即含有相同的化学结构。例如，粗油含有类异戊二烯姥鲛烷，其被视作叶绿醇（它是叶绿素的组分）的分解产品。有些产品可能不同于现有的石油化学制品。但是，尽管分子可能不存在于常规的石油化学制品或精制中，它仍然可能在这些工业中是有用的。例如，可以生产这样的烃，其在汽油的沸点范围内，且可以用作汽油或添加剂，即使该烃通常不存在于汽油中。
[0343] 通过它的碳同位素分布(CID)，可以描述本文的产品。在分子水平，CID是分子12 13 14
内的单个碳原子成为天然存在的碳同位素之一（例如，C、C、或 C）的统计概率。在产物
12 13 14
大小水平，CID可以是天然存在的碳同位素（例如，C、C、或 C）在含有至少一个碳原子的化合物中的相对丰度。应当指出，矿物燃料的CID可以在它的来源方面存在差异。例如，使用CID(fos)，可以将矿物燃料（诸如石油、天然气、和煤）中的碳的CID与CID(atm)、当前的大气二氧化碳中的碳的CID区分开。另外，CID(photo-atm)表示在近代史（其中无机碳的来源是在大气中的二氧化碳）中通过光合作用制备的基于碳的化合物的CID。另外，CID(photo-fos)表示在近代史（其中基本上所有无机碳的来源是通过燃烧矿物燃料（例如，煤、天然气、和/或石油）而生成的二氧化碳）中通过光合作用制备的基于碳的化合物的CID。
内的单个碳原子成为天然存在的碳同位素之一（例如，C、C、或 C）的统计概率。在产物
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大小水平，CID可以是天然存在的碳同位素（例如，C、C、或 C）在含有至少一个碳原子的化合物中的相对丰度。应当指出，矿物燃料的CID可以在它的来源方面存在差异。例如，使用CID(fos)，可以将矿物燃料（诸如石油、天然气、和煤）中的碳的CID与CID(atm)、当前的大气二氧化碳中的碳的CID区分开。另外，CID(photo-atm)表示在近代史（其中无机碳的来源是在大气中的二氧化碳）中通过光合作用制备的基于碳的化合物的CID。另外，CID(photo-fos)表示在近代史（其中基本上所有无机碳的来源是通过燃烧矿物燃料（例如，煤、天然气、和/或石油）而生成的二氧化碳）中通过光合作用制备的基于碳的化合物的CID。
[0344] 精确分布也表征了1) 生成该分子的光合生物的类型和2) 无机碳的来源。这些同位素分布可以用于定义光合地衍生的燃料产品的组成。
[0345] 碳同位素在不同的化合物之间和内部不均匀地分布，且同位素分布可以揭示关于13 12
碳转化所涉及的物理、化学、和代谢过程的信息。光合生物中 C相对于 C的总丰度经常小
13 12
于大气二氧化碳中 C相对于 C的总丰度，表明在二氧化碳向光合生物质的掺入中发生碳同位素辨别。
碳转化所涉及的物理、化学、和代谢过程的信息。光合生物中 C相对于 C的总丰度经常小
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于大气二氧化碳中 C相对于 C的总丰度，表明在二氧化碳向光合生物质的掺入中发生碳同位素辨别。
[0346] 可以在精制之前或之后，从生物质生产燃料产品，且所述产品可以与现有的石油化学制品相同。有些燃料产品可能不同于现有的石油化学制品。在一个实施方案中，燃料产品类似于现有的石油化学制品，但是碳同位素分布不同。例如，据信，没有矿物燃料石油化13
学制品具有小于-32%的δ C分布，而本文所述的燃料产品可以具有小于-32%、小于-35%、
13
小于-40%、小于-45%、小于-50%、小于-55%、或小于-60%的δ C分布。在另一个实施方案中，燃料产品或组合物是类似的，但是不同于现有的矿物燃料石油化学制品，且具有小
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于-32%、小于-35%、小于-40%、小于-45%、小于-50%、小于-55%、或小于-60%的δ C分布。
学制品具有小于-32%的δ C分布，而本文所述的燃料产品可以具有小于-32%、小于-35%、
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小于-40%、小于-45%、小于-50%、小于-55%、或小于-60%的δ C分布。在另一个实施方案中，燃料产品或组合物是类似的，但是不同于现有的矿物燃料石油化学制品，且具有小
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于-32%、小于-35%、小于-40%、小于-45%、小于-50%、小于-55%、或小于-60%的δ C分布。
[0347] 燃料产品可以是包含例如氢和碳分子的组合物，其中所述氢和碳分子占组合物的13
原子量的至少约80%，且其中组合物的δ C分布小于约-32%。对于本文所述的有些燃料产品，氢和碳分子占组合物的原子量的至少90%。例如，生物柴油或脂肪酸甲基酯（其具有小于
90重量%的氢和碳分子）不可以是组合物的一部分。在其它组合物中，氢和碳分子占组合物的原子量的至少95或至少99%。在其它组合物中，氢和碳分子占组合物的原子量的100%。
在有些实施方案中，所述组合物是液体。在其它实施方案中，所述组合物是燃料添加剂或燃料产品。
原子量的至少约80%，且其中组合物的δ C分布小于约-32%。对于本文所述的有些燃料产品，氢和碳分子占组合物的原子量的至少90%。例如，生物柴油或脂肪酸甲基酯（其具有小于
90重量%的氢和碳分子）不可以是组合物的一部分。在其它组合物中，氢和碳分子占组合物的原子量的至少95或至少99%。在其它组合物中，氢和碳分子占组合物的原子量的100%。
在有些实施方案中，所述组合物是液体。在其它实施方案中，所述组合物是燃料添加剂或燃料产品。
[0348] 本文还描述了燃料产品，其包含这样的组合物，所述组合物包含：氢和碳分子，其13
中所述氢和碳分子占组合物的原子量的至少80%，且其中组合物的δ C分布小于-32%；和
13
燃料组分。在有些实施方案中，组合物的δ C分布小于约-35%、小于约-40%、小于约-45%、小于约-50%、小于约-55%、或小于约-60%。在有些实施方案中，组合物的燃料组分是掺合燃料，例如，矿物燃料、汽油、柴油、乙醇、喷气燃料、或它们的任意组合。在其它实施方案中，
13
掺合燃料具有大于-32%的δ C分布。对于本文所述的有些燃料产品，燃料组分是燃料添加剂，其可以是MTBE、抗氧化剂、抗静电剂、腐蚀抑制剂、或它们的任意组合。本文所述的燃料产品可以是通过掺合所述的燃料产品和燃料组分而生成的产品。在有些实施方案中，所
13
述燃料产品具有大于-32%的δ C分布。在其它实施方案中，所述燃料产品具有小于-32%
13
的δ C分布。例如，可以在精制（例如，裂化）之前，将从生物提取的油组合物与燃料组分相掺合，以便生成本文所述的燃料产品。燃料组分可以是矿物燃料，或用于生成燃料产品的混合掺合物。例如，用于燃料掺合的混合物可以是这样的烃混合物，其适用于与另一种烃混合物相掺合，以生成燃料产品。例如，轻烷烃的混合物可能不具有适合燃料类型的某些辛烷值，但是，它可以与高辛烷混合物相掺合，以生成燃料产品。在另一个实施例中，将具有小
13
于-32‰的δ C分布的组合物与用于燃料掺合的烃混合物相掺合，以产生燃料产品。在有些实施方案中，单独的组合物或燃料组分不适合作为燃料产品，但是，当组合时，它们可以用作燃料产品。在其它实施方案中，任一种组合物或燃料组分或二者单独地适合用作燃料产品。在另一个实施方案中，所述燃料组分是现有的石油产品，诸如汽油或喷气燃料。在其它实施方案中，所述燃料组分源自可再生的来源，诸如生物乙醇、生物柴油、和生物汽油。
中所述氢和碳分子占组合物的原子量的至少80%，且其中组合物的δ C分布小于-32%；和
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燃料组分。在有些实施方案中，组合物的δ C分布小于约-35%、小于约-40%、小于约-45%、小于约-50%、小于约-55%、或小于约-60%。在有些实施方案中，组合物的燃料组分是掺合燃料，例如，矿物燃料、汽油、柴油、乙醇、喷气燃料、或它们的任意组合。在其它实施方案中，
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掺合燃料具有大于-32%的δ C分布。对于本文所述的有些燃料产品，燃料组分是燃料添加剂，其可以是MTBE、抗氧化剂、抗静电剂、腐蚀抑制剂、或它们的任意组合。本文所述的燃料产品可以是通过掺合所述的燃料产品和燃料组分而生成的产品。在有些实施方案中，所
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述燃料产品具有大于-32%的δ C分布。在其它实施方案中，所述燃料产品具有小于-32%
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的δ C分布。例如，可以在精制（例如，裂化）之前，将从生物提取的油组合物与燃料组分相掺合，以便生成本文所述的燃料产品。燃料组分可以是矿物燃料，或用于生成燃料产品的混合掺合物。例如，用于燃料掺合的混合物可以是这样的烃混合物，其适用于与另一种烃混合物相掺合，以生成燃料产品。例如，轻烷烃的混合物可能不具有适合燃料类型的某些辛烷值，但是，它可以与高辛烷混合物相掺合，以生成燃料产品。在另一个实施例中，将具有小
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于-32‰的δ C分布的组合物与用于燃料掺合的烃混合物相掺合，以产生燃料产品。在有些实施方案中，单独的组合物或燃料组分不适合作为燃料产品，但是，当组合时，它们可以用作燃料产品。在其它实施方案中，任一种组合物或燃料组分或二者单独地适合用作燃料产品。在另一个实施方案中，所述燃料组分是现有的石油产品，诸如汽油或喷气燃料。在其它实施方案中，所述燃料组分源自可再生的来源，诸如生物乙醇、生物柴油、和生物汽油。
[0349] 源自生物质的油组合物可以用于生产高辛烷烃产品。因而，一个实施方案描述了形成燃料产品的方法，所述方法包括：得到改质的油组合物，裂化油组合物，并将得到的一种或多种具有4-12个碳和80或更高的辛烷值的轻烃与具有80或更低辛烷值的烃相掺合。具有80或更低辛烷值的烃是，例如，源自精制粗油的矿物燃料。
[0350] 可以修饰或标记生物质原料，使得可以鉴别轻烃产品，或追溯至它们的来源原料。例如，可以在它的生物合成的过程中，将碳同位素导入生物质烃中。可以对标记的烃原料进行本文所述的精制过程，以生成用碳同位素标记的轻烃产品。同位素允许鉴别标记的产品（单独的，或与其它未标记的产品相组合），使得标记的产品可以追溯至它们的起始生物质原料。
[0351] 下述的实施例意在提供本公开内容的应用的例证。下述实施例无意完全定义或以其它方式限制本公开内容的范围。实施例
[0352] 实施例1石油衍生出的油在精制工业中被加工成，例如，燃料、化学品、和工业产品。这些过程是非常确定的，且包括，例如，蒸馏和在加氢处理装置中的催化改质以及在热处理装置（诸如炼焦炉）中的改质。精制过程的示意图如图2所示，其中首先通过蒸馏和/或溶剂处理来分离进料，并对那些级分进行进一步改质，包括在反应器中实现的组成变化，所述反应器用于催化地加氢处理（如在实施例2、3和4中进一步详细描述的）级分，以制备适合掺合成燃料或用于生产化学品或工业产品的产品。
[0353] 这些已知的石油精制过程进一步详细描述在图3中。首先在沸点将精制原料蒸馏成不同的原料（如在第一个方块中所示），其然后进入在中间的方块中所示的装置中进行处理。然后将来自这些装置的产品掺合成在第三个方块中所示的最终产品的范围。
[0354] 已经发现，藻类衍生出的油适合作为精制过程的原料。这也另外描述在下述的实施例中。此外，藻类衍生出的原料生成这样的物质，所述物质可以用于，例如，掺合成燃料，和生产化学品和工业产品。
[0355] 在生产从生物质和/或油组合物得到的产品时可以涉及的示例性的过程、特别是可能的级分、可能的改质技术、和可能的产品描述在，例如，Robinson, P. R. (2006)。Petroleum Processing Overview. In Hsu, C. S.和Robinson, P. R. (编), Practical Advances in Petroleum Processing (Vol. 1) (第18页)。New York: Springer Science + Business Media。
[0356] 实施例2图4解释了本文所述的示例性的方法和系统。将粗藻油（油组合物，例如，从藻类生物质提取的油）导入系统中。通过破碎构成整个细胞的生物质，并从藻细胞获取油，得到藻油。
藻细胞可以，例如，含有50%或更大重量的脂类或油。藻油然后进入改质过程，其可以从例如HDM反应器开始，其中在HDM反应器内的催化剂床反应和/或吸附任何含有金属的分子和/或金属离子到催化剂表面上。催化剂床也反应和/或吸附非金属，例如，磷。油组合物然后退出HDM反应器，在组合物中具有降低含量的金属或非金属原子，例如，小于组合物的
1% w/w。金属/非金属原子作为废物排出，或作为营养物再利用用于培养更多的藻类生物质。
藻细胞可以，例如，含有50%或更大重量的脂类或油。藻油然后进入改质过程，其可以从例如HDM反应器开始，其中在HDM反应器内的催化剂床反应和/或吸附任何含有金属的分子和/或金属离子到催化剂表面上。催化剂床也反应和/或吸附非金属，例如，磷。油组合物然后退出HDM反应器，在组合物中具有降低含量的金属或非金属原子，例如，小于组合物的
1% w/w。金属/非金属原子作为废物排出，或作为营养物再利用用于培养更多的藻类生物质。
[0357] 然后将脱金属反应器的产品供给催化脱硫装置。HDS反应器维持在约315至约480℃的温度和从约100至约3000 psi的氢分压。操作压力和温度的范围是在石油精制工业中采用的那些的示例，且是本领域技术人员已知的。反应器中的催化剂会促进通过氢化从藻油中的化学化合物去除硫。硫作为H2S被去除，所述H2S可以进一步作为元素硫进行回收，其中使用石油精制工业的技术人员众所周知的技术。来自HDS的产品具有降低的硫含量，例如，小于组合物的1% w/w。
[0358] 接着图4中的实施例，藻油组合物然后进入HDN反应器。HDN反应器包含催化剂床，其当接触油组合物时，会从组合物去除氮原子或含氮的分子。HDN反应器维持在约315至约480℃的温度和从约100至约3000 psi的氢分压。操作压力和温度的范围是在石油精制工业中采用的那些的示例，且是本领域技术人员已知的。反应器中的催化剂会促进通过氢化从藻油中的化学化合物去除氮。从HDN反应器得到的精制的组合物现在是包含小于1% w/w的金属/非金属原子和小于1% w/w的硫和氮原子的藻油组合物。氮作为氨被去除。可以抛弃或再使用氨，例如，作为培养藻类的营养物。经常，如在图4中所例证的，与氮去除平行地，还通过氢化，去除在先前的HDM反应器中的油组合物中可能没有去除的其它杂原子（例如，硫、氮、和磷），由此生成其它产品，诸如硫化氢、水、一氧化碳、二氧化碳、和更轻的烃（例如甲烷、乙烷和丁烷）。
[0359] 最后，来自粗藻油的精制的油组合物进入HDO反应器。HDO反应器类似于HDN反应器，且包含从油组合物中去除氧的催化组合物。如本文所述的，当运输或燃烧精制的油组合物时，氧可以产生问题。HDO反应器中的催化剂和含有氧的分子和化合物的随后氢化会产生副产品，诸如水、一氧化碳、和二氧化碳，如在图4中所例证的。另外，像前面的HDN反应器一样，通过氢化，也可以去除油组合物中以前没有去除的硫原子，由此产生硫化氢作为副产品以及上述的其它副产品。
[0360] 退出HDO反应器以后，精制的组合物包含，例如，轻烃（诸如戊烷）和更长的链烃，其可以用于生成燃料诸如馏出物（例如，喷气燃料和柴油）或汽油。通过蒸馏，分离这两种类型的烃。也可以产生润滑油基本原料。精制的组合物被证实为图4中的绿色产品。作为一个选择（有时在精制工业中实践以增加在精制时的汽油产率），然后可以将绿色产品送至催化裂化装置，用于进一步转化，其中使用LZY-72 催化剂，例如，Union Carbide Y-型沸石，其经常用作裂化催化剂。Y-型沸石具有3-维孔网络，具有约8.6 Å的孔口，其扩展成约13 Å的自由直径的更大的、接近球形的笼子。然后可以将催化裂化反应的产品进一步精制成最终的汽油和馏出物。进一步催化裂解该产品的一个替代方案是在馏出物和汽油掺合库中直接使用绿色馏出物和石脑油。
[0361] 改质方法可以包含在图4中描述的4个步骤。另外，可以将2个或更多个步骤组合成单个步骤。例如，步骤2(HDS)和步骤3(HDN)可以组合成单个步骤。4个步骤的不同组合是在本领域技术人员的知识范围内。
[0362] 实施例3HDM是这样的过程，其中金属（例如Mg）和非金属（例如P）被从油组合物中去除，并反应/吸附到催化剂自身上。HDM催化剂可以具有相对短的寿命。可以优化该催化剂的寿命和成本效益，例如，通过选择具有非常高表面积和孔体积的催化剂/载体，和通过选择开孔结构以确保油组合物的最大可达性以及最高的金属和非金属存储容量。可以使用2个平行的催化剂床（一个有活性的在线，第二个填充新的催化剂）。当其它催化剂用尽时，可以转换2种催化剂之一。另外，可以使用“旋转木马轮”构型的3个催化剂床，其中一个是在线内，第二个填充了新的催化剂，且第三个正在排空和重填。催化剂和构型的选择是基于，例如，油组合物中的金属和非金属水平和/或流速。这些参数是在本领域技术人员的知识范围内。
[0363] HDM大部分结束后，然后可以如图4所示，进行HDS、HDN和HDO的不同组合，例如，在连续的反应器中，或在同一个反应器中同时地进行。
[0364] 纯的烃馏出物流的最终的改质的油组合物适合，例如，用于或掺合馏出物掺合操作（在精炼厂内），这是由于它的降低的杂原子含量。改质的油组合物类似于或优于轻质低硫“原油”流，后者可以通过管线来输送和/或使用现有的技术进一步加工。
[0365] 所有4个步骤可以具有高温（例如约300至约500℃）和高氢压（例如超过约200 psi至超过约1000 psi）。
[0366] 用于HDM的催化剂应当具有高孔隙率和/或能够隔离高水平的金属和/或非金属。所有3种催化剂可以包含例如载体诸如氧化铝（或铝硅酸盐或二氧化硅），且还可以包含2种或更多种金属化合物，诸如Co/Mo、Ni/Mo和Co/W。这样的催化剂通常用于石油精制中，且可以从催化剂供应商容易地得到。
[0367] 实施例4通过提取过程，从藻类得到具有表5所示的组成的油。在表5中还显示了API重力和
H/C比（从表5中给出的H%和碳%之比计算出的氢原子与碳原子之比，其中调节各自的原子量，以得到原子比）。这些术语是精制工业中的原料和产品的普通叙词。
H/C比（从表5中给出的H%和碳%之比计算出的氢原子与碳原子之比，其中调节各自的原子量，以得到原子比）。这些术语是精制工业中的原料和产品的普通叙词。
[0368] 值得注意的是，高浓度的氧（大于10%）和高浓度的磷、钠、和金属（Na、K、Ca）。19.5的低API也值得注意。
[0369] 然后对藻类衍生出的油进行与在食品工业中所使用的类似的RBD处理过程。该过程的产品具有“RBD处理过的油”所标记的列中的组成。值得注意的是，存在N、P和Na的提高。
[0370] 然后对处理过的油进行加氢处理，如在实施例2和3中所述。进行包含HDM、HDN、和HDO的过程。
[0371] 产品具有“柴油”所标记的列中提供的组成。该物质的沸点范围是在从常规的石油和有关的精制过程得到的柴油的范围内。值得注意的是，与藻类衍生出的油和处理过的油相比，下述水平降低：O水平（从12.66%至小于0.5%）、P（从1.59 ppm至小于1 ppm）和金属水平（Na从11.3 ppm至小于3 ppm、K从9.85 ppm至小于4 ppm、和Ca从4.53 ppm至小于4 ppm）的降低。也值得注意的是，API的增加（比重降低）和H/C比的增加。这指示着藻类衍生出的油被HDM、HDN和HDO步骤催化改质，所述步骤发生于在石油精制中采用的和在实施例2和3中描述的常规加氢处理操作中。在精制工业中，已知这些过程会在催化和/或热去除金属、硫、氮和氧过程中将氢添加至产品上，如在实施例2和3中所述。
[0372] 来自催化加氢处理步骤的柴油产品适合，例如，直接地用于柴油中，或作为柴油混合材料，如在精制工业中所实践的。
[0373] 表5。
[0374] 实施例5通过用精制配偶体生产喷气燃料，已经证实了在中试规模的整个池-至-泵
（pond-to-pump）价值链。培养并收获藻类生物质，并通过溶剂逆流过程提取藻油。该藻类衍生出的油的组成如表6所示。值得注意的是，高浓度的硫、氮、氧和金属（包括磷）和低H/C比和API。这些性质使得藻类衍生出的油不适合直接用作燃料。
（pond-to-pump）价值链。培养并收获藻类生物质，并通过溶剂逆流过程提取藻油。该藻类衍生出的油的组成如表6所示。值得注意的是，高浓度的硫、氮、氧和金属（包括磷）和低H/C比和API。这些性质使得藻类衍生出的油不适合直接用作燃料。
[0375] 表6。
[0376] 使用Dynamic Fuels Bio-Synfining™方法精制该油，以制备符合规格的柴油和喷气燃料（加氢处理过的可再生的喷气燃料，HRJ）。用于改质藻油的方法是在实施例2和3中所述的那些。另外，在HDM、HDN、HDS和HDO步骤之后，使用加氢异构化方法，以增加适合用于喷气燃料的物质的产率和质量。加氢异构化是精制工业中已知的且经常用于改质石油衍生烃的处理步骤。
[0377] 将Bio-SynfiningTM方法的产品分馏成3段，如表7所示：C7-石脑油、C8-C15喷气燃料(HRJ)、和C15+柴油。得到的晶体状透明的HRJ符合商业和军事用途的所有关键规格。藻-衍生的HRJ的冰点（一个特别关键的参数）是-67℃。该非常低的冰点远远超过规格的-47℃冰点，潜在地允许飞行器在更高的海拔飞行，或允许在HRJ级分中包含更多的C15+ 级分，导致更高的符合规格的（on-spec）喷气燃料产率。该低冰点也突出了加氢异构化过程的高效率和实现的高异构化程度。其它有用的产品可以具有例如约-60℃至约-70℃、或约-50℃至约-75℃的冰点。
[0378] 在小试和中试规模进行的该池-至-泵示例证实，从藻类生物质提取的藻油非常适用于转化成满足或优于所有规格的柴油和喷气燃料。
[0379] 表7下面显示了来自藻油的HRJ性质和与商业(Jet A-1)和军事(JP-8)规格的一致性
*注: HRJ的规格范围是0.730-0.770 (AFRL)。
*注: HRJ的规格范围是0.730-0.770 (AFRL)。
[0380] 图9显示了部分地加氢脱氧的藻油的GC-FID痕迹。在24分钟后洗脱的峰表明残余的、未转化的游离脂肪酸的存在。优化HDO过程后，在GC-FID色谱图中不存在残余的未转化的游离脂肪酸（图10）。该物质是完全加氢脱氧的产品，其可以使用标准的精制技术进一步蒸馏，以制备柴油和加氢处理过的可再生的喷射(HRJ)燃料产品。在上表中显示了通过蒸馏HDO处理过的物质而生产的HRJ产品的特征，以及ASTM Jet A-1级喷气燃料和军用JP-8级喷气燃料的规格。在所有情况下，HRJ产品满足或超过了A-1和JP-8燃料规格。
[0381] 实施例6已知在实施例2和3中描述的催化氢化过程会生成可以转化成柴油和喷射（馏出物）燃
料的物质。这些过程也自然地产生适合用于汽油掺合的更轻的（更低的沸点）物质。这些物质在石油精制工业中通常称作石脑油。这些也就是在图4中称作绿色产品的相同产品。发现如在实施例4中所述的供给HDM、HDN、和HDO过程的藻类衍生出的油会产生这样的物质，其沸点低于柴油和喷射燃料，且具有与石油衍生出的石脑油类似的组成。
料的物质。这些过程也自然地产生适合用于汽油掺合的更轻的（更低的沸点）物质。这些物质在石油精制工业中通常称作石脑油。这些也就是在图4中称作绿色产品的相同产品。发现如在实施例4中所述的供给HDM、HDN、和HDO过程的藻类衍生出的油会产生这样的物质，其沸点低于柴油和喷射燃料，且具有与石油衍生出的石脑油类似的组成。
[0382] 表8显示了如在实施例4中所述催化地加氢处理藻油得到的石脑油-样产品的PIONA（链烷烃、异链烷烃、烯烃、环烷和芳族化合物）分析。值得注意的是，所述物质的组合物由含有3-12个碳原子的分子组成，所述分子包括链烷烃、异链烷烃、环烷和芳族化合物。
烯烃的含量降低，其与来自如在实施例2至5中所述的催化加氢处理过程的产品相一致。该物质的分子组成类似于在石油精制中发现的石脑油产品的分子组成。该物质然后可以用于供给处理装置（石脑油重整器和异构化装置）和/或制备适合汽油掺合的混合材料。
烯烃的含量降低，其与来自如在实施例2至5中所述的催化加氢处理过程的产品相一致。该物质的分子组成类似于在石油精制中发现的石脑油产品的分子组成。该物质然后可以用于供给处理装置（石脑油重整器和异构化装置）和/或制备适合汽油掺合的混合材料。
[0383] 表9显示了催化地加氢处理藻油（实施例4）得到的石脑油-样物质的分子组成的详细分析。在表9中的数据总结在表8中，并再次证实了存在的分子物质的宽范围。
[0384] 表8碳数目 链烷烃 异链烷烃 烯烃 环烷 芳族化合物 总和
3 0.172 0.000 0.000 0.000 0.000 0.172457
4 1.506 0.963 0.000 0.000 0.000 2.46849
5 4.584 4.956 0.000 0.000 0.000 9.540235
6 7.784 9.946 0.000 1.055 0.000 18.78386
7 7.964 12.870 0.000 1.389 0.108 22.33067
8 5.598 11.140 0.022 1.708 0.305 18.77338
9 3.249 10.745 0.255 1.708 0.331 16.28928
10 1.237 6.519 0.061 0.622 0.089 8.528329
11 0.251 2.172 0.000 0.046 0.000 2.469399
12 0.062 0.581 0.000 0.000 0.000 0.643905
总和 32.40734 59.89282 0.338234 6.528193 0.833412 100
表9
组分名称 Wt%GCxGC 碳数目 PIONA
甲苯 0.108 7 a
乙苯 0.047 8 a
间-二甲苯 0.113 8 a
对-二甲苯 0.078 8 a
邻-二甲苯 0.057 8 a
1,4-二乙基-苯 0.010 8 a
异丙基苯 0.002 9 a
丙基苯 0.023 9 a
1,3-甲基乙基苯 0.097 9 a
1,4-甲基乙基苯 0.030 9 a
1,3,5-三甲基苯 0.037 9 a
1,2-甲基乙基苯 0.025 9 a
1,2,4-三甲基苯 0.113 9 a
1,2,3-三甲基苯 0.004 9 a
1乙基2,4二甲基苯 0.011 10 a
1甲基3异丙基苯 0.006 10 a
1甲基3丙基苯 0.008 10 a
1甲基4丙基苯 0.023 10 a
正-丁基-苯 0.026 10 a
甲基丙-苯 0.001 10 a
二甲基-乙基苯 0.014 10 a
异丁烷 0.963 4 i
2-甲基丁烷 4.956 5 i
2,2-二甲基-丁烷 0.125 6 i
2,3-二甲基-丁烷 0.532 6 i
2-甲基戊烷 5.746 6 i
3-甲基戊烷 3.542 6 i
2,2-二甲基-戊烷 0.149 7 i
2,4-二甲基-戊烷 0.438 7 i
3,3-二甲基-戊烷 0.122 7 i
2-甲基己烷 5.362 7 i
2,3-二甲基-戊烷 0.769 7 i
3-甲基己烷 5.315 7 i
3-乙基戊烷 0.714 7 i
2,2-二甲基-己烷 0.125 8 i
2,5-二甲基己烷 0.263 8 i
2,4-二甲基己烷 0.626 8 i
3,3-二甲基-己烷 0.017 8 i
2,3,4三甲基戊烷 0.004 8 i
2,3-二甲基己烷 0.312 8 i
2甲基3乙基戊烷 0.025 8 i
2-甲基庚烷 4.874 8 i
4-甲基庚烷 0.339 8 i
3,4-二甲基-己烷 0.172 8 i
3-甲基庚烷 4.382 8 i
2,2,3-三甲基-己烷 0.042 9 i
2,3,5三甲基己烷 0.064 9 i
2,2,5三甲基己烷 0.096 9 i
2,4-二甲基-庚烷 0.388 9 i
2,6-二甲基-庚烷 0.565 9 i
3,3-二甲基庚烷 1.163 9 i
2.5-二甲基-庚烷 0.080 9 i
二甲基-庚烷 0.047 9 i
2,3-二甲基庚烷 0.363 9 i
3,4-二甲基庚烷 0.152 9 i
4甲基辛烷 0.875 9 i
2-甲基辛烷 3.892 9 i
3-乙基庚烷 2.923 9 i
3-甲基辛烷 0.016 9 i
2,3,4-三甲基-庚烷 0.079 9 i
2,4,6三甲基庚烷 0.054 10 i
3,3,5-三甲基-庚烷 0.116 10 i
2,3,6-三甲基庚烷 0.352 10 i
4,4-二甲基-辛烷 0.148 10 i
2,5-二甲基-辛烷 0.461 10 i
2,7-二甲基-辛烷 0.288 10 i
2,5-二甲基-辛烷 0.207 10 i
2,6-二甲基-辛烷 0.427 10 i
3乙基2甲基庚烷 0.380 10 i
3乙基2甲基庚烷 0.601 10 i
5甲基壬烷 0.554 10 i
4甲基壬烷 1.133 10 i
2甲基壬烷 0.508 10 i
3乙基C8 0.203 10 i
3甲基壬烷 1.088 10 i
4,6二甲基-C9 0.240 11 i
2,5二甲基-壬烷 0.242 11 i
2,6二甲基-壬烷 0.129 11 i
6乙基2甲基辛烷 0.210 11 i
二甲基-C9 0.215 11 i
3,7二甲基-壬烷 0.146 11 i
二甲基-壬烷 0.174 11 i
5甲基癸烷 0.214 11 i
4甲基癸烷 0.155 11 i
2甲基癸烷 0.206 11 i
3乙基壬烷 0.043 11 i
3甲基癸烷 0.198 11 i
4,6-二甲基-C10 0.059 12 i
2,5-二甲基-C10 0.067 12 i
二甲基-C10 0.045 12 i
乙基甲基C9 0.045 12 i
二甲基-C10 0.047 12 i
二甲基-C10 0.031 12 i
二甲基-C10 0.029 12 i
二甲基-C10 0.023 12 i
5甲基C11 0.075 12 i
4甲基C11 0.035 12 i
2甲基C11 0.072 12 i
3甲基C11 0.052 12 i
甲基环戊烷 0.791 6 n
环己烷 0.263 6 n
1,1二甲基环戊烷 0.109 7 n
1,c3-二甲基环戊烷 0.322 7 n
1,t2二甲基环戊烷 0.430 7 n
甲基环己烷 0.236 7 n
乙基环戊烷 0.293 7 n
1,1,3三甲基环戊烷 0.232 8 n
1,2,4三甲基环戊烷 0.181 8 n
1,2,3三甲基环戊烷 0.075 8 n
1,c3-二甲基环己烷 0.214 8 n
t-1,4-二甲基环己烷 0.106 8 n
1,1-二甲基环己烷 0.071 8 n
t-1,3-乙基甲基环戊烷 0.107 8 n
c-1,3-乙基甲基环戊烷 0.076 8 n
c-1,2-乙基甲基环戊烷 0.267 8 n
t-1,2-二甲基环己烷 0.062 8 n
c-1,4-二甲基-环己烷 0.155 8 n
1甲基乙基环戊烷 0.060 8 n
c1乙基3甲基环戊烷 0.040 8 n
丙基环戊烷 0.061 8 n
c-1,3,5-三甲基-环己烷 0.319 9 n
1,1,3三甲基环己烷 0.060 9 n
t-1,3-二乙基环戊烷 0.104 9 n
t-1,2-二乙基环戊烷 0.109 9 n
1,2,4-三甲基环己烷 0.126 9 n
t-1,3,5-三甲基-环己烷 0.024 9 n
2甲基丙基环戊烷 0.009 9 n
1,1,2-三甲基环己烷 0.034 9 n
1甲基2丙基-环戊烷 0.192 9 n
c-1乙基2甲基环己烷 0.211 9 n
t-1乙基4甲基环己烷 0.074 9 n
丁基环戊烷 0.072 9 n
乙基甲基环己烷 0.092 9 n
乙基甲基环己烷 0.030 9 n
1Me2丙基环戊烷 0.009 9 n
异丙基环己烷 0.022 9 n
乙基甲基环己烷 0.005 9 n
丙基环己烷 0.107 9 n
n-丁基环戊烷 0.078 9 n
2Meocthydrpentane 0.001 9 n
c-1乙基2Mecyclohexane 0.029 9 n
1甲基丁基环戊烷 0.052 10 n
1Me3(2Mepr)cyp 0.190 10 n
1乙基2,3二甲基环己烷 0.000 10 n
1123tetrMecyclohexane 0.016 10 n
1Et2,4二甲基环己烷 0.001 10 n
1123四Mecyclohexane 0.012 10 n
1isopro3Met环己烷 0.038 10 n
1Me3丙基环己烷 0.041 10 n
1,2-二甲基cyoctane 0.051 10 n
1丁基3Mecypentane 0.081 10 n
1but2Etcybutane 0.042 10 n
双环癸烷 0.037 10 n
1Meprop-环己烷 0.004 10 n
丁基环己烷 0.035 10 n
戊基环戊烷 0.024 10 n
1乙基3丙基环己烷 0.027 11 n
11335pentMecyclohexane 0.019 11 n
1,4-辛二烯 0.022 8 o
2-壬烯 0.104 9 o
6甲基1辛烯 0.104 9 o
3甲基cyoctene 0.048 9 o
2,6二甲基4辛烯 0.061 10 o
丙烷 0.172 3 p
丁烷 1.506 4 p
戊烷 4.584 5 p
己烷 7.784 6 p
庚烷 7.964 7 p
辛烷 5.598 8 p
壬烷 3.249 9 p
癸烷 1.237 10 p
十一烷 0.251 11 p
十二烷 0.062 12 p
尽管本文已经证实和描述了某些实施方案，本领域技术人员显而易见，这样的实施方
案仅作为实施例而提供。本领域技术人员现在可以做出许多变动、变化、和替换，而不脱离本公开内容。应当理解，本文描述的公开内容的实施方案的不同替代方案可以用于实践本公开内容。下述的权利要求意在定义本公开内容的范围，且覆盖在这些权利要求和它们的等同方案的范围内的方法和结构。
3 0.172 0.000 0.000 0.000 0.000 0.172457
4 1.506 0.963 0.000 0.000 0.000 2.46849
5 4.584 4.956 0.000 0.000 0.000 9.540235
6 7.784 9.946 0.000 1.055 0.000 18.78386
7 7.964 12.870 0.000 1.389 0.108 22.33067
8 5.598 11.140 0.022 1.708 0.305 18.77338
9 3.249 10.745 0.255 1.708 0.331 16.28928
10 1.237 6.519 0.061 0.622 0.089 8.528329
11 0.251 2.172 0.000 0.046 0.000 2.469399
12 0.062 0.581 0.000 0.000 0.000 0.643905
总和 32.40734 59.89282 0.338234 6.528193 0.833412 100
表9
组分名称 Wt%GCxGC 碳数目 PIONA
甲苯 0.108 7 a
乙苯 0.047 8 a
间-二甲苯 0.113 8 a
对-二甲苯 0.078 8 a
邻-二甲苯 0.057 8 a
1,4-二乙基-苯 0.010 8 a
异丙基苯 0.002 9 a
丙基苯 0.023 9 a
1,3-甲基乙基苯 0.097 9 a
1,4-甲基乙基苯 0.030 9 a
1,3,5-三甲基苯 0.037 9 a
1,2-甲基乙基苯 0.025 9 a
1,2,4-三甲基苯 0.113 9 a
1,2,3-三甲基苯 0.004 9 a
1乙基2,4二甲基苯 0.011 10 a
1甲基3异丙基苯 0.006 10 a
1甲基3丙基苯 0.008 10 a
1甲基4丙基苯 0.023 10 a
正-丁基-苯 0.026 10 a
甲基丙-苯 0.001 10 a
二甲基-乙基苯 0.014 10 a
异丁烷 0.963 4 i
2-甲基丁烷 4.956 5 i
2,2-二甲基-丁烷 0.125 6 i
2,3-二甲基-丁烷 0.532 6 i
2-甲基戊烷 5.746 6 i
3-甲基戊烷 3.542 6 i
2,2-二甲基-戊烷 0.149 7 i
2,4-二甲基-戊烷 0.438 7 i
3,3-二甲基-戊烷 0.122 7 i
2-甲基己烷 5.362 7 i
2,3-二甲基-戊烷 0.769 7 i
3-甲基己烷 5.315 7 i
3-乙基戊烷 0.714 7 i
2,2-二甲基-己烷 0.125 8 i
2,5-二甲基己烷 0.263 8 i
2,4-二甲基己烷 0.626 8 i
3,3-二甲基-己烷 0.017 8 i
2,3,4三甲基戊烷 0.004 8 i
2,3-二甲基己烷 0.312 8 i
2甲基3乙基戊烷 0.025 8 i
2-甲基庚烷 4.874 8 i
4-甲基庚烷 0.339 8 i
3,4-二甲基-己烷 0.172 8 i
3-甲基庚烷 4.382 8 i
2,2,3-三甲基-己烷 0.042 9 i
2,3,5三甲基己烷 0.064 9 i
2,2,5三甲基己烷 0.096 9 i
2,4-二甲基-庚烷 0.388 9 i
2,6-二甲基-庚烷 0.565 9 i
3,3-二甲基庚烷 1.163 9 i
2.5-二甲基-庚烷 0.080 9 i
二甲基-庚烷 0.047 9 i
2,3-二甲基庚烷 0.363 9 i
3,4-二甲基庚烷 0.152 9 i
4甲基辛烷 0.875 9 i
2-甲基辛烷 3.892 9 i
3-乙基庚烷 2.923 9 i
3-甲基辛烷 0.016 9 i
2,3,4-三甲基-庚烷 0.079 9 i
2,4,6三甲基庚烷 0.054 10 i
3,3,5-三甲基-庚烷 0.116 10 i
2,3,6-三甲基庚烷 0.352 10 i
4,4-二甲基-辛烷 0.148 10 i
2,5-二甲基-辛烷 0.461 10 i
2,7-二甲基-辛烷 0.288 10 i
2,5-二甲基-辛烷 0.207 10 i
2,6-二甲基-辛烷 0.427 10 i
3乙基2甲基庚烷 0.380 10 i
3乙基2甲基庚烷 0.601 10 i
5甲基壬烷 0.554 10 i
4甲基壬烷 1.133 10 i
2甲基壬烷 0.508 10 i
3乙基C8 0.203 10 i
3甲基壬烷 1.088 10 i
4,6二甲基-C9 0.240 11 i
2,5二甲基-壬烷 0.242 11 i
2,6二甲基-壬烷 0.129 11 i
6乙基2甲基辛烷 0.210 11 i
二甲基-C9 0.215 11 i
3,7二甲基-壬烷 0.146 11 i
二甲基-壬烷 0.174 11 i
5甲基癸烷 0.214 11 i
4甲基癸烷 0.155 11 i
2甲基癸烷 0.206 11 i
3乙基壬烷 0.043 11 i
3甲基癸烷 0.198 11 i
4,6-二甲基-C10 0.059 12 i
2,5-二甲基-C10 0.067 12 i
二甲基-C10 0.045 12 i
乙基甲基C9 0.045 12 i
二甲基-C10 0.047 12 i
二甲基-C10 0.031 12 i
二甲基-C10 0.029 12 i
二甲基-C10 0.023 12 i
5甲基C11 0.075 12 i
4甲基C11 0.035 12 i
2甲基C11 0.072 12 i
3甲基C11 0.052 12 i
甲基环戊烷 0.791 6 n
环己烷 0.263 6 n
1,1二甲基环戊烷 0.109 7 n
1,c3-二甲基环戊烷 0.322 7 n
1,t2二甲基环戊烷 0.430 7 n
甲基环己烷 0.236 7 n
乙基环戊烷 0.293 7 n
1,1,3三甲基环戊烷 0.232 8 n
1,2,4三甲基环戊烷 0.181 8 n
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c-1,4-二甲基-环己烷 0.155 8 n
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c1乙基3甲基环戊烷 0.040 8 n
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t-1,3-二乙基环戊烷 0.104 9 n
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t-1,3,5-三甲基-环己烷 0.024 9 n
2甲基丙基环戊烷 0.009 9 n
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1甲基2丙基-环戊烷 0.192 9 n
c-1乙基2甲基环己烷 0.211 9 n
t-1乙基4甲基环己烷 0.074 9 n
丁基环戊烷 0.072 9 n
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乙基甲基环己烷 0.005 9 n
丙基环己烷 0.107 9 n
n-丁基环戊烷 0.078 9 n
2Meocthydrpentane 0.001 9 n
c-1乙基2Mecyclohexane 0.029 9 n
1甲基丁基环戊烷 0.052 10 n
1Me3(2Mepr)cyp 0.190 10 n
1乙基2,3二甲基环己烷 0.000 10 n
1123tetrMecyclohexane 0.016 10 n
1Et2,4二甲基环己烷 0.001 10 n
1123四Mecyclohexane 0.012 10 n
1isopro3Met环己烷 0.038 10 n
1Me3丙基环己烷 0.041 10 n
1,2-二甲基cyoctane 0.051 10 n
1丁基3Mecypentane 0.081 10 n
1but2Etcybutane 0.042 10 n
双环癸烷 0.037 10 n
1Meprop-环己烷 0.004 10 n
丁基环己烷 0.035 10 n
戊基环戊烷 0.024 10 n
1乙基3丙基环己烷 0.027 11 n
11335pentMecyclohexane 0.019 11 n
1,4-辛二烯 0.022 8 o
2-壬烯 0.104 9 o
6甲基1辛烯 0.104 9 o
3甲基cyoctene 0.048 9 o
2,6二甲基4辛烯 0.061 10 o
丙烷 0.172 3 p
丁烷 1.506 4 p
戊烷 4.584 5 p
己烷 7.784 6 p
庚烷 7.964 7 p
辛烷 5.598 8 p
壬烷 3.249 9 p
癸烷 1.237 10 p
十一烷 0.251 11 p
十二烷 0.062 12 p
尽管本文已经证实和描述了某些实施方案，本领域技术人员显而易见，这样的实施方
案仅作为实施例而提供。本领域技术人员现在可以做出许多变动、变化、和替换，而不脱离本公开内容。应当理解，本文描述的公开内容的实施方案的不同替代方案可以用于实践本公开内容。下述的权利要求意在定义本公开内容的范围，且覆盖在这些权利要求和它们的等同方案的范围内的方法和结构。
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