[发明专利]从无水1-丁醇制备异辛烯的方法

说明书

相关申请的交叉参考

根据35U.S.C.§119，本申请要求序列号为60/814,371(于2006年6月16日提交)的美 国临时申请的优先权，其公开内容通过引用并入本文，用于所有目的，如同被充分阐 述。

发明领域

本发明涉及使用从发酵液获得的无水1-丁醇来制备异辛烯的方法。

背景

异辛烯是生产燃料添加剂的有用中间体。异辛烯通常由异丁烯或含异丁烯的烃混 合物与酸催化剂的反应制备。例如美国专利申请No.2004/0054246描述了使用固体酸 性离子交换树脂从异丁烯或包含异丁烯的混合物制备二异丁烯。美国专利申请No. 2002/0045786描述了使用酸性催化剂从含异丁醇的萃余液制备二异丁烯。

针对改善空气质量以及增加来自可再生资源的能量生产的努力导致人们对可代 替气油和柴油机燃料的替代性燃料(如乙醇和丁醇)重新感兴趣。人们目前正努力提 高通过发酵微生物制备1-丁醇的效率，所述发酵微生物利用可再生原料(如玉米废料 和甘蔗渣)作为碳源。期望能够利用此类1-丁醇物流(stream)来生产异辛烯，以及 用于进一步从所述异辛烯生产燃料添加剂。

概述

本发明涉及制备至少一种异辛烯的方法，其包括：

(a)获得包含1-丁醇的发酵液；

(b)从所述发酵液中分离无水1-丁醇，以形成分离的无水1-丁醇；

(c)任选在溶剂的存在下，使步骤(b)中分离的无水1-丁醇于约50℃至约450℃的温 度以及约0.1MPa至约20.7MPa的压力下与至少一种酸催化剂接触，以产生包含所述 至少一种异辛烯的反应产物；和

(d)从所述反应产物中回收所述至少一种异辛烯，以获得至少一种回收的异辛烯。

本说明书和权利要求书中所使用的表达语“无水1-丁醇”表示这样一种物质：1- 丁醇占优势，但可以含有少量水(相对于1-丁醇加上水的重量计，低于约5重量％)，并 且可以含有少量的其它物质(例如丙酮和乙醇)，只要它们与试剂级1-丁醇一起进行 反应时不会显著影响前述催化反应即可。

所述至少一种回收的异辛烯用作制备运输燃料和燃料添加剂的中间体。具体而 言，可将所述至少一种回收的异辛烯转化为异辛烷、异辛醇或异辛基烷基醚。

在备选的实施方式中，通过使1-丁醇与至少一种酸催化剂接触而制备的反应产物 可以在随后的反应中使用，以制备在运输燃料中有用的化合物，而不必首先从反应产 物中回收该至少一种异辛烯。通过使反应产物与至少一种氢化催化剂接触，可使用该 反应产物制备至少一种异辛烷。

附图简述

附图由8幅图组成。

图1示出了用于实施本发明的总工艺流程。

图2示出了利用蒸馏制备无水1-丁醇的方法，其中使用包含1-丁醇但基本不含丙酮 和乙醇的发酵液作为原料流。

图3示出了利用蒸馏制备无水1-丁醇的方法，其中使用包含1-丁醇、乙醇和丙酮的 发酵液作为进料流。

图4示出了利用气提制备1-丁醇/水物流的方法，其中使用包含1-丁醇和水的发酵 液作为进料流。

图5示出了利用液-液萃取制备1-丁醇/水物流的方法，其中使用包含1-丁醇和水的 发酵液作为进料流。

图6示出了利用吸附制备1-丁醇/水物流的方法，其中使用包含1-丁醇和水的发酵 液作为进料流。

图7示出了利用渗透蒸发制备1-丁醇/水物流的方法，其中使用包含1-丁醇和水的 发酵液作为进料流。

图8示出了利用蒸馏制备无水1-丁醇的方法，其中使用包含1-丁醇和乙醇但基本不 含丙酮的发酵液作为进料流。

详述

本发明涉及用来源于发酵液的无水1-丁醇制备至少一种异辛烯的方法。如此制备 的至少一种异辛烯用作制备运输燃料的中间体，其中运输燃料包括但不限于气油、柴 油机燃料和喷气式发动机燃料。本发明进一步涉及使用由本发明方法制备的异辛烯制 备运输燃料添加剂。

更具体而言，本发明涉及制备至少一种异辛烯的方法，其包括使无水1-丁醇与至 少一种酸催化剂接触，以产生包含至少一种异辛烯的反应产物，以及从所述反应产物 中回收所述至少一种异辛烯，以获得至少一种回收的异辛烯。异辛烯是指具有八个碳 的任何烯烃，其中所述碳中的至少一个是仲碳或叔碳。