[发明专利]将羧酸及其衍生物加氢制备成烃的方法

说明书

本发明涉及加氢领域，更具体地说，涉及将羧酸和/或其衍生物加氢制备一种或多种烃的方法。 

普遍认为大气中二氧化碳(CO₂)的浓度的提高会通过全球变暖效应导致气候变化。化石燃料的燃烧被认为应该对该大气的增加负主要责任，政府已经开始设定目标来控制或减少人类活动排放的二氧化碳，以求减轻和减少上述的影响。 

液体燃料，例如汽油、液化石油气(LPG)、柴油和航空燃料，是大气中二氧化碳排放的主要源头。大体上，它们源自于化石燃料，例如原油、天然气和煤。天然气和煤例如可以通过如蒸汽重整或部分氧化的方法转化为合成气，其中，合成气接着通过费-托合成转化为液态烃产物。在精炼厂中，基于不同的沸点，原油通常被蒸馏成各种馏分，其可以直接被用作燃料，或随后进一步转化成燃料。 

一种减少有关人类对大气中CO₂浓度的贡献的方法是利用生物质作为燃料，或利用生物质资源制备燃料。生物质最终通过光合作用和相关的方法，由大气中的二氧化碳制备，因此，任何因燃烧释放的CO₂都源头上来自于大气。因而燃料可以认为是中性CO₂。 

源自生物质燃料的例子是生物柴油。一种类型的生物柴油包含常规源自化石燃料的柴油和生物油(bio-oil)的调和物，生物油(bio-oil)通常是植物油例如菜籽油、葵花油或玉米油。然而，使用生物油直接作为燃料并不总是理想的，这是由于它们会由于积炭或聚合导致引擎污染，且会污染引擎润滑剂，降低其效率。 

生物油主要包括脂肪酸三甘油酯，且它们可以通过在通常被称为加氢脱氧的过程中与氢气反应转化为相应于脂肪酸烃链的烃。上述方法的一个实例描述在US 5,705,722中，其涉及通过生物油加氢来制备烃以及用柴油燃料调和烃。 

Baldauf & Balfanz在VDE Reports No 1126(1994)pp 153-168中描述了另一种加氢脱氧的方法，其中，源自生物的油可以和矿物油进料共同被引入精炼加氢脱硫单元，其中矿物油加氢脱硫，同时生物油加氢脱氧，制备出柴油燃料。 

然而，上述加氢脱氧方法存在一个问题，即产生碳氧化物(CO_x)。通常，其会在闪蒸分离器的蒸气馏分中，与未反应的氢气一起从烃产物中分离出来。期望将氢气循环回反应器中以避免过多的浪费。然而，蒸气馏分中存在的碳氧化物限制了可循环量，这是由于否则碳氧化物在反应器中积累到一定水平将对烃的产率形成副作用，且会导致催化剂失活。 

因此，仍然需要一种从源自生物油制备烃的改进方法，其减轻或者甚至消除上述问题。 

根据本发明，提供了一种从羧酸和/或其衍生物制备烃的方法，所述方法包括以下步骤： 

(a)将氢气和包含羧酸和/或其衍生物的反应组合物引入反应器中； 

(b)保持反应器中的条件，使得氢气和羧酸和/或其衍生物反应生成一种或多种碳氧化物和一种或多种源自羧酸和/或其衍生物的烃产物； 

(c)从反应器中取出包含来自反应器的未反应的氢气，一种或多种烃产物，和一种或多种碳氧化物的产物物流； 

(d)将产物物流引入闪蒸分离器； 

(e)从闪蒸分离器中取出蒸气馏分和液相馏分，其中，蒸气馏分包含氢气和一种或多种碳氧化物，且液相馏分包含一种或多种烃产物； 

其特征在于，来自闪蒸分离器的蒸气馏分中的一种或多种碳氧化物的浓度保持为或低于预定值。 

本发明的方法可以用于通过羧酸和/或其衍生物的加氢脱氧制备烃燃料。取决于源自羧酸和/或其衍生物的一种或多种烃产物的沸点范围，它们可以直接用作燃料，例如用作柴油、汽油或航空燃料，或它们也可以与现存的燃料原料(fuelstocks)调和。由于现有燃料原料中的烃和源自羧酸和/或其衍生物的烃产物之间仅有微小或没有差异，于是与现存的引擎不存在相容性的问题，因此无需进行引擎的改造。