[发明专利]加氢工艺

说明书

本发明涉及加氢领域，更特别地涉及羧酸和/或其衍生物加氢制备 一种或多种烃的方法。

广泛认为大气二氧化碳(CO₂)的浓度提高会导致全球变暖。化 石燃料的燃烧被认为对这种大气提高主要负责，政府开始设定调节或 降低大气二氧化碳排放的目标，努力缓解和降低这种影响。

液体燃料，例如汽油、液态石油气(LPG)、柴油和航空燃油， 是大气二氧化碳排放的主要来源。大体上，其来自化石燃料，例如原 油、天然气和煤。例如，天然气和煤可以通过例如蒸汽重整或部分氧 化的方法转化为合成气，其中该合成气通过费托合成继续转化为液体 烃产物。通常在炼厂基于不同的沸点将原油蒸馏为多种馏分，该馏分 可以直接或在进一步转化之后用作燃料。

用于降低与人类相关的对大气CO₂浓度的贡献的方法是使用生物 质作为燃料或由生物质来源制备燃料。生物质最终是由大气二氧化碳 通过光合作用和相关过程制备的，因此燃烧中释放的任何CO₂都将已 经来自大气。因此该燃料可以被认为是CO₂中性的。

来自生物质的燃料的实例是生物柴油。一种类型的生物柴油包括 常规来自化石燃料的柴油和生物油(生物油)的混合物。然而，生物 油直接用作燃料并不总是适合的，因为其会通过结焦或聚合造成发动 机结垢，而且会污染发动机润滑油，降低其效能。

生物油主要包括脂肪酸甘油三酯，其可以转化为相当于该脂肪酸 烃链的烃。实现其的一种方法是在通常称作加氢脱氧的方法中使该生 物油与氢气反应。这种方法的例子为US4992605，其描述了植物油加 氢制备在柴油沸点范围内的烃；和US5705722，其涉及通过生物油的 加氢制备烃以及将该烃和柴油燃料混合。WO2006/075057还描述了用 于由脂肪族甘油三酯制备柴油燃料烃的方法，其中该柴油燃料烃比进 料中甘油三酯的脂肪酸链少一个碳。

Baldauf & Balfanz在VDE Reports No 1126(1994)pp153-168中描 述了另一种加氢脱氧方法，其中可以将生物来源的油和矿物油原料共 同进料到炼厂加氢脱硫单元，其中该矿物油被加氢脱硫，生物油同时 加氢脱氧以制备柴油燃料。

这种组合的加氢脱硫和加氢脱氧方法的问题是与加氢脱硫柴油 燃料所需的氢气量相比，生物油需要更大量的氢气以加氢脱氧为烃。

因此，存在对其中降低氢气消耗的用于生物油加氢以制备烃燃料 的改进方法的需求。

依照本发明，提供了由羧酸和/或其衍生物制备烃的方法，该方法 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供给反应 器；

(b)保持反应器内的条件使得该氢气和该羧酸和/或其衍生物反 应，以制备一种或多种选自一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO₂)和甲 烷(CH₄)中的一种或多种的C₁化合物和来自该羧酸和/或其衍生物的 一种或多种产物烃的产物流；

(c)从该反应器中除去包含未反应的氢气、一种或多种产物烃、 来自该反应器的一种或多种C₁化合物；

其特征在于该反应制备的C₁化合物与在该反应混合物中的羧酸 和/或其衍生物中存在的羧酸根的摩尔比保持在0.37∶1之上。

尽管未被任何理论所限制，但相信羧酸和/或其衍生物的加氢脱氧 可以遵循至少两种反应途径，其显示在下面的方程I和II中。在该方 程中所示的该羧酸和/或其衍生物是羧酸甘油三酯，其通常是生物油和 脂肪的主要成分。

在方程I中，将甘油三酯的羧酸根中的氧以二氧化碳的方式除去。 因此，产物烃R¹H不包含羧酸根碳。

(R¹-C(O)-O)₃-C₃H₅+3H₂→3R¹H+3CO₂+C₃H₈        I

在方程II中，氧作为水除去，产物烃R¹CH₃包含羧酸根碳。