[发明专利]以醇为原料的组合物的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及以乙醇等醇为原料，含有用作化工原料或燃料组合物的有机化 合物的组合物及其制造方法。

背景技术

汽油是沸点范围在30～200℃左右的挥发性液体石油馏分，成分为碳原子 数4～12的烃的混合物(参见非专利文献1)。世界上最大的石油消耗国美国2004 粘的汽油消耗量约为380百万加仑/日，美国消耗了世界石油的40％以上(参见 非专利文献2)。在美国以外，汽油对各国的经济和能源战略也具有非常大的影 响。现在，汽油由石油合成，但在将来会面临石油枯竭的问题(能源危机)。此 外，作为文明代表的汽车的普及而消耗大量化石燃料，被认为是排出二氧化碳 而引起地球温室化的主要原因，需要减少二氧化碳的排出。针对上述问题，汽 车生产商开发了混合动力车、弹性燃料车(FFV)、燃料电池车、电动汽车等， 混合车和FFV虽然价格稍高但已在市场上取得重要地位。

另一方面，在新燃料合成技术中，已知由美孚公司开发的使用沸石催化剂， 由甲醇合成汽油的技术(MTG)、由合成气合成液体燃料的技术(GTL)等(参 见非专利文献3～5)，但MTG的原料甲醇现在主要由天然气体，即化石资源合 成。GTL的原料合成气由天然气、生物质获得，但液化的原料只是轻油代替燃 料，其本身无法直接用于汽油车中。

作为获取动力的机械的内燃机，众所周知的有燃气机、4冲程发动机、柴 油发动机、喷气发动机等。以下示出4冲程发动机的现状和问题点。作为4冲 程发动机的汽油添加剂，已知乙醇、丁醇、甲基叔丁基醚(MTBE)、乙基叔丁 基醚(ETBE)(参见非专利文献6～10)。在汽油中添加乙醇的情况下，一般认 为10％左右以下就不会对现有的汽油车产生影响，混合了10％乙醇的汽油在美 国作乙醇汽油(E10)出售。在巴西，在通常的汽油中已经包含22～26％的乙 醇。含有85％乙醇的汽油(E85)或100％乙醇的燃料必须用于专用车。然而， 有报道指由于乙醇比汽油的发热量低，因此E10和E85的燃料费用比汽油更高 昂。此外，在混合乙醇的汽油的情况下，混入的水会使燃料产生层分离，导致 发动机产生问题。MTBE作为排放气体中的氮氧化合物(Nox)问题的对策产 品已经代替以往的四乙基铅的辛烷值助剂，从80年代开始在世界上广泛使用， 在美国，明确了其是污染地下水的物质，于是渐渐地越来越多的州开始禁止实 用，估计不久的将来会全面禁止使用。ETBE由乙醇和异丁烯合成，由于其可作 MTBE的替代产品以及是来自植物的燃料添加剂，现在主要在欧洲渐渐普及。 然而，作为ETBE原料之一的异丁烯来自石油，因此不利于缓和地球温室化， 此外，还存在生态安全性、制造成本的问题。

预计这些新型汽车和新燃料今后的生产量将会增大，但今后20年左右，在 市场上还肯定会继续存在有现有的汽油车，因此还需要开发与现有汽油车相适 应的代替燃料。

另一方面，作为以乙醇为原料的高辛烷汽油燃料的方法，有人提出了采用 控制催化剂表面的固体酸/碱度的羟磷灰石催化剂的方法(参见专利文献1)，但 必须细微调节催化剂的磷与钙的mol比，存在催化剂的制备难这样的问题。此 外，制造的燃料氧化稳定性差，存在胶质产生得多这样的问题。

专利文献1：WO99-38822号公报

非专利文献1：Gasoline Blending Streams Test Plan，Submitted to the US EPA by The American Petroleum Institute Petroleum HPV Testing Group，AR201-13409A， 2001.

非专利文献2：Motor Fuels Understanding the Factors That Influence the Retail Price of Gasoline，United States Government Accountability of fice，GAO-05-525SP， May 2005.

非专利文献3：Meisel，L.S.，McCullough，P.J.，Lechthaler，H.C.and Weisz，B.P. Gasoline from methanol in one step.Chemtech 1976，February，86-89.