[发明专利]通过使用钼基催化剂将可再生源的流出物转化为高质量燃料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过使用钼基催化剂将可再生源的流出物转化为高质量燃料的 方法。

背景技术

在国际层面上，2005-2010年的显著之处首先在于欧盟内对燃料、特别是瓦 斯油基(gasoil-based)燃料需求的快速增加，其次在于与全球变暖和温室气体排放 有关的主要问题。因此，就考虑到化石来源原料而言，希望降低能源依赖性， 和希望减少CO₂排放。在该背景下，寻找可容易地整合到传统炼制和燃料生产 装置中的来自可再生源(renewablesources)的新的进料(charge)是越来越重要的目 标。

因此，在过去的这几年中，由于化石材料成本的提高，来自于木质纤维素 生物质(biomass)的转化或来自于植物油或动物脂肪的制备的植物源新产物向炼 制工艺中的整合重新受到关注。同样，传统生物燃料(主要是乙醇和植物油的甲 基酯)已经取得在汽油调合组分总和中作为对石油基料(petroleumbases)的补充的 真正地位。

对瓦斯油燃料的强烈需求，加之对环境的显著关心，巩固了对使用来自可 再生源的进料的兴趣。在这些进料中，如下可作为例子提出：植物油或藻类来 源的油、未经处理形式的或经过预处理的动物脂肪或使用过的食用油，及这些 进料的混合物。这些进料基本包含甘油三酸酯型的化学结构，其也以脂肪酸三 酯和脂肪酸的名称为本领域技术人员所知。甘油三酸酯的非常高的分子量(大于 600g/mol)和所考虑的进料的高粘度，意味着它们直接使用或者作为在瓦斯油中 的掺合物使用，对于现代的HDI发动机带来问题(与压力非常高的注射泵的兼容 性、不可控的燃烧、lowyields、有毒的未燃烧排放物)。然而，构成甘油三酸酯 的烃链主要呈线性并且它们的长度(碳原子的数目)与瓦斯油中存在的烃相容。此 外，这些链的初始数目通常为0-3，但可更高，特别对于源于藻类的油。

因此，随着本领域技术人员已知的添加剂的混合或加入，有必要转化这些 进料以便获得良好品质的瓦斯油基料和/或满足有效要求的煤油馏分。对于柴油 机，最终燃料必须符合EN590标准，并且对于煤油其必须满足在IATA (IntemationalAirTransportAssociation)GuidanceMaterialforAviationTurbineFuel Specifications例如ASTMD1655标准中所描述的规定。

一种可能的方法在于通过酯交换转化所述进料。因此，通过酯交换反应在 脂族一元醇存在下，将基本上构成这样的进料的甘油三酸酯转化为脂肪酸酯和 甘油。这种反应可通过均相或非均相催化剂催化。这种方法的缺点包括：a)由于 酯中存在氧，使得内燃机废气中NO_x排放升高；b)约360℃的相当高的沸点，对 于瓦斯油的终馏点必须满足的规范可能带来问题；c)获得非最大化的十六烷指数 (约50，其是瓦斯油所需的最小值)；和d)由于烃链上双键的存在，与氧化反应 稳定性有关的问题。

另一种可能的方法是在氢存在下，将植物油催化转化为脱氧化的石蜡燃料 (paraffinicfuel)(加氢处理)。已知许多金属或含硫的催化剂对于这种类型的反应 具有活性。用于植物油加氢处理的这些方法早已是公知的，并且在许多专利中 已有描述。如下专利可作为例子被引入：US4,992,605、US5,705,722、EP1,681,337 和EP1,741,768。

作为例子，EP1,681,337描述一种通过脱氧反应转化来自可再生源的进料的 方法以生产中间馏出物。催化剂由活性金属相构成，所述金属相由VIII族元素 构成，分散在金属氧化物或碳型载体上。所述方法还包括使用催化剂的任选的 异构化步骤，所述催化剂含有选自SAPO-11、SAPO-41、ZSM-22、镁碱沸石或 ZSM-23的分子筛和选自钯、铂和镍的VIII族金属，所述方法在200-500℃的温 度和2-15MPa压力进行。

因为用于脱氧反应的催化剂是金属催化剂，这种方法通过脱羧/脱羰导致专 门形成石蜡(paraffins)，并且导致产生碳氧化物。这是有利的，原因是与由于水 的产生而消耗氢的加氢脱氧反应(hydrodeoxygenationreactions)相比，其减少了氢 的消耗，但其意味着由于每摩尔烃以CO或CO₂形式丧失一个碳原子而存在可 升级产物(例如中间馏出物)的收率的降低。