[发明专利]用于制备烃的方法和装置

说明书

发明领域

本发明涉及用于制备烃的方法和装置。更特别地，本发明涉及将萜烯转化为适于原样用作各种燃料等级的组合物或用作燃料混合组分的烃化合物。

发明背景

对于来自可再生来源的生物来源烃组分用于燃料中代替化石原料的兴趣越来越大。由于环境原因，其使用是非常受欢迎的。有大量的文献涉及由生物原料(例如植物油，例如妥尔油)制备燃料组合物。

US 2004/0230085 A1公开了用于由木基妥尔油通过两部工序制备烃组分的方法，其中将妥尔油的脂肪酸馏分(TOFA)经过加氢脱氧步骤以在脱硫催化剂存在下对TOFA加氢，然后经过异构化步骤以支化该烃链。由该异构化得到的产物主要是异-链烷烃，其适于用作柴油燃料中的组分。适用于柴油组分的烃链长度通常在C₉-C₂₀范围内。

US 2009/0020089 A1公开了一种燃料组合物，其至少包括四甲基环己烷和非必要的芳香族类异戊二烯化合物，以及单环和无环烃组分。该燃料组合物能够是例如石油燃料等级的。该四甲基环己烷是由蒎烯在加氢催化剂存在下加氢制备的。蒎烯和用于包括在燃料组合物中的非必要组分的原料是通过使用宿主细胞的微生物方法制备的。

妥尔油是由针叶木的硫酸盐制浆方法作为副产物得到的。从该方法中还提取粗松节油作为副产物。所述物质的化学组成彼此显著不同。妥尔油主要由具有在C₁₂-C₁₈之间的链长度的脂肪酸和树脂酸以及稠环系统(例如松香酸和谷固醇)组成，而该粗松节油包括源自沥青的萜烯的油混合物。萜烯是大范围的具有C₁₀H₁₆化学式的挥发性烃，通常包括不饱和单和双环烃。在硫酸盐制浆方法中生成的包含萜烯的粗松节油通常称作粗硫酸盐松节油(CST)。该CST中包括的主要萜烯组分是α-蒎烯、β-蒎烯和Δ-3-蒈烯。主要组分通常是α-蒎烯。

在该松节油中包括的具有上式的不饱和双环萜烯原样用作燃料组分反应性过高。而且，松节油的高硫含量阻碍其用于燃料应用。

用于将萜烯转化为异丙基甲苯的方法是之前已知的。在这些方法中，使用不同类型的催化剂用于转化。例如，已经使用了碱金属碳酸盐催化剂、包括沸石载体上的贵金属或稀土金属的催化剂和负载在活性炭或氧化铝上的钯催化剂。

包括大量萜烯异构体的CST也包含较高含量的硫(至多6％)作为杂质。为了能够使用CST用于进一步应用，必须从其中除去硫。在EP 0267833 A1中，通过在无机载体上的钴和钼氧化物的催化剂存在下通过加氢从该粗松节油中包括的萜烯中除去硫。需要在该加氢脱硫方法中避免萜烯的任何化学转换。

目前，处理该粗硫酸盐松节油以用作药物和化妆品工业中的溶剂或添味剂。然而，由于高硫含量限制了该松节油的广泛应用，现在没有用于脱硫和精制该松节油的成本有效的方法。因此，现在大量的粗硫酸盐松节油被燃烧而没有进一步处理。

发明简述

现在已经发现能够通过使用常规加氢脱硫(HDS)催化剂通过一步方法将萜烯转化为各种燃料等级的组分。本发明的方法中得到的组分能够原样用作燃料组合物或者用作燃料组合物中的燃料添加剂。该燃料组合物的实例是柴油、汽油、石脑油和喷气燃料。

例如，从本发明的方法中接收具有汽油组分典型的碳数(在C₄-C₁₀变化)的烃组分。从本发明的方法中还接收具有柴油组分典型的碳数(在C₁₀-C₂₈变化)的烃组分。所制备的组分的一部分也能够用于其它产品中，例如用于化妆品或药品中。

已经特别发现能够通过控制工艺参数以适合的方式提高该方法中得到的芳香烃(尤其是对异丙基甲苯)的量。对异丙基甲苯作为燃料组分具有特殊价值。而且，其能够用于化妆品和药品工业中。

用于由萜烯制备对异丙基甲苯的已知方法的缺点是所用催化剂的催化活性受到甚至低浓度的硫存在的破坏。