[发明专利]转化一种或多种C3至C12含氧化合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及转化一种或多种C3至C12含氧化合物的方法。此外，本发明涉及将含有一种或多种C3至C12含氧化合物的进料转化成中间馏分沸点产物的方法。

背景技术

随着对液体运输燃料的需求增加，“易采油”(可容易地接触到和采收的原油)的储量减少以及对这样的燃料的碳足迹的约束增多，研发出以有效方式从生物质产生液体运输燃料的途径愈发重要。这样的从生物质产生的液体运输燃料有时也称为生物燃料。生物质提供可再生碳的来源。因此，在使用这样的生物燃料时，可实现比源自石油的燃料更可持续的CO₂排放。

WO2010/053681阐述尤其包括将生物质转化成醇并从醇合成液体烃燃料的生物燃料产生方法。WO2010/053681阐述若干将生物质转化成醇的方法。WO2010/053681进一步提及显然可在氢不存在下在高温(300℃-450℃)和中等压力(1-40atm.)下在沸石催化剂存在下在寡聚反应器中将醇直接寡聚成烃(亦参见WO2010/053681的图10)。其进一步指明，通过控制寡聚方法的温度和压力和/或沸石的组成，可引导较长或较短链烃的产生。WO2010/053681进一步提及也可控制最终产物中烷烃分支的量。在其实施例1中，使27公吨仲醇在350℃下在10atm.下在沸石催化剂以及氧存在下寡聚，以产生17公吨汽油和水。醇至汽油的转化显然也涉及加氢步骤。汽油基于醇进料的重量的近似产率经计算可为约63wt％。

在其实施例5中，通过镍催化剂在约130℃和15atm氢下将27公吨混合酮转化成约28公吨仲醇。使28公吨仲醇在350℃下在10atm.下在沸石催化剂存在下寡聚，以产生12公吨汽油、5公吨轻质烃残余物和20公吨水。汽油基于醇进料的重量的近似产率经计算可为约42wt％。

在从Texas A&M大学研究生院，USA，(2009年12月)获得的题为“TRANSFORMATION OF ACETONE AND ISOPROPANOL TO HYDROCARBONS USING HZSM-5CATALYST”的论文中，S.T.Vasquez阐述使用HZSM-5催化剂将丙酮和异丙醇转化成烃。该论文阐述沸石固体-酸催化剂HZSM-5可将醇或酮转化成烃。使用二氧化硅对氧化铝摩尔比(SAR)为80和280的催化剂。Vasquez建议进行进一步研究以使用诸如镍或铜等金属来对催化剂HZSM-5改性。

在WO2010/053681和Vasquez的方法中，当这样的现有技术方法将以连续方式以商业规模来应用时，现有技术催化剂的失活可能成为问题。在不希望受限于任一类理论下，人们认为经较长操作时间操作现有技术方法，可导致催化剂过度结焦以及随后失活。

例如，Gayubo等人在其题为“Transformation of Oxygenate components of Biomass Pyrolysis Oil on a HZSM-5Zeolite.I.Alcohols and Phenols”于Ind.Eng.Chem.Res.2004，第43卷，第2610至2618页中刊登、以及题为“Transformation of Oxygenate Components of Biomass Pyrolysis Oil on a HZSM-5Zeolite.II.Aldehydes,Ketones,and Acids”于Ind.Eng.Chem.Res.2004，43,2619-2626中刊登的论文中阐述了温度和时空对通过植物生物质的急骤热解获得的液体产物的若干模型组分(1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、苯酚及2-甲氧基苯酚)通过HZSM-5沸石催化剂转化的效应。HZSM-5沸石催化剂包括30wt％膨润土、45wt％熔融氧化铝和25wt％二氧化硅对氧化铝摩尔比为24的HZSM-5沸石。其解释，发现将含氧化合物转化成烃的可行性受限于因结焦而造成的催化剂失活，以及这种失活影响生产中产物随时间的分布。提供用于转化含有一种或多种C3至C12含氧化合物的进料的方法将是本领域中的进步，该方法可以延长的时间段操作而不使催化剂大量失活。

发明内容

现有利地发现，通过使用特定催化剂与高的氢压力的组合，可在以延长的时间段操作的方法中将含有一种或多种C3至C12含氧化合物的进料转化为所谓的中间馏分沸点产物而不使催化剂大量去活化。

因此，本发明提供转化一种或多种C3至C12含氧化合物的方法，该方法包括：