[发明专利]可再生的烃组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种烃组合物。更具体而言，本发明涉及一种含有各种烃的组合物，且其能够从可再生的生物原料获得。该组合物可以用作燃料组分。

背景技术

普通的柴油燃料是通过含有烃的复杂混合物，尤其是含有10-22个碳原子的烃的复杂混合物的原油(“石油柴油”)来生产的。这些烃包括直链的和支链的烷烃、环烷烃和芳烃。由于原油原料来源和生产工艺(特别是分馏)，石油柴油通常含有多达40质量％的芳烃，更普遍的是含有25-35质量％的芳烃。很显著的比例，通常大约15-25质量％的芳烃是多环的(即含有两个以上的芳环)。这些化合物对健康有害(例如具有致癌性)且具有较差的燃烧性能。

在大多数国家，柴油在销售前必须满足某些法规要求。在欧盟，柴油必须遵守EN 590标准。这要求柴油具有各种物理和化学性能，包括在15℃时的密度为820-845kg/m³(使用测试方法EN ISO 3675或EN ISO 12185进行测量)、多环芳烃的含量最大为11质量％、以及十六烷值至少为51.0(使用测试方法EN ISO 5165进行测量)。

来源于生物物质的可再生燃料(“生物燃料”)作为普通化石燃料的更加环保的替代品正在不断普及。生物燃料的实例包括生物柴油，其通常是通过植物油(例如大豆油)中含有的甘油三酯的酯交换反应来生产的。其生成了一种脂肪酸烷基酯(例如脂肪酸甲酯(FAME))的混合物。生物柴油也可以通过动物脂肪(例如牛脂)来生产。

由生物原料制得的FAME可与石油柴油相混合，但是按照EN 590，其总量不超过7体积％。这是由于FAME和石油柴油之间化学和物理性质的不同。FAME含有石油柴油中大量缺失的酯基。这一差别导致了FAME生物柴油在低温时较差的性能和FAME生物柴油较差的储藏稳定性。FAME生物柴油还具有降解汽车中的天然橡胶零件(例如橡胶垫圈)的倾向。

FAME生物柴油相比石油柴油具有明显更低的基于质量的能量含量；FAME生物柴油的能量含量通常为大约38MJ/kg，而石油柴油的能量含量通常为大约43MJ/kg。考虑到FAME生物柴油的密度更高(大约为885kg/m³)，FAME生物柴油和石油柴油的基于体积的能量含量通常分别为大约34MJ/l和36MJ/l。

FAME生物柴油的另一个缺点是其通过甘油三酯的酯交换反应的制造过程会产生大量的甘油。由于市场需求较低，这通常是一种不需要的副产品。而且，粗甘油的提纯是能源密集型的。

“生物质液化”(biomass－to－liquid)(BTL)是一种第二代生物燃料，其是通过使用费托工艺(Fishcher－Tropsch)从气化的生物质制得的。气化的碳质材料反应生成合成气(一种一氧化碳和氢气的混合物)，再依次经历聚合反应生成烃。

BTL生物柴油通常具有大约780kg/m³的密度，其明显低于石油柴油的密度。这意味着BTL生物柴油的基于体积的能量含量只有石油柴油的大约95％。

本发明的目的在于提供一种可用作燃料组分的可再生烃组合物。

发明内容

本发明的第一种实施方式是一种组合物，其包含10-40质量％的C_8-30直链烷烃；不超过20质量％的C_7-20芳烃，且其中至少90质量％的所述芳烃为单芳族的；和总计不超过1质量％的含氧化合物；其中，所述组合物中的C_8-30烷烃的总量为50-95质量％，且C_8-30烷烃、C_7-20芳烃和C_8-30环烷烃的总量至少为95质量％；且所述量是基于所述组合物的质量。

上述组合物具有高含量的烃和低含量的含氧化合物(氧合物)。烃的总含量与石油燃料的烃的总含量相当。这使得该组合物非常适合用作石油燃料的替代物或用作生物燃料组分与石油燃料相混合。该组合物特别适合与石油燃料或煤油相混合。

不同于通过酯交换反应生产的第一代生物柴油，本发明的组合物不含酯化合物或含有的酯化合物的量可以忽略不计。因此，该组合物没有第一代生物柴油的较差的低温性能和较差的储藏稳定性的缺陷，且该组合物不存在第一代生物柴油会降解汽车零件这样的风险。另外，本发明的组合物的蒸馏曲线相比于第一代生物柴油更接近石油柴油且不存在高沸点化合物带来的缺陷。这些化合物使柴油燃料的燃烧性能恶化。