[发明专利]含酮燃料

说明书

提供了燃料组分、生产燃料组分的方法、燃料组分的用途和含有基于酮的燃料组分的燃料。

技术领域

本发明涉及酮作为燃料组分的用途、生产酮的方法和含酮燃料。特别地，本发明涉及基于酮的化石和/或可再生燃料组分。

背景技术

由于使用化石燃料时的温室气体的产生，由可再生来源生产燃料组分正引起越来越大的兴趣。因此，人们对寻找可用作燃料的合适的替代化合物并寻找升级可再生材料以适合用于燃料中的方法越来越感兴趣。用于升级可再生材料的许多已知方法使用大量氢气，以将含氧可再生材料转化成适用于燃料应用的烃组合物。然而，由于氢气主要由化石源生产，所以关于使用较少氢气但同时提供高质量燃料组分的方法仍然有改善空间。

可以由各种可再生来源生产酮。例如，由乙酰丙酸(LA)生产5-壬酮的最常见方法是将LA转化为γ-戊内酯(GVL)，随后将GVL转化为戊酸(PA)，然后将其转化为5-壬酮。

可以由羧酸通过酮化反应生产酮，该方法不需要加入氢，但是显著降低生物衍生材料的氧含量。在酮化反应中，氧以二氧化碳和水的形式被除去。然而，现有技术仍然面临着酮的生产中，特别是5-壬酮的生产中的关于选择性和转化效率的问题。因此，非常需要由可再生来源以工业规模并以高选择性和转化率生产酮的方法。

关于酮的生产和通过酮生产燃料组分和其它化学品的方法是本领域已知的。具体地，现有技术公开了几种使用5-壬酮作为生产燃料组分的中间体的方法。这些方法通常采用对5-壬酮或衍生自5-壬酮的反应产物进行氢化来提供烃燃料。

已知可以由LA经GVL和戊酸生产5-壬酮。然后将戊酸用Pd/Nb₂O₅转化为5-壬酮。未反应的戊酸是5-壬酮即二丁基酮(DBK)中的主要杂质。5-壬酮和戊酸的沸点非常相似，使得使用简单蒸馏法分离这两种化合物是困难的。可以使用一系列闪蒸分离和蒸馏以及任选的用甲醇萃取来获得90％或更高的纯度。然而，这种技术需要大规模的蒸馏并消耗大量的能量。

因此，仍然需要使用简化且较低能耗的方法生产酮、如5-壬酮的方法。

将戊酸酮化为5-壬酮，然后氢化以提供壬醇并进行烯烃(如衍生自壬醇的壬-4-烯)任选的低聚反应以生产烃组合物也是已知的。

WO 2010/151343 A1公开了戊酸到5-壬酮的酮化以及5-壬酮作为用于燃料应用的前体的用途。

发明内容

本发明在独立权利要求中进行限定。在从属权利要求中阐述了进一步的有益实施方案。具体地，本发明涉及以下项目中的一个或多个：

1.一种燃料，含有下式(1)表示的酮：

其中R₁和R₂相同或不同，并且独立地选自具有1-5个碳原子的烷基。换句话说，本发明的燃料含有一种或多种由式(1)表示的酮。

所述烷基可以是支链或直链烷基。优选直链烷基。所述烷基优选选自由甲基、乙基、丙基(正丙基)、丁基(正丁基)、戊基(正戊基)、异丁基和叔丁基组成的列表。在本发明的酮中，优选R₁和R₂中的至少一个是具有2个或更多个碳原子的烷基。

此外，本发明涉及含酮燃料，所述酮优选为5-壬酮(下文中可称为“酮”)。

本发明的燃料是包含所述酮和另外的燃料组分的共混物。具体地，本发明的燃料是内燃机燃料，例如柴油燃料、汽油燃料或喷气燃料。