[发明专利]具有增强的冷性质的燃料组合物和制备其的方法

说明书

制备具有增强的冷性质的柴油机燃料掺混物的方法；降低矿物中间馏分燃料的浊点的方法；和包含可再生燃料和矿物中间馏分燃料的掺混物的柴油机燃料掺混物。

技术领域

本发明涉及具有增强的冷性质的燃料组合物，其是矿物中间馏分燃料和可再生燃料的掺混物，以及制备这样的组合物的方法。

背景技术

全年的充分的冷温性能是柴油机燃料的基本要求。由于大的季节性和地理学温度变化性，将中间馏分燃料掺混和调整以使在寒冷天气期间的问题最小化，这些问题例如是燃料的结晶和凝固，其影响燃料的粘度、其挥发性和其通过燃料过滤器的能力。

燃料的与它们的冷温可操作性相关的最重要的性质是浊点、倾点和冷滤点。随着中间馏分燃料被冷却，它会达到其浊点。这是链烷烃蜡离开溶液状态(fall out ofsolution)并开始在燃料中形成蜡状结晶的温度。建议燃料的贮存温度高于其浊点。随着燃料被进一步冷却，它最终会达到其倾点。这是燃料将不再流动的温度或燃料凝胶化或变成固体的点。中间馏分燃料的第三个重要性质是其冷滤点，其是燃料是可过滤的并且可以没有问题地在车辆中使用的最低温度。

由于具有差的冷性质的组分将在掺混物中占主导地位，因此燃料将通过添加具有较好的冷性质的组分得到改善。术语“差”或“较差(更差)”是指浊点或冷滤点的较高(更高)温度值，和术语“较好(更好)”是指浊点或冷滤点的较低(更低)温度值。

已经描述了几种方法来实现具有良好冷温可操作性的运输燃料。美国专利号9,006,501 B2公开了一种生产可再生燃料掺混物的方法，其中将生物衍生的原料加氢处理，和从经加氢处理的流出物中回收C14、C16和C18正构链烷烃(正链烷烃)并将其与可再生中间馏分掺混。在此过程中，向掺混物中提供一定量的正链烷烃使得掺混物不需要倾点降低处理来获得低倾点。这种方法由于需要回收C14、C16和C18正链烷烃的步骤而是复杂的。

美国专利申请公开2008/0163542 A1公开了一种增强燃料的冷温可操作性的协同的燃料油组合物。组合物包含石油基组分和可再生燃料组分。生物柴油、乙醇和生物质被提及作为可再生燃料来源的实例。然而，在ASTM D7467下，只有6％至20％的生物柴油可在柴油设备中使用而没有改变或仅进行微小改变。

通常还已知的是，与典型的石油衍生的燃料相比，通过酯交换法制备的生物柴油，例如脂肪酸甲酯(FAME)，固有地对冷温可操作性更敏感。在一些情况下，脂肪酸甲酯可能在冷驱动发动机中引起更高的颗粒排放和烟雾发展。在柴油机燃料中允许的脂肪酸甲酯的体积也可能是有限的。欧洲标准EN 16734和EN 16709规定了对于含有脂肪酸甲酯的柴油机燃料的要求和测试方法。根据EN 16734，B10柴油机燃料是仅含有最高至10体积％的脂肪酸甲酯的柴油机燃料。根据EN 16709，高脂肪酸甲酯柴油机燃料(B20和B30)仅含有最高至20体积％或30体积％的脂肪酸甲酯。

EP1664249B1公开了通过掺混石油衍生的煤油基燃料和费-托衍生的煤油基燃料制备的燃料组合物。它公开了以下发现：这样的掺混物的冻结点低于两种掺混物组分的冻结点。然而，在这些燃料组合物中使用的组分不是生物基的。

为了生产可冷操作的生物基燃料，需要替代性的燃料组合物和掺混方法，它们是经济的并且对生物基燃料的量没有体积限制。

燃料掺混物的浊点是原始燃料的浊点的高度非线性组合。根据现有技术，掺混物将通常具有比它的组分的浊点的加权平均值更差的浊点。因此，尽管可以通过添加具有显著更好冷性质的组分来改进燃料的浊点，但是使用这种组分将导致生产成本的增加。

因此，需要一种以经济的方式通过掺混组分来生产燃料的方法。此外，还需要一种具有良好冷性质且生产成本较低的燃料掺混物。

发明内容