[发明专利]用于生产可再生异链烷烃化合物的方法、可再生异链烷烃化合物及所述可再生异链烷烃化合物的用途

说明书

本发明涉及用于生产具有高辛烷值的可再生异链烷烃化合物的方法，包括由可再生原料获得的初始C5醇负载与甲醇之间的格尔伯特反应，以生产支化的可再生C6醇的步骤；将所述支化的可再生C6醇脱水为C6烯烃；和将所述C6烯烃氢化为可再生异链烷烃。还描述了具有高辛烷值的可再生异链烷烃化合物，在其组成中包含至少50%的可再生天然来源的碳，以及所述可再生链烷烃在一般汽油和特殊高性能汽油(例如航空汽油)中的用途。

发明领域

本发明涉及用于获得具有增加的可再生含量的汽油的方法，具体地涉及用于生产高辛烷值可再生异链烷烃化合物的方法及其在奥托循环发动机中的用途。

发明背景

在本领域中需要获得用于混配汽油的高辛烷值、非氧化的可再生组分。

尽管来自甘蔗发酵的乙醇作为奥托循环发动机中所用汽油的组分被广泛使用，但是由于乙醇中的氧含量可能具有缺点，需要获得其它可再生组分。

具有活塞发动机的飞机在高压缩比条件下操作，包括在与燃料混合之前压缩进入发动机的空气(通过涡轮压缩或增压)。以这种方式，航空汽油应该具有高辛烷值，以承受发动机操作条件而不会过早爆震。由于使用添加剂(例如四乙基铅)来提高辛烷值有一定的限制，高辛烷值应由汽油的混配(高辛烷值组分)导致。

然而对于航空燃料，存在用可再生组分代替化石组分的趋势。UNO于2016年11月4日制定的几个国家签署的巴黎协议已经同意减少来自不可再生来源的排放和碳信用对排放的补偿。

由于具有高辛烷值，乙醇可以用作航空汽油中的组分。然而，分子的高氧含量(42质量%)显著降低发热功率。由于限制飞行管理而不期望的这种特征限制了航空汽油的最终组成中乙醇的百分比。

因此，需要获得高辛烷值、可再生流，主要是高辛烷值可再生异链烷烃，因为异链烷烃具有比芳族化合物和环烷烃最高的每单位质量的热容。

汽油是从石油精炼获得的产品，并且其组成取决于其用途（汽车或航空），来自其来源和来自炼油方法。

航空汽油通常是具有4-10个碳原子的烃的混合物，其在约30℃至170℃之间蒸馏，并且通过开发用于生产高辛烷值化合物的方法获得，例如但不限于：异链烷烃与烯烃的烷基化；异丁烯的催化重整和二聚，随后氢化。汽车汽油进而是含有4-12个碳原子的烃的混合物，其沸点在30℃至225℃之间。基于它们的辛烷值，汽车汽油通常分为两类：“常规”和“高级” (较高辛烷值)。

根据ANP的2018年度统计记录的数据，巴西的常规汽车汽油(C型)的年销售量在2017年已经达到44,000,000 m³，而航空汽油的年销售量从50,000 m³ (2008年)到几乎80,000 m³ (2017年)。

由于奥托循环发动机燃料的重要性，人们正在进行一些努力以确保其质量并使其使用的环境影响和对人群的可能健康损害最小化。这对于开发用于生产不含四乙基铅的航空汽油的高辛烷值、可再生来源组分是特别重要的。

由于辛烷值规格，在“高级”汽油、特殊比赛汽油(例如，用于一级方程式)或航空汽油的制剂中可再生来源化合物的使用受到限制。乙醇的氧含量使其用途限于常规和“高级”汽油，因为其添加降低了燃料的发热功率，使供应更频繁，这对于比赛汽油和航空汽油是不希望的。

作为特殊比赛汽油的实例，我们可以引用F1的比赛汽油(FIA - FederationInternationale de L’Automobile, http://www.fia.com/regulation/category/110)，其应该根据以下约束：

-将汽油的量限制为每次比赛不超过100 kg，是每单位质量具有最高可能热容(MJ/kg)的优选组分。