[发明专利]生产合成石脑油燃料的方法及用该方法生产的合成石脑油燃料

说明书

本发明涉及可用于压缩点火(CI)式内燃机的石脑油燃料以及生产这种石脑油燃料的方法。更具体地说，本发明涉及用一种主要含链烷烃的合成原油生产的石脑油燃料，该合成原油是采用一般Fischer-Tropsch(FT)方法通过CO与H₂反应生产得到的。

发明背景

FT烃类合成方法的产物，特别是钴和/或铁基催化方法的产物含正构烷烃比例高。原始的FT合成产物的低温流动性能非常差，以致这些产品难以用于低温流动性能至关重要的场合，如柴油、润滑油的基础油和喷气燃料。在本领域已知，辛烷值和十六烷值的关系通常都是相反的，即辛烷值高的，一般十六烷值都低。而且还已知，石脑油馏分本身低温流动特性就差，如其凝固和浊点。因而，激励人们寻求一种采用FT过程生产能具有良好低温流动特性和符合CI发动机燃料需求十六烷值的合成石脑油燃料的方法。另外，这种合成石脑油燃料还要具有合格的生物降解性能。

本发明所述合成石脑油燃料是通过如FT反应合成气(syngas)获得的含链烷烃的合成原油(syncrude)生产的。FT主要产物包括从甲烷到分子量1400以上的广阔范围的烃类；主要包括链烷烃和少量的其它物类，如烯烃，以及含氧物类。

现有技术在US5,378,348中教导，对Fisher-Tropsch反应器的产物进行加氢处理及异构化，可因燃料的异构链烷烃属性而获得冰点-34℃或更低的喷气燃料。相对于石蜡基烷烃进料，这样增加产物的支链，相当于使其十六烷品级(燃烧)值低于正构(直链)链烷烃的值。这说明支链增多会降低石蜡烃燃料的十六烷值。

令人惊奇地是，本申请人现已发现生产出十六烷值一般在30以上且低温流动性能良好的加氢合成石脑油燃料是可能的。本发明合成石脑油燃料可单独或掺混用于目前一般使用柴油场合的CI发动机中。这样会使燃料符合更严格的品质和废气排放规程。本发明合成石脑油燃料可与常规柴油燃料掺混一起，达到废气排放低、低温流动特性好、芳烃含量低和十六烷值合格的效果。

发明综述

因此，按照本发明第一方面，提供一种生产适用于CI发动机的合成石脑油燃料的方法，该方法至少包括步骤：(a)加氢处理由CO与H2 Fischer-Tropsch(FT)合成的反应产物的至少一个馏分，或其衍生物；(b)加氢裂化FT合成产物的至少一个馏分或其衍生物；和(c)分馏这些方法的产物，以获得所要求的合成石脑油燃料特性。

此方法可包括按所需比例对分馏后的工艺产物进行掺混的其它步骤，以获得其使用特性符合CI发动机要求的合成石脑油燃料。

上述方法可生产一种合成石脑油，它具有包括如下某些需要的特性：高的十六烷值，超过30；低的硫含量，约5ppm以下；良好的低温流动性能；和含有30％以上的异构烷烃，其中包括甲基和/或乙基分支的异构烷烃。

本发明另一方面提供一种生产其十六烷值高于30的合成石脑油燃料的方法，此种方法包括：(a)将由FT合成反应合成气所获得的产物分离成一种或多种较重馏分和一种或多种较轻馏分；(b)在以生产馏分油为主的条件下催化处理该较重的馏分；(c)再从步骤(b)中产生的重质产物馏分中分离出步骤(b)的石脑油产物馏分；和(d)任选，在步骤(c)中所得的石脑油产物与至少一部分在步骤(a)中的一种或更多种较轻的馏分或其产物进行掺混。

步骤(b)的催化处理可以是一种加氢处理的步骤，例如，加氢裂化或缓和加氢裂化。

该用于生产合成石脑油燃料的方法，在步骤(d)之前可包括一步或多步附加的分馏步骤以分馏至少部分在步骤(a)中得到的一种或多种较轻馏分，或其产物。

该用于生产合成石脑油燃料方法，在步骤(d)之前可包括附加的加氢处理步骤以处理至少部分在步骤(a)中得到的一种或多种轻质馏分，或其产物。

步骤(a)中的一种或多种重质馏分的实沸点(TBP)可在约70-700℃，但是，也可在80-650℃范围。

步骤(a)中的一种或多种轻质馏分的实沸点(TBP)可在-70至350℃的范围，一般在-10至340℃的范围。

步骤(d)的产物沸程可在30-200℃范围。按ASTM D86方法测定，步骤(d)的产物沸程可在40-155℃范围。

步骤(d)产物可以是一种石脑油燃料。

步骤(d)的产物浊点可能在-30℃以下，一般为-40℃，甚至在-50℃以下。