[发明专利]通过介质势垒放电生产汽油

说明书

本发明涉及一种把含正常气态烃和二氧化碳混合物的正常气态组合物，转化成至少含一种正常液态烃的产物流的方法。

当今社会的主要目标是经济地利用地下发掘出的能量和像石油这样的自然资源，因此，要提高有关炼油和石油化学工艺流程中的能量效率并减少废物。此外，人为的温室气体，如二氧化碳的排放，被怀疑至少部分是造成全球大气变暖的原因，这是人类面临的另一个主要问题。减少来自炼油和石油化工流程的废料或低级材料量，以及减缓二氧化碳排放的一种可能方法是，让它们在化工过程中循环，形成有用的，高质量的产物。

石油加工是现代社会的一种主要工业，全世界每天加工处理约8千万桶原油。作为一种基本原则，原油首先靠初级蒸馏分离成各种馏份。最轻馏份气体作为常压分馏柱的顶部产物生产出来；它由具有1～4个碳原子的正常气态烃，特别是丁烷和丁烯类气态烃组成。初级蒸馏的其它馏份所含主要精炼产物，以正常沸点升高顺序是石脑油、煤油、瓦斯油和残油。

实际上，每个馏份的产量和质量并不与市场要求相匹配。因此，不太有用的重馏份必须转化成较轻馏份，较轻馏份必须化学改性以提高它们的性能。这些转化处理的实例是催化重整、催化裂化、热裂化、加氢裂化和烷基化。这些石油炼制过程的产品也包括含有作为副产物的丁烷和/或丁烯类的正常气态烃，一般用分馏法可把它从所要的组分中分离出来。

因此，由含C4-烃的正常气态烃组成的气体流可由原油的直接分馏及各种炼制转化过程产物的分馏而得到。即使这些气体流可用作精炼炉的燃料气，或被加压以瓶装气出售，用于家庭加热和露营者的轻便加热，或用于野外烧烤，但由于处理、压缩或液化、输运这些气体的成本高，即使在今天，它们的大部分被限令骤燃。

已知在如Mobile的甲醇变汽油(MTG)和甲醇变烯烃(MTO)几种石油化工处理中形成了含有作为不希望有的副产物的C3-特别是C4-烃的正常气态烃。如在石油精炼处理的情况中一样，这些正常气态烃混合物一般被骤燃，这样，有价值的资源被浪费了，二氧化碳被释放出来。

有几种方法被称作可将正常气态烃化成沸点较高的烃，特别是正常液态烃。这些方法中大多数是利用热和/或催化活化来转化的。后者之一在US-4,414,423中叙述。但是，仍然需要一些经济的方法来把气态烃，特别是含C4-烃的气态烃混合物转化成较高的正常液态烃。

出现在大部分非平衡放电中的非平衡等离子体化学处理引起了很大的兴趣。尤其是无声气体放电，已证明它们适于大规模工业应用，例如产生臭氧。无声放电的特征是存在电介质。因此，无声气体放电也称作介质势垒放电(dielectric barrier discharges)。

最近，也描述了用温室气体在这种无声气体放电反应器中合成甲醇和甲烷。例如，DE 4220 865阐述了一种二氧化碳加氢的方法及装置，让二氧化碳和含氢原子的物质，优选氢或水的混合物经受介质势垒放电，特别是产生甲烷或甲醇。由本受让人提交的、待审批的欧洲专利申请No.99810261中，公开了液态烃的合成，其中二氧化碳和甲烷混合物在正常固体催化剂存在下，经受介质势垒放电。

因此，本发明的目的是提供一种把包括正常气态烃，特别是含饱和和/或不饱和C4-烃和二氧化碳混合物的正常气态组合物转化成至少含一种正常液态烃的产物流的方法，该方法能使现有技术的缺点降至最小甚至避免。

此外，本发明的一个目的是提供一种把包括丁烷和/或丁烯类的正常气态烃混合物，转化成含正常液态烃的产物流的方法，该方法可以在低压，优选在低温下进行。

本发明的另一个目的是提供一种从二氧化碳和含丁烷和丁烯类气态烃混合物开始，生产有高辛烷值的、高质量汽油的方法。

本发明的另外目的是提供一种把含丁烷和/或丁烯类正常气态烃混合物转化成含正常液态烃的产物流的方法，该方法可使有价值的材料回收，而不是骤燃。

本发明还有一个目的是提供一种把包含正常气态烃，特别是含饱和和/或不饱和C4-烃的正常气态组分和二氧化碳，转化成至少含一种正常液态烃的产物流的方法，该方法可以避免或至少最大限度减少含11碳原子以上的烃以及聚合物材料的形成。

随着说明书往下描述，本发明的进一步目的和优点将更为明显。