[发明专利]费托衍生的柴油燃料及其制备方法

说明书

发明领域

本发明涉及费托柴油燃料、蒸馏物燃料或也满足柴油燃料的规格但密度比传统柴油燃料更轻的调和组分，以及制备所述燃料的方法。

发明背景

蒸馏物燃料是指这样的燃料，其含有沸点高于一般的汽油终馏点(约400°F或204℃)的组分，但不包括不可由蒸馏得到的组分(沸点高于1100°F或593℃的物质)。蒸馏物燃料可以在固定发动机例如用来发电的那些中燃烧。柴油燃料是指可在柴油发动机中燃烧来为各种人类活动提供能量的蒸馏物。柴油燃料的规格比蒸馏物燃料更严格。例如在美国，柴油燃料的终馏点规格对于No.2-D来说是640°F(338℃)和对于No.1-D来说是550°F(288℃)。

不同等级的柴油燃料具有在浊点上设置限制的规格。这些经常由于地理区域和一年四季而变化。例如，在美国，ASTM D975-00规定了No.1-D和No.2-D柴油燃料的规格。它包括表1的脚注j的陈述，“对于美国地区在附录X4中提供了十个百分点的最小空气温度作为期望的地区温度的平均估计值。该指导是一般性的。一些设备设计或操作可允许更高或要求更低浊点的燃料”。附录X4中的温度从阿拉斯加北部地区在1月的低值-49℃到佛罗里达南部在10月的+14℃。WorldWide Fuel Charter(2002)同样包括对浊点的陈述“最大必须等于或低于最低的预计的环境温度”。因此，可接收的柴油燃料应该具有为+14℃或低于+14℃的浊点，例如为0℃或低于0℃，或为-15℃或低于-15℃，或为-25℃或低于-25℃，或为-49℃或低于-49℃。

因为它们的组成将是高度链烷属的，它们的密度可以低于规格。在需要维持传统柴油燃料的规格密度时，本发明的这些组合物最好用作调和油料。

费托工艺提供了将各种烃资源转化为通常由石油提供的产品的方法。这些包括柴油燃料。在经由费托工艺制备烃的过程中，首先将烃资源，例如天然气、煤、炼油厂燃料气、沥青砂、油页岩、市政废物、农业废物、林业废物、木材、页岩油、沥青、原油和原油馏分，转化为合成气，合成气是包含一氧化碳和氢气的混合物。

合成气生成工艺是通过使用气体氧化剂将烃资源转化为合成气的工艺。气体氧化剂可以是纯O₂、富氧空气、空气、水蒸气、二氧化碳和组合物。该工艺可以在地上进行或原位进行。使用碳数小于20的气体烃(例如甲烷)作为反应器原料的地上合成气生成工艺的实例是自热转化器(ATR)、部分氧化(POX)、气体加热器转化器(GHR)和水蒸气转化。当这些原料含有多于2mol％的C₂和更重的烃时，通常使用预转化器(预转化器)来将C₂+烃转化为甲烷。该预转化器使用含有第VIII族金属催化剂(例如Ni)的催化剂用氢气在超大气压下进行。合成气生产的实例描述于Kirk Othmer On-Line Edition″Fuels，Synthetic，Liquid Fuels″尤其是第1章第2-14页，在线版，通过引用并入本文。

和同样的在线参考文献第299-311页的“Methanol 4.Manufacture and Processing”，通过引用并入本文。

可以通过使地下烃资源与气体氧化剂反应来生成合成气。该原位工艺的实例描述于2004年3月2日授予Karanikas等人的美国专利6,698,515。地下烃资源的实例是煤、油页岩、重油、沥青砂、石油沉积物和沥青。适合于原位转化的石油沉积物的实例是已经通过常规方法例如泵抽、注入水蒸气和注入水从中提取了容易提取的石油的石油沉积物。

进而将合成气转化为合成的烃化合物，其主要具有直链结构，主要是正构链烷烃、1-醇、1-烯烃和痕量的其它物种。这些烃物种可被精炼成包括蒸馏物燃料在内的各种产物。