[发明专利]由可再生原料控制生产运输燃料

说明书

本发明是在美国政府、美国军队研究办公室的支助下完成的，得到了来自DARPA的资金支助，协议号为W911NF-07-C-0049。美国政府享有本发明中的一定权利。

发明背景

本发明涉及用于控制由可再生原料如植物油、鱼油、动物脂肪、和油脂中发现的甘油酯和游离脂肪酸生产适合作为运输燃料(包括柴油燃料和航空燃料)的烃的方法。该方法包括在一个或多个步骤中的氢化、脱羧基、脱羰基、和/或加氢脱氧和任选地加氢异构化、裂化、或选择性裂化。确定期望的产物规格和产率并设定反应和分馏条件以实现该规格和产率。

随着世界范围内对运输燃料的需求增加，对于用于生产柴油和航空燃料的石油原油之外的来源存在日益增加的兴趣。一种这类来源称之为可再生原料。这些可再生原料包括诸如植物油如玉米、油菜籽、菜籽油、大豆和藻类油，动物脂肪和油诸如牛脂，鱼油和各种废弃物流诸如黄色和棕色油脂和下水道污泥的实例。这些原料的共同特征是它们包含甘油酯和游离脂肪酸(FFA)。另一类适合于这些工艺的化合物是脂肪酸烷基酯(FAAE)，诸如脂肪酸甲基酯(FAME)。这些类型的化合物含有通常具有8～24个碳原子的脂肪族碳链。甘油酯、FFA、或FAAE中的脂肪族碳链可以是饱和的或者单-、二-或多-不饱和的。可再生原料中的大多数甘油酯是三甘油酯，但是可再生原料中的一些甘油酯可以是单甘油酯或二甘油酯。单甘油酯和二甘油酯可以与三甘油酯一起进行加工。

现有技术中存在公开了由植物油制备烃的报道。例如，US 4 300 009公开了使用结晶铝硅酸盐沸石将植物油如玉米油转化为烃如汽油和化学品如对二甲苯。US 4 992 605公开了通过加氢处理植物油如菜籽油或向日葵油制备柴油沸程范围内的烃产物。最后，US 2004/0230085 A1公开了通过加氢脱氧之后异构化来处理生物来源的烃组分的方法。

本文中的方法包括任选的预处理步骤，以及一个或多个用于氢化、脱氧、加氢异构化和任选地选择性加氢裂化可再生原料的步骤，由此形成柴油燃料组分和航空燃料组分二者。确定柴油组分和航空组分的规格和相对产率，并确定异构化和选择性加氢裂化区的操作条件，以便满足产物的规格和产率。确定分馏区条件，从而以期望的产率分离期望的产物。该柴油组分和航空组分可以适合作为燃料，用作混合池的组分，或者可以具有一种或多种在用作燃料之前结合的添加剂。

发明概述

本文中的方法是用于控制由可再生原料生产包含沸点在柴油燃料范围内的烃的柴油组分和包含沸点在航空燃料范围内的航空组分的方法。该方法开始于确定柴油组分和航空组分所需的规格；确定柴油组分和航空组分所需的且满足所需规格的产率；确定在获得柴油组分和航空组分所需的预定产率的异构化和选择性加氢裂化区中所需的异构化和选择性裂化条件，其中柴油组分和航空组分进一步满足确定的规定；确定在所需产率下获得柴油组分和航空组分的分离的分馏区操作条件。该方法进一步包括通过使原料在氢化和脱氧区中与氢化和脱氧催化剂在氢化和脱氧条件下进行接触，使可再生原料氢化和脱氧，由此提供包含正链烷烃的氢化和脱氧区流出物；通过与异构化和选择性加氢裂化催化剂在预定的异构化条件下在异构化和选择性加氢裂化区中接触，使氢化和脱氧区流出物中的至少一部分正链烷烃异构化和选择性加氢裂化，由此在异构化和选择性加氢裂化区流出物中形成支化链烷烃；和在分馏区中在预定的分馏区操作条件下分馏异构化和选择性加氢裂化区流出物，由此提供包含柴油组分的第一产物流和包含航空组分的第二产物流。

附图说明

图1是本发明的一种实施方式的一般流程图。

图2是本发明的一种实施方式的一般示意图，由此演示对于该方法中实施的可能的控制行为以及它们对期望产物的潜在影响。

发明详述

如前所述，本发明涉及用于由可再生原料如源于植物或动物的那些制备可作为柴油燃料或柴油燃料混合组分的第一烃产物流和可作为航空燃料或航空燃料混合组分的第二烃产物流的方法。本发明包括控制这种制备方法，以便制得以工业、政府、或军事标准提供的期望燃料。可以制得不同类型的柴油燃料或航空燃料，且控制的方法提供了能使操作者以不同时间或者在不同时间下不同相对产率制得不同燃料类型的技术。例如，对于航空燃料的需求相对于柴油燃料增加时，该控制方法容许操作者调整航空燃料和柴油燃料的相对产率以满足变化的需求。