[发明专利]醇向馏出物燃料的转化

说明书

技术领域

本文公开的实施方案总体上涉及用于制备喷气式发动机燃料和馏出物燃料的方法。更具体地，本文公开的实施方案涉及用于转化包括仲醇在内的C2至C11链烷醇及其混合物或其子集而形成喷气式发动机燃料和其他重质燃料的方法。

背景技术

由玉米或其他农产品获得的糖类和淀粉类食物的发酵已经广泛用于制备乙醇，并且如今在美国，乙醇是在运输燃料市场上所用的最主要的生物燃料。有许多由生物质制备生物燃料的技术。例如，可以由木质纤维生物质制备乙醇。作为另一个实例，由可以经由纤维素的断裂而形成的糖类的发酵，可以形成异丁醇。例如，已经在特定的发酵方法中，在微生物生长的产物中制备了高至约2重量％的异丁醇的溶液(Fraces Arnold，“新型生物燃料的竞赛(The Race for New Biofuels)”，Engineering&Science，第2期，2008)。美国专利申请公开号20070092957描述了使用重组体微生物发酵制备异丁醇。

尽管如此，在旨在制备高级醇如C4和C6醇的醇发酵技术方面，已有许多研究，所述高级醇与石油汽油相容性比乙醇更好，尤其是在降低的水溶性、减少的相分离和增强的体积热值方面。制备混合的醇如C2至C7醇的技术也正在开发。

因为微生物被进一步发现耐受更高的醇浓度，可以预见，作为源自可更新资源的有潜力的燃料组分或化学原料油，异丁醇可以与乙醇竞争。不幸的是，关于将异丁醇和其他高级醇直接混合到汽油调合组分总和(gasoline pool)中，由于气味和汽车部件兼容性的问题而存在着顾虑。出于这个原因，对于将轻质醇转化为用于向燃料、石化产品或其他有价值的最终产物转化的原料，有着兴趣。

各自由E.I.Dupont de Nemours and Company，Wilmington，Delaware 提交的美国专利申请公开号20090099401、20090030239、2008013274、20080045754、20080015395、20080234523等涉及源自生物的异丁醇向丁烯类和异辛烯类等最终产物的转化。这些方法中的每一个均将异丁醇通过均相或多相酸催化剂反应，以形成想要的反应产物丁烯或异辛烯(二异丁烯)。

不同于叔丁醇，其如在美国专利号6,936,742所公开的可以容易地经由脱水转化为其构成成分异丁烯并随后转化为燃料混合物组分如二异丁烯，其他轻质醇的转化经常需要更高活性催化剂和更苛刻的工艺条件。还可能需要较大的再循环率以获得可接受的转化深度。此外，在源自生物的醇的情况下，水可以与进料一起存在，并且由于多种组分具有接近的相对挥发性和形成各种共沸物的潜力，因此分离经常是困难的。

美国专利申请公开号20050112739公开了若干用于将来自生物质发酵的C3-C5醇转化形成燃料组分的过程方案。在典型的过程中，将从发酵液中分离的C3-C5醇首先脱水为C3-C5烯烃，随后用生物质源的合成气体将其醛化以制备C4-C6醛。随后经碱催化剂将C4-C6醛缩合为不饱和C8-C12异醛，接着将其氢化为饱和的C8-C12异醇。然后，将由此获得的异醇脱水为它们相应的异烯烃，随后将其氢化为C8-C12链烷烃的混合物。

美国专利号8,232,440也公开了若干用于将醇转化为燃料组分的工艺方案。将生物质转化为羧酸，随后将其与烯烃反应制备酯。随后将酯氢解以制备醇，随后将其经由例如低聚过程转化以制备烃。涉及醇向燃料的应用或转化的其他专利可以包括美国专利号7737315、7501548、7414164和7559961。

发明内容

一方面，本文公开的实施方案涉及用于制备馏出物燃料的方法。所述方法可以包括：在反应区中，使醇或者包括至少一种仲醇在内的两种以上的C2至C11醇的混合物与固体催化剂反应，以形成包含单烯类烃低聚物的流出物。该固体催化剂可以具有对于同时进行的以下过程的活性：醇的脱水而形成烯烃和水；经由所述脱水反应而在原位制得的烯烃的低聚；以及所得的烯烃低聚物和烯烃的异构化而形成内烯烃。