[发明专利]由生物基醇以高产率将C2

说明书

本公开文本提供了用于将低级烯烃(例如C₂‑C₈)低聚为包括柴油燃料和/或喷气油燃料在内的交通燃料的方法和材料。在某些实施方案中，该低聚采用钨酸锆催化剂。出人意料地，该低聚以高产率顺利进行，并且对进料流股中显著量的含氧化合物(例如水、低级醇诸如C₂‑C₈醇)的存在展现出很小敏感性至无敏感性。因此，本公开文本独特地适于生产衍生自生物基醇的燃料，其中由此类生物基醇生产的烯烃典型地含有高水平的含氧化合物。

优先权信息

本申请要求以下美国临时申请号的权益：2016年10月14日提交的 62/408,476；2016年10月24日提交的62/412,046；2016年11月28日提交的62/426,787；2017年4月12日提交的62/484,580；2017年4月 25日提交的62/489,756；2017年5月3日提交的62/500,892；2017年6 月19日提交的62/521,664；和2017年7月31日提交的62/539,287；将其中每个通过引用以其全文并入本文。

技术领域

本公开文本涉及一种用于将衍生自C₂-C₅生物基醇的低级直链和支链单烯烃转化为更高级烃的方法，这些更高级烃可用作喷气油(Jet)燃料或柴油燃料生产的前体。在某些实施方案中，Gevo研究人员已开发出将生物基C₂-C₅醇以高产率转化为其相应的直链和支链烯烃，随后在钨酸锆催化剂、镍和/或钴掺杂的钨酸锆催化剂、沸石、或金属(IB-VIIB 族)掺杂的沸石和/或其催化剂组合的存在下将支链和/或直链C₂-C₈烯烃以至少70％的总产率低聚为可再生喷气油燃料和/或柴油燃料的技术。

背景技术

生物乙醇是重要的商品化学产品。随着生物乙醇的可用性增加和成本降低，研究人员已经探索出生物乙醇作为原料用于制造多种多样的下游烃，包括上述喷气油燃料和/或柴油燃料。另外，Gevo研究人员已开发出促进生物异丁醇生产的发酵方法，从而提供了基于生物基醇混合物制生物基燃料的新途径。

C₂-C₅醇的脱水以及在一些情况下其随后的异构化记录在文献 (Materials 2013,6,101-115；Catalysis Communications 10,2009,567- 571；US 20130131411；US 2017/0050896；EP 2374781)中，但有很少报道指出这样的催化剂，这些催化剂旨在将生物基C₂-C₅醇混合物直接脱水，随后以完全整合的方式低聚成烃喷气油燃料和/或柴油燃料。

气态单烯烃的低聚以便形成汽油型烃是已知的，并且已披露在专利文献(US4613719；US 9688590)中。然而，始终需要开发使用更有效和/或更廉价的催化剂组合物的新低聚方法。

已经通过使用酸催化剂诸如负载型磷酸进行烯烃的低聚反应，并且通常获得烯烃二聚物，在二聚物的氢化后添加用于汽油(USP 6689927、6284938)。

最近，报道了若干种制备三聚物的低聚方法。烯烃三聚化已主要通过使用固体酸催化剂诸如杂多酸(JP 2005015383)、氧化锆(JP 2005015384)，称为Al-TS-I的沸石(USP6914165)和硫酸化二氧化钛 (JJ.Molecular Catalysis A,228,333,2005)进行。离子液体也用于反应 (CN 1379005)。

另外，已经报道了许多利用阳离子交换树脂进行低聚的例子。已经声称阳离子交换树脂可以用于二聚化(USP 2005/011911 IA1)。USP 5789643传授了低聚可以通过沸石、氧化铝和离子交换树脂来催化。四聚物或五聚物可以通过用离子交换树脂将预形成的二聚物低聚而获得 (US 6239321)。