[发明专利]生产多沸点醚汽油组分的组合物和方法

说明书

本发明涉及较高氧量及特别易于掺混性能的发动机燃料组分。本发明还涉及生产该组合物的高效全套方法。

通过改进化石燃料和相关原料、石化产品和替代燃料的质量和数量，增加原油的使用效率的广泛研究早在70年代初期就已进行了。这种研究的最初动力是必须保证在汽油中取消烷基铅不会对汽油调合组分总和和辛烷值产生不良影响。尽管在70年代期间汽油价格的增长推动投资者和研究人员开发了许多替代能源，但是近年来油价的回落造成在替代燃料上的投资实质上终止了。

近来通过的1990年修改的“清洁空气法（CAA）”，将导致美国所有主要运输工具的燃料发生巨大的改变，并给予发动机替代燃料（主要是所谓的“氧化物”）显著的促进。为了履行CAA，汽油销售商不仅将氧化物掺入汽油，而且改变了烃组成，例如苯含量、总芳烃含量、丁烷含量、总烯烃含量等。为了这些或其它考虑，应当确定新汽油的活性，而这将转化成掺混的氧化物的性能特性，即：蒸馏、挥发性、共沸特性、氧化稳定性、溶解性、辛烷值、蒸汽压等。

近15年来，关于氧化燃料物质和组份的研究一直集中在某些醇或醚上，主要是甲醇、乙醇、异丙醇、t-丁醇、甲基t-丁基醚（MTBE）、乙基t-丁基醚（ETBE）、和t-戊基甲基醚（TAME）。这些材料的许多工艺和组合物已经在现有技术中描述了。

例如Harandi等人的美国专利5，001，292就描述了用于减少生产MTBE和其它烷基t-丁基醚费用方法，该方法通过将醚化方法得到的未及应烃和链烷醇转化成汽油沸程的烃来完成。

通常各氧化汽油组份是分别掺入汽油中的。但是也存在这些组份的混合物，例如含非醚组份汽油的掺混物，例如醇，甚至酯。Bruderreck等人的美国专利4，468，233例如描述了一种含t-丁基醚的发动机燃料组合物，包含MTBE和异丙基t-丁基醚（i-PTBE）和仲-丁基t-丁基醚（s-BTBE），据称提供了高辛烷值，减少了排放物并改进了溶解性。但是，一些实验推翻了醚掺混物可改进醇在汽油中溶解性的结论。

汽油具有10-15psi的历程压力，醚组份给这些汽油提供了良好的蒸汽压掺混特性。目前CAA已造成炼油厂重新配制汽油，以获得7.5至8.5psi的这种较低蒸汽压。由于MTBE的蒸汽压接近8.4psi，因此使用这种市场上最强的氧化汽油组份的动力变弱了。

将来使用氧化更强的燃料必然是与改进环境的努力相结合的，但是为改进辛烷值或提供更大的改进利益将继续把MTBE和乙醇与汽油掺合。甚至目前未受一氧化碳或者臭氧损耗影响的地区在1995年或之前多半将由于CAA中的反排放条款而需要使用氧化物。需要更多的氧化物是明显的，因此更多的原料和技术必须去开发，以便满足市场的需要。

CAA不仅涉及活动物体的排放，而且还涉及石油工业这些静止物体的排放。影响炼油厂的RCRA危险废弃物处理条例将对更有效地把重质原油、釜脚和馏渣、所有通常称作“筒底”的进行转化的研究提供新的刺激。其它相关能源和所有环境部门也将致力于这个研究，例如使用和转化油页岩，使用煤和褐煤、回收工业和城市废品等。

现有的几种技术和工艺为燃料醇的合成提供了新的机会，这些技术和工艺对于甲醇是在液相操作的，对于混合醇生产罐是在气相操作的。或者相联接，或者分别操作。它们的适应性使它们能够或者使用由例如煤、褐煤、重渣、生物量（biomass）、城市和工业垃圾得到的气化产品，或者使用由天然气或石脑油或甚至重油和原油、重油底和残渣部分氧化和/或蒸汽转化生产的合成气（Syn-Gas）。

可以使用这些工艺生产至少30至40%长醇链组成的线性复合醇。

因此本发明的一个目的是确定一种氧化燃料取代剂或掺混剂，它符合CAA的要求。

本发明的另一目的是提供一种不大昂贵的生产这种氧化组合物的方法，以便精炼厂有经济动力更大量地生产这些组合物。

本发明还有一个目的是提供一种方法，作为原料该方法使用炼油厂釜脚或其它难于处理或处理费用高的炼厂物流以及较低成本的烃源如煤、褐煤、油页岩和甚至低热量的工业和城市垃圾。

本发明最后一个目的是确定一类组合物，它们可以与汽油掺混，而对最终产品的性能特性无不利影响，因此该掺混物可直接用于汽车发动机。