[發明專利]通過使用鉬基催化劑將可再生源的流出物轉化為高質量燃料的方法

有效

• 申請號: 200910266698.0
• 申請日: 2009-12-23
• 公開（公告）號: CN101773843A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: A·多丁;L·博爾尼;T·查普斯
• 申請（專利權）人: IFP公司
• 主分類號: B01J27/19
• 分類號: B01J27/19;C10G3/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 徐厚才;孫秀武

技術領域

本發明涉及通過使用鉬基催化劑將可再生源的流出物轉化為高質量燃料的 方法。

背景技術

在國際層面上，2005-2010年的顯著之處首先在于歐盟內對燃料、特別是瓦 斯油基(gasoil-based)燃料需求的快速增加，其次在于與全球變暖和溫室氣體排放 有關的主要問題。因此，就考慮到化石來源原料而言，希望降低能源依賴性， 和希望減少CO₂排放。在該背景下，尋找可容易地整合到傳統煉制和燃料生產 裝置中的來自可再生源(renewablesources)的新的進料(charge)是越來越重要的目 標。

因此，在過去的這幾年中，由于化石材料成本的提高，來自于木質纖維素 生物質(biomass)的轉化或來自于植物油或動物脂肪的制備的植物源新產物向煉 制工藝中的整合重新受到關注。同樣，傳統生物燃料(主要是乙醇和植物油的甲 基酯)已經取得在汽油調合組分總和中作為對石油基料(petroleumbases)的補充的 真正地位。

對瓦斯油燃料的強烈需求，加之對環境的顯著關心，鞏固了對使用來自可 再生源的進料的興趣。在這些進料中，如下可作為例子提出：植物油或藻類來 源的油、未經處理形式的或經過預處理的動物脂肪或使用過的食用油，及這些 進料的混合物。這些進料基本包含甘油三酸酯型的化學結構，其也以脂肪酸三 酯和脂肪酸的名稱為本領域技術人員所知。甘油三酸酯的非常高的分子量(大于 600g/mol)和所考慮的進料的高粘度，意味著它們直接使用或者作為在瓦斯油中 的摻合物使用，對于現代的HDI發動機帶來問題(與壓力非常高的注射泵的兼容 性、不可控的燃燒、lowyields、有毒的未燃燒排放物)。然而，構成甘油三酸酯 的烴鏈主要呈線性并且它們的長度(碳原子的數目)與瓦斯油中存在的烴相容。此 外，這些鏈的初始數目通常為0-3，但可更高，特別對于源于藻類的油。

因此，隨著本領域技術人員已知的添加劑的混合或加入，有必要轉化這些 進料以便獲得良好品質的瓦斯油基料和/或滿足有效要求的煤油餾分。對于柴油 機，最終燃料必須符合EN590標準，并且對于煤油其必須滿足在IATA (IntemationalAirTransportAssociation)GuidanceMaterialforAviationTurbineFuel Specifications例如ASTMD1655標準中所描述的規定。

一種可能的方法在于通過酯交換轉化所述進料。因此，通過酯交換反應在 脂族一元醇存在下，將基本上構成這樣的進料的甘油三酸酯轉化為脂肪酸酯和 甘油。這種反應可通過均相或非均相催化劑催化。這種方法的缺點包括：a)由于 酯中存在氧，使得內燃機廢氣中NO_x排放升高；b)約360℃的相當高的沸點，對 于瓦斯油的終餾點必須滿足的規范可能帶來問題；c)獲得非最大化的十六烷指數 (約50，其是瓦斯油所需的最小值)；和d)由于烴鏈上雙鍵的存在，與氧化反應 穩定性有關的問題。

另一種可能的方法是在氫存在下，將植物油催化轉化為脫氧化的石蠟燃料 (paraffinicfuel)(加氫處理)。已知許多金屬或含硫的催化劑對于這種類型的反應 具有活性。用于植物油加氫處理的這些方法早已是公知的，并且在許多專利中 已有描述。如下專利可作為例子被引入：US4,992,605、US5,705,722、EP1,681,337 和EP1,741,768。

作為例子，EP1,681,337描述一種通過脫氧反應轉化來自可再生源的進料的 方法以生產中間餾出物。催化劑由活性金屬相構成，所述金屬相由VIII族元素 構成，分散在金屬氧化物或碳型載體上。所述方法還包括使用催化劑的任選的 異構化步驟，所述催化劑含有選自SAPO-11、SAPO-41、ZSM-22、鎂堿沸石或 ZSM-23的分子篩和選自鈀、鉑和鎳的VIII族金屬，所述方法在200-500℃的溫 度和2-15MPa壓力進行。

因為用于脫氧反應的催化劑是金屬催化劑，這種方法通過脫羧/脫羰導致專 門形成石蠟(paraffins)，并且導致產生碳氧化物。這是有利的，原因是與由于水 的產生而消耗氫的加氫脫氧反應(hydrodeoxygenationreactions)相比，其減少了氫 的消耗，但其意味著由于每摩爾烴以CO或CO₂形式喪失一個碳原子而存在可 升級產物(例如中間餾出物)的收率的降低。