使用乙醇生产清洁汽油/生物醚的改进方法技术

本发明专利技术公开了一种使用乙醇生产清洁汽油／生物醚的改进方法和一种包含乙醇、乙基醚、烯烃和烷烃的燃料或燃料调合原料。在一些实施方案中，权利要求１所述的燃料或燃料调合原料，其中所述燃料或燃料调合原料可以具有大于９２的辛烷值（ＲＯＮ＋ＭＯＮ）／２）。在其它实施方案中，所述燃料或燃料调合原料可以具有小于７．２ｐｓｉ的雷德蒸气压。所述方法包括：在催化剂的存在下，使乙醇和至少一种包含烷烃和烯烃的汽油馏分接触，以形成燃料混合物，所述燃料混合物包含乙基醚、烷烃、未反应的烯烃和未反应的乙醇；以及，在不从所述燃料混合物中分离出乙醇的情况下，回收所述燃料混合物以用作汽油或汽油调合原料。

【技术实现步骤摘要】

本文中所公开的实施方案总体上涉及使用可再生资源如乙醇作为燃 料组分的方法。在另一个方面，本文中所公开的实施方案涉及一种包含烷 烃、烯烃、乙醇和乙基醚的燃料组合物。更具体地，本文中所公开的实施方案涉及各种用于乙醇与汽油馏分的化学和喷射(splash)调合的方法。
技术介绍
燃料生产商正越来越多地经受着使用可再生资源作为调合原料的压 力。乙醇作为这种材料的主要实例被经常地提到。在所有易生产的可再生 化合物之中，乙醇最适用于汽油中。实际上，可以将发动机设计成依靠纯 乙醇以及燃料体系中的改性物运行。对于整个经济，乙醇的使用可以提高能量的独立性。这是由于几乎可 以在可以生长食物的任何地方生产农业碳水化合物资源。另外，这种生产 体系增加了将一些运输相关的经济剩余(surplus)转移到农村地区的社会效rrff.。将乙醇掺混到汽油中的最直接方法是通过混合或"喷射调合"。在例如美国专利6，258，987('987)中公开了这种方法。在混合场所，将汽油的各种 低等品(subgrade)，包括催化裂解的石脑油、重整油、直馏石脑油、异构化 物、烷基化物等与所需量的醇混合。调合场所优选为(l)地理上邻近分配汽 油的地区的位置；和(2)地理上远离制备低等品的地方的位置。将所得到的 调合物递送到适合的储存设备如储罐或分配系统的元件如管道、有轨车、 油罐卡车或驳船中。掺混乙醇的不同方法是通过"化学调合"。在这种情况下，将乙醇供给 到炼油厂本身中，并且共价结合到基本汽油中。例如，美国专利5，633，416等描述了其中使C,至C,醇与汽油低等品中的可醚化烯烃反应的方法。例如，可以使乙醇与异丁烯反应以形成乙基叔丁基醚(ETBE)。使用化学或喷射调合的主要优点是提高了辛烷质量。对更加无铅的辛烷质量的需求的增加，越来越需要优质燃料。在表l中给出了在典型的无铅汽油中的各种氧化生成物(oxygenates)的调合值。可以看出，乙醇和ETBE的辛垸值((研究法辛烷值(RON) +马达法辛烷值(MON))/2)在109-113的范围内。表1<table>table see original document page 5</column></row><table>尽管使用乙醇作为喷射调合原料具有许多优点，但是将乙醇掺混到汽油中还没有被发动机燃料工业，包括石油炼制工业、普通的输送管道和汽车生产商，轻易地接受。有损乙醇在炼油厂作业和销售水平上被接受的基本问题包括乙醇是通常不在炼油厂场所生产的调合剂；如'987专利中所述，调合场所通常远离炼油厂(即，必须将靠近玉米产地的中西部生产的乙醇与在Gulf Coast生产的汽油进行组合)。另外，乙醇-烃调合需要从炼油厂或调合场所油库和产品输送系统除去水，原因是乙醇完全混溶于水中。而且，乙醇调合物的销售通常受到限制，因为它们不被所有的石油公司接受。此外，管道可能不接受乙醇调合物，原因是水的潜在可能和相关的腐蚀。在环境上，乙醇可能增加挥发性有机化学品(VOC)排放物，并且不与醚如ETBE —样有效地降低毒物和NOx排放物。与喷射乙醇调合相关的另一个严重问题涉及汽油挥发性。作为一个实例，炼油商必须将他们在南方的夏季级汽油的雷德蒸气压(RVP)降低到约0.8psi至7.2psi。如表l中记录的是，乙醇具有比ETBE高得多的雷德蒸气压。因此，在调合乙醇的情况下，必须生产适用于在终端的乙醇喷射调合的特殊汽油低等品或调合原料。这是特殊的低RVP材料，因此在使用乙醇喷射调合以达到10体积％之后，所得的乙醇调合燃料将具有规定的RVP。由于除去了C4和C5化合物，所得的调节RVP的乙醇调合物通常具有较低的辛烷值，使得该调合物通过乙醇的较高辛垸值部分地补偿而满足RVP规格。调节RVP的调合物的D86 T5和T10也高得多，原因是除去了C4和C5化合物。C4和C5化合物的除去还可能导致可得到的汽油体积的降低。对于除去的Q和C5化合物，还必须找到出路，这可能导致在炼油厂的额外的资本设备或者增加这些化合物的再循环和再加工。吸收汽油中的1加仑丁烷的经济刺激通常在10至20美分的范围内，这取决于地理位置和季节。丁垸的辛垸值同样是有吸引力的(92)，并且作为汽油组分，丁烷比普通的无铅汽油(通常87-89)高几个调合值。对于Cs化合物的刺激是类似的。化学调合提供了取得C4化合物如丁烷或异丁烯的某些价值的方法。因此，对使用可再生资源如乙醇的方法存在需要。所述方法还应当提供辛烷质量得到提高的汽油调合物，其中所述方法可以提供通常被除去以为乙醇创造RVP"空间"的Q和Cs化合物的出路。
技术实现思路
在一个方面，本文中所公开的实施方案涉及包括乙醇、乙基醚、烯烃和烷烃的燃料或燃料调合原料(fbelblendstock)。在一些实施方案中，权利要求1的燃料或燃料调合原料，其中所述燃料或燃料调合原料可以具有大于92的辛垸值(RON + MON)/2)。在一些实施方案中，所述燃料或燃料调合原料可以具有小于7.2 psi的雷德蒸气压。在另一个方面，本文中所公开的实施方案涉及一种用于生产燃料的方法，所述方法包括在催化剂的存在下，使乙醇和至少一种包含烷烃和烯烃的汽油馏分接触以形成燃料混合物，所述燃料混合物包含乙基醚、烷烃、未反应的烯烃和未反应的乙醇；禾n，在不从所述燃料混合物中分离出乙醇的情况下，回收所述燃料混合物以用作汽油或汽油调合原料。从下列描述和后附权利要求中，其它方面和优点将是明显的。附图说明图1是根据本文中公开的一个实施方案的用于生产包含化学调合和喷射调合的乙醇的燃料或燃料组分的简化工艺流程图。图2是根据本文中公开的一个实施方案的用于生产包含化学调合和喷射调合的乙醇的燃料的简化工艺流程图。图3是根据本文中公开的另一个实施方案的用于生产包含化学调合和喷射调合的乙醇的燃料的简化工艺流程图。具体实施例方式在一个方面，本文中所公开的实施方案涉及使用可再生资源如乙醇作为燃料组分的方法。在另一个方面，本文中所公开的实施方案涉及一种燃料组合物，该燃料组合物包含烷烃、烯烃、乙醇和乙基醚。更具体地，本文中所公开的实施方案涉及各种用于乙醇与汽油馏分进行化学和喷射调合的方法。在一些实施方案中，在醚化催化剂的存在下，使乙醇和包含烯烃的汽油馏分接触以形成燃料混合物，该燃料混合物包含乙基醚、烷烃、未反应的烯烃和未反应的乙醇。然后可以在不从燃料混合物中分离出乙醇的情况下，将燃料混合物回收以用作汽油或汽油调合原料。与醚化催化剂的接触可以在催化蒸馏塔和固定床醚化反应器中的至少一个内进行。如在此所用，汽油馏分包括(l)适合用作汽油用调合原料的各种炼油厂流；和/或(2)通过将各自适合用作汽油调合原料的两种以上的流调合而形成的调合汽油流。当适合的汽油调合原料与其它炼油厂流调合时，其生成满足对汽油的要求的组合流，而这些对汽油的要求在联邦和州的规章中有充分的记载。在本文中公开的方法的进料可以包括一种或多种在汽油沸程中沸腾的石油馏分，包括FCC汽油、焦化戊烷/己烷、焦化石脑油、FCC石脑油、直馏汽油和包含这些流的两种以上的混合物。这些汽油调合流典型地具有在0"C和26(TC的范围内的标准沸点，该标准沸点是通过ASTMD8蒸馏测定的。这种类型的进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料或燃料调合原料，所述燃料或燃料调合原料包含乙醇、乙基醚、烯烃和烷烃。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊毅刚，凯丽L罗克，阿维德尤德齐斯，米切尔E勒舍尔，
申请(专利权)人：催化蒸馏技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]