本发明专利技术公开了一种由原料制备直链烷烃的加氢脱氧方法，所述原料包含饱和或不饱和的C10-18含氧化合物，所述C10-18含氧化合物包含酯基团、羧酸基团、羰基基团和/或醇基团。所述方法包括在介于约150℃至约250℃之间的温度和至少约300psig的氢气压力下，使所述原料与以下物质接触：(i)催化剂，所述催化剂包含约0.1重量％至约10重量％的金属，所述金属选自周期表的第IB族、第VIB族或第VIII族，以及(ii)杂多酸或杂多酸盐。通过在这些温度和压力条件下使原料与催化剂和杂多酸或杂多酸盐接触，所述C10-18含氧化合物被加氢脱氧成具有与所述C10-18含氧化合物相同碳链长度的直链烷烃。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】使用包含杂多酸的催化剂由可再生的原料制备直链的长链 烷烃的方法 本申请要求各自提交于2013年3月14日的美国临时申请61/782, 172和 61/782, 198的权益，它们均全文以引用方式并入本文。
本专利技术处于化学加工领域。更具体地，本专利技术涉及由包含Cw 18含氧化合物诸如脂 肪酸和甘油三酯的原料制备直链的长链烷烃的方法。
技术介绍
长链α、ω二元羧酸（长链二酸，"LCDA"）（即具有9或更高的碳链长度的那些） 用作多种化学产品和聚合物（例如，长链聚酰胺）的合成中的原材料。用于制备长链二酸 的化学工艺类型具有多个限制和缺点，最重要的是这些工艺基于不可再生的石油化工原料 的事实。另外，用于制备长链二酸的多反应转化工艺产生不希望的副产物，从而导致收率损 失、需要在还原炉中破坏的重金属废物和氮氧化物。 由于高成本和化石燃料留下的增加的环境影响，以及有限的世界石油储量，人们 对使用可再生资源诸如得自植物、动物和微生物的脂肪和油以制备化学产品和聚合物诸如 直链二酸存在浓厚的兴趣。 长链二酸可由长链烷烃制成，所述长链烷烃继而可由脂肪酸和甘油三酯经由加氢 脱氧（HDO)制成。该反应的烷烃产物不仅用于制备长链二酸，而且还可以其本身或以与来 自石油原料的柴油的混合物的形式用作燃料。 将可再生原料转化成长链烷烃的常规脱氧工艺包括催化加氢脱氧、催化或热脱 羧、催化脱羰和催化氢化裂解。商业上可行的脱氧反应通常是在氢气的存在下高压高温下 操作的，这使得该工艺很昂贵。也已描述过一些低压脱氧工艺，然而，此类工艺具有若干缺 点诸如活性低、催化剂稳定性差以及不期望的副反应。通常，这些工艺需要高温并导致高度 脱羧和脱羰，进而导致长链烷烃产物的链长变短。 例如，美国专利申请公布2012-0029250公开了脱氧方法，该脱氧方法通过脱羧反 应分别由棕榈酸（C16 :0)和油酸（C18 :1)制备十五烷（C15 :0)和十七烷（C17 :0)。该方 法也需要至少300°C的反应温度。该脱氧方法除了导致具有碳损失的产物之外还导致不完 全的脱氧产物诸如硬脂酸、油酸的不饱和异构体和支链产物。使用美国专利8, 193, 400和 7, 999, 142中所公开的方法还观察到脱羧产物以及支链产物的形成。 美国专利8, 142, 527公开了由植物油和动物油制备柴油燃料的加氢脱氧方法，该 方法需要至少300°C的反应温度。美国专利8, 026, 401公开的加氢脱氧方法需要至少400°C 的反应温度。 因此，一直存在对于可在低温低压条件下进行的加氢脱氧方法的需要，并且该加 氢脱氧方法能可靠地将来自可再生资源的油和脂肪的脂肪酸转化成长链的直链烷烃而没 有显著碳损失。
技术实现思路
在一个实施例中，本专利技术涉及一种由原料制备直链烷烃的加氢脱氧方法，所述原 料包含饱和或不饱和的C1(] 18含氧化合物，所述C 1(] 18含氧化合物包含选自酯基团、羧酸基 团、羰基基团和醇基团的基团。所述方法包括在介于约150°C至约250°C之间的温度和至少 约300psig的氢气压力下，使所述原料与以下物质接触：（i)催化剂，所述催化剂包含约0. 1 重量％至约10重量％的金属，所述金属选自周期表的第IB族、第VIB族或第VIII族，以及 (11) 杂多酸或杂多酸盐。通过在这些温度和压力条件下使原料与催化剂和杂多酸或杂多酸 盐接触，所述Cw 18含氧化合物被加氢脱氧成具有与所述C 1(] 18含氧化合物相同碳链长度的 直链烷烃。任选地，所述加氢脱氧方法还包括回收在接触步骤中制备的直链烷烃的步骤。 在第二实施例中，所述Cw 18含氧化合物为脂肪酸或甘油三酯。 在第三实施例中，所述原料包括植物油或其脂肪酸馏出物。所述原料可包含例如 ⑴植物油，所述植物油选自大豆油、棕榈油和棕榈仁油；或（ii)棕榈脂肪酸馏出物。 在第四实施例中，所述催化剂包含约0. 1重量％至约6重量％的铂作为金属。在 第五实施例中，所述催化剂包含约0. 25重量％至约2重量％的铂作为金属。 在第六实施例中，所述杂多酸或杂多酸盐包含钨。该实施例中的杂多酸或杂多酸 盐还包含例如磷。 在第七实施例中，所述杂多酸盐为杂多酸铯盐。 在第八实施例中，所述催化剂还包含固体载体。 在第九实施例中，使所述原料与所述催化剂和所述杂多酸盐接触，并且其中所述 催化剂与所述杂多酸盐结合。 在第十实施例中，在所述催化剂和所述杂多酸或杂多酸盐与所述原料接触之前， 将所述催化剂和所述杂多酸或杂多酸盐干混在一起。在第十一实施例中，在所述催化剂和 所述杂多酸与所述原料接触之前，将所述催化剂和所述杂多酸干混在一起。 在第十二实施例中，所述温度为约200°C，并且所述压力为约400psig。 在第十三实施例中，就具有比所述C1idis含氧化合物的碳链长度短一个或多个碳原 子的碳链长度的反应产物而言，加氢脱氧方法的摩尔收率小于10%。【具体实施方式】 本文引用的所有专利和非专利文献的公开全文以引用方式并入本文。 如本文所用，术语"专利技术"或"本专利技术所公开的"不旨在限制但一般适用于权利要 求中所限定的或本文所述的任何专利技术。术语专利技术、本专利技术所公开的和本专利技术在本文中互换 使用。 术语"加氢脱氧"（HDO)、"加氢脱氧方法或反应"、"脱氧方法或反应"以及"氢化处 理"在本文中互换使用。如本文所用，加氢脱氧是指其中使用氢将含氧有机化合物诸如酯、 羧酸、酮、醛或醇的氧元素还原的化学方法。此类化合物的完全的加氢脱氧通常产生烷烃， 其中先前键合到氧原子上的一个或多个碳原子变成氢饱和的（即，碳原子变成"加氢脱氧 的")。例如，羧酸基团或醛基团的加氢脱氧产生甲基基团（-CH3),然而酮基团的加氢脱氧产 生内部碳基团-CH2-。 本文所述的加氢脱氧方法还将烯烃（C = C)基团和炔烃（C = C)基团还原成C-C 基团。因此，加氢脱氧方法也可被称为还原有机化合物中的不饱和位点的方法。 如本文所用，加氢脱氧不指通过使碳-碳键断裂来还原烃的氧元素的方法，诸如 在除去羧酸基团（即，脱羧）或羰基基团（即，脱羰）的情况下可发生的。本文的加氢脱氧 也不指不完全还原氧化的碳基团的方法（例如，将羧酸基团还原成羰基基团或醇基团）。 术语"烷烃"、"链烷烃"和"饱和烃"在本文中互换使用。如本文所用，烷烃是指仅 由氢和碳原子组成的化合物，其中碳原子仅由单键键合（即，它们是饱和的化合物）。烷烃 可以为直链或支链的，并且因此，在其末端具有甲基基团。 术语"直链烷烃（linear alkane) "、"直链烷烃（straight-chain alkan) "、"正烧 烃"、和"正链烷烃"在本文中互换使用并且是指仅具有两个末端甲基基团的烷烃，并且就所 述烷烃而言，每个内部（非末端）碳原子均键合到两个氢和两个碳上。直链烷烃的简写式 为CnH2n+2。直链烷烃与具有三个或更多个末端甲基基团的支链烷烃不同。 如本文所用，术语"C1(] 18含氧化合物"是指10-18个碳原子的直链，其中一个或多 个碳原子键合到氧原子上（即，一个或多个氧化的碳）。此类键合氧的碳原子以一个或多个 醇、羰基、羧酸、酯和/或醚基团的形式被包含在Cw 18含氧化合物中。如本领域可理解的， 当存在时，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种由原料制备直链烷烃的加氢脱氧方法，所述原料包含饱和或不饱和的C10‑18含氧化合物，所述C10‑18含氧化合物包含选自酯基团、羧酸基团、羰基基团和醇基团的基团，其中所述方法包括：a)在介于约150℃至约250℃之间的温度和至少约300psig的氢气压力下，使所述原料与以下物质接触：(i)催化剂，所述催化剂包含约0.1重量％至约10重量％的金属，所述金属选自周期表的第IB族、第VIB族或第VIII族，以及(ii)杂多酸或杂多酸盐，其中所述C10‑18含氧化合物被加氢脱氧成直链烷烃，并且其中所述直链烷烃具有与所述C10‑18含氧化合物相同的碳链长度；以及b)任选地，回收步骤(a)中制备的直链烷烃。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：DR科宾，A哈吉斯，MS科卡，KC曼宁，JC里特，SK森古普塔，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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