合成喷气燃料和柴油燃料组合物及其制造方法技术

本发明专利技术公开了包含选定的非线性长链饱和伯一元／二元醇和它们的混合物的新型清洁燃料；新型二醇；和制造清洁合成喷气燃料和／或清洁合成柴油的方法，以及与制造洗涤剂工业使用的非线性醇同时制造清洁合成喷气燃料和／或清洁合成柴油燃料的方法。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
合成喷气燃料和柴油燃料组合物及其制造方法专利
本专利技术涉及合成燃料领域，尤其是合成喷气燃料和/或合成柴油燃料，及其制造方法。更特别地，本专利技术涉及低硫或无硫燃料领域，所述燃料含有补偿硫的去除添加剂。专利技术背景清洁且基本不含硫、氮或芳香族化合物的喷气燃料或柴油燃料预计面临需求的急剧增长，例如为了满足全球标准的汽车制造商的紧迫需求。见由James A.Spearot，Director，Chemical andEnvironmental Sciences Laboratory，General Motors代表Partnership for a New Generation of Vehicles Advanced FuelsGroup的U.S.Congeress of October 5，1999的证词。但是，存在与这样的开发相关的大量未解决的技术问题。某些最近开发的燃料组合物是清洁的，但是严重缺乏某些燃料希望的技术品质。这些明显是与硫和/或氮的去除有关。因此，存在新的急迫的需求，和与其相关的需要解决的明显技术问题。即：如何保证改进的清洁喷气燃料或柴油燃料更有效地补偿硫和/或氮和/或芳香族化合物的去除，尤其是硫的去除。这样的新型燃料会符合越来越严格的规定标准并且用户会更加寻求其改进的环境可接受性和其没有在效力方面的损害，特别是在现代发动机中的喷射器和燃料泵的燃料系统润滑。在低硫喷气燃料/柴油燃料(一般包括无硫型)领域的另一个不断增长的需求是对于普通的或“可替换的”，即可经济地互换的，燃料/添加剂或燃料添加剂“浓缩物”的需求。这样的共同性允许较少量的专门化设备如费-托法设备用作“浓缩物”供应源，所述浓缩物可以在任何炼油厂与所有方式的喷气燃料/柴油燃料，特别是低硫燃料，包括加氢脱硫的和/或生物脱硫的传统石油燃料以及费-托法获得的燃料混合。因此，添加剂的益处遍及所有主要超低硫喷气/柴油燃料，并且为它们解决所有由于硫去除导致的问题。这样的益处实际上是在传统炼油中保护整个投资基础的实质。而且，如果添加剂是浓缩物，可以更-->容易且更经济地满足上述需求。遗憾的是，制造所需的较长链型燃料润滑添加剂的已知方法本质上产生太低的有效添加剂含量，所述有效添加剂被烃稀释，这在运输或移动方面是不经济的。而且，对于这样的添加剂的性能改进，存在着明显的空间。例如已知的方法包括在费-托法获得的油中产生所谓“自然”醇的方法；这样的方法目前在自然醇中缺少足够的支化类型和含量。而且，当混入到高冲淡物中，用于现代的喷气发动机/柴油机燃料润滑时，这样的“自然”醇的总量不足。此外，在这样的方法的产品中，与共存的燃料烃相比，在所述醇中没有独立的支化/重原子数的可变性，因此没有同时优化(a)润滑性和(b)其它重要参数的可能性，其它重要参数例如十六烷值或烟点(smoke point)。(烃的重原子数＝碳原子总数；醇的重原子数＝碳和氧原子的总数)。已经试验了低硫燃料用添加剂的无醇法，并且发现了缺点。例如，由WO96/25473、WO98/21293、WO98/28383、WO99/00467和US5,488,191代表的现有技术。这样的添加剂有一种或多种缺点，例如它们含有氮、芳环，具有过高的分子量，或者较不经济。因此，特别希望的是一种润滑性更好的通用的、浓缩的、可生物降解的、经济的添加剂。理想的是，这样的添加剂是极性较小的，并且比目前在商业规模上以浓缩形式可以获得的任何已知添加剂熔点明显更低。而且，特别希望的添加剂是没有诸如过高分子量等缺点并且完全且清洁地燃烧而没有任何困难。包含这样的添加剂的组合物可以独立控制醇的结构和燃料烃的结构，以便进行含有二者的混合物的燃料性能的总体优化。因此，本专利技术的一个目的是获得这样的浓缩添加剂、含有它的派生低硫或无硫燃料，并获得其制造方法。制造喷气燃料和/或柴油燃料的方法近年来已经明显改进。这样的方法包括原油的深度加氢处理以及进来改进的费-托法浆料床反应，以便把合成气转变成蜡，然后进行加氢裂解/加氢异构和蒸馏，以分离希望的燃料蒸汽。产品相对于喷气发动机/柴油机进行优化。本专利技术主要改进了这样的方法和组合物，提供了新型燃料组合物，包括希望的浓缩添加剂，并解决了上述技术问题。-->本专利技术的组合物有许多优点，例如为生产成品油或浓缩的添加剂调合料的配方设计师提供了明显更大的灵活性，所述浓缩添加剂调合料是清洁的、高度可生物降解的、具有优异的润滑性能、并且可以在室温甚至寒冷温度(例如30°F，甚至更低)下以液体形式管道输送或装船运输。本专利技术的燃料和方法可以独立地优化燃料烃和醇的性能，以获得总体优异的结果。一种特别重要的优点是，本专利技术的浓缩添加剂或“浓缩物”在低温下更不容易与稀释的调合料和/或成品油分离。这使它们在许多重要应用中是非常理想的，包括用于喷气燃料。另外，在优选的实施方案中，所述组合物基本是无烯烃和无羧化物的，因此基本消除了过氧化物形成的趋势并减少腐蚀/胶的形成。通过不仅对燃料制造商和用户有用的优点，而且对于洗涤剂的制造商和用户有用的优点，实现了本专利技术，例如，通过促进用于燃料用途所选的醇的制造，重要的规模经济将制造洗涤剂应用更能买得起的类似的醇。
技术介绍
与醇结合使用的术语“短链”是指碳含量为1个碳原子到约10个碳原子的醇、以这样的醇为主的醇混合物、或其中最长可能的直链不超过约9个碳原子的支链醇，如2-乙基己醇或2-丙基庚醇。“短链”醇通常包括塑化剂用醇，但是不包括通常称为洗涤剂用醇的类型的醇。本文与醇结合使用的术语“长链”是指碳含量为约11个碳原子到约21个碳原子的醇，尽管一般当存在长链的分布时，在分布的尾部的微小比例可能在该范围之外，当存在支链时，一般可以存在20个以上的碳原子。术语“长链”可以合适地应用于本文的必需醇(NLA醇)。现有技术的醇可以具有非常大量的不同结构并且包括天然型和合成型；直链、支链或环状脂肪一元醇、二醇和多元醇；和芳香醇或杂环醇，包括天然醇如糖；和/或杂原子官能脂肪醇如氨基醇。还存在各种商品醇，如购自Shell的NEODOL型、购自Exxon的EXXAL型、购自Condea的ISOFOL型、Ziegler醇、Guerbet醇等。一般来说，醇可以是饱和或不饱和的并且可以是直链的，或者具有大量现有技术-->已知类型的支链，这取决于支化部分的大小和位置，或换言之，取决于其分析表征(例如由n.m.r.进行)、其性能或其制造方法。与醇的情况一样，烃已知有许多种不同的结构和取代形式。烃包括油和润滑油。例如，在短语“燃料调合料”或“成品燃料组合物”或“燃料烃”中，本文所用的术语“燃料”是远比(无条件的)“烃”更专业的术语，并且指适用于在涡轮机或非涡轮发动机包括内燃机或表面燃烧发动机的含烃流体，所述内燃机型特别包括喷气发动机和柴油机。限制或允许选择烃作为燃料的性质被广泛地记载在技术文献中，例如参见Kirk Othmer’s Encyclopedia of Chemical Technology，第4版，Wiley，NY.，第3卷，1992，第788-812页和Kirk Othmer’sEncyclopedia of Chemical Technology，第4版，W本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于内燃机的燃料组合物，所述燃料组合物包含： （ａ）至少５％的燃料烃和 （ｂ）至少１０ｐｐｍ的含有至少１１个碳原子的非线性脂肪族伯醇，优选的是其中组分（ａ）和（ｂ）是共同合成的。

【技术特征摘要】
US 2000-2-14 60/182,3821.一种用于内燃机的燃料组合物，所述燃料组合物包含：(a)至少5％的燃料烃和(b)至少10ppm的含有至少11个碳原子的非线性脂肪族伯醇，优选的是其中组分(a)和(b)是共同合成的。2.根据权利要求1的组合物，其中：●所述燃料烃包含至少两类燃料烃，优选的是其中所述至少两类燃料烃区别在于第一类燃料烃选自费-托法羰基合成烃并且第二类燃料烃是除了所述第一类燃料烃以外的烃，和●至少0.6重量分数的所述非线性脂肪族伯醇是非线性脂肪族羰基合成伯醇，优选的是含有至少一个C1-C3烷基取代基，位于从羰基合成醇的羟基计算的第三个或更高的碳原子上和/或优选的是其中所述非线性脂肪族羰基合成伯醇选自润滑用的倾点下降用的非线性脂肪族羰基合成伯醇；且不超过0.02重量分数的所述非线性脂肪族羰基合成伯醇含有四元取代的碳原子，更优选的是其中所述组合物是浓缩物燃料添加剂形式的，其含有0.2％-19％的所述非线性脂肪族羰基合成伯醇和81％-99.8％的所述燃料烃；并且其中，所述非线性脂肪族羰基合成伯醇具有独立可变的支化度DOBa，其大于所述燃料烃的支化度DOBF，符合关系式：DOBa＝DOBF+0.3；更优选的是其中所述组合物是浓缩燃料添加剂形式的，其含有5％-90％的所述燃料烃和10％-95％的所述非线性脂肪族羰基合成伯醇；其中，所述燃料烃得自F.T.蜡、石油蜡及其混合物；所述非线性脂肪族羰基合成伯醇是选自C12-C13馏分、C14-C15馏分和C16-C17馏分的两碳醇形式；或者更优选的是其中所述组合物是浓缩燃料添加剂形式的，其包含5％-90％的所述燃料烃和10％-95的所述非线性脂肪族羰基合成伯醇；其中，所述燃料烃得自F.T.蜡、石油蜡及其混合物；所述非线性脂肪族羰基合成伯醇是选自C14-C17馏分的四碳醇馏分形式。3.根据权利要求1-2的任一项的组合物，其包含5％-99.9990％的所述燃料烃和10ppm-95％的所述非线性脂肪族羰基合成伯醇；优选的是，其中所述非线性脂肪族羰基合成伯醇选自润滑用的、倾点降低用的非线性脂肪族羰基合成伯醇；其中，所述燃料烃包含费-托法羰基合成烃；并且所述非线性脂肪族羰基合成伯醇的平均碳原子数为11-21；并且其中，所述组合物进一步包含选自以下组分的成分：(c)直链长链一元醇；(d)非线性二醇；(e)直链二醇；和(f)(c)-(e)的两种或多种的混合物，优选的是，其中组分(b)和(c)以至少2∶1的重量比(b)∶(c)存在，更优选的是，其中把所述燃料烃和不与所述燃料烃的组分整体合成的所述非线性脂肪族羰基合成伯醇成分混合形成产品，从而获得比可以通过制造氧合燃料的已知费-托蜡法获得的所述非线性脂肪族羰基合成伯醇与直链羰基合成醇的比例(b)∶(c)更高的比例。4.根据权利要求1-3的任一项的组合物，其中，所述非线性脂肪族羰基合成伯醇在组分(b)中的重量分数足以使成分(b)的添加倾点APP1降低到比基本由相应的直链脂肪族伯醇组成的对比醇组合物的添加倾点APPR低10℃。5.根据权利要求1-4的任一项的组合物，其中，所述组合物包含20％-95％的所述非线性脂肪族羰基合成伯醇；并且其中所述燃料烃(a)包含：(i)5％-80％的选自费-托法羰基合成烃的第一类燃料烃；并且其中至少0.8重量分数的所述非线性脂肪族羰基合成伯醇包含至少一个C1-C3烷基取代基，其位于从羰基合成醇的羟基计算的第三个或更高的碳原子上；并且不大于0.01重量分数的所述非线性脂肪族羰基合成伯醇包含四元取代的碳原子，并且优选的是其中所述组合物与不含所述第一类燃料烃的任何燃料烃、燃料调合料或燃料混合，形成燃料调合料或成品燃料组合物。6.根据权利要求1-5的任一项的组合物，其中，所述组合物特征在于包含0.1％-19％的所述非线性脂肪族羰基合成伯醇；并且其中所述燃料烃(a)包含：(...

【专利技术属性】
技术研发人员：DS康诺尔，JCTR博克特圣劳伦特，TA克里佩，
申请(专利权)人：宝洁公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]