提升辛烷值的燃料添加剂、其制备方法及用途技术

一种制备提升辛烷值的燃料添加剂的方法，所述方法包括在酸性催化剂的存在下使正丁醛、异丁醛或包含上述中的至少一种的组合与甘油反应以获得提升辛烷值的产物混合物，所述提升辛烷值的产物混合物包含2‑丙基‑5‑羟基‑1,3‑二噁烷、2‑异丙基‑5‑羟基‑1,3‑二噁烷、2‑丙基‑5‑羟甲基‑1,3‑二氧戊环、2‑异丙基‑5‑羟甲基‑1,3‑二氧戊环或包含上述中的至少一种的组合。

Fuel additive for increasing octane number, preparation method and Application

A method for preparing a fuel additive for increasing octane number includes reacting n-butanal, isobutyraldehyde or a combination of at least one of the above with glycerin in the presence of an acid catalyst to obtain a product mixture for increasing octane number, and the product mixture for increasing octane number includes 2 \u2011 propyl \u2011 5 \u2011 hydroxy \u2011 1,3 \u2011 dioxane, 2 \u2011 isopropyl \u2011 5 \u2011 hydroxy \u2011 1,3 \u2011 dioxane, 2 \u2011 propyl \u2011 5 \u2011 hydroxymethyl \u2011 1,3 \u2011 dioxolane, 2 \u2011 isopropyl \u2011 5 \u2011 hydroxymethyl \u2011 1,3 \u2011 dioxolane or a combination of at least one of the above.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】提升辛烷值的燃料添加剂、其制备方法及用途
本公开涉及用于汽油的改善的辛烷值提升剂(octanebooster，辛烷值增进剂，辛烷值提高剂)、用于制备辛烷值提升剂的方法和含有辛烷值提升剂的汽油。
技术介绍
作为用于内燃机的燃料的商品汽油是精炼的石油产品，它通常是烃(基础汽油)、添加剂和掺合剂的混合物。将添加剂和掺合剂加入至基础汽油以提高汽油的性能和稳定性，并且它们可以包括抗爆剂、抗氧化剂、金属钝化剂、铅携出剂、防锈剂、防结冰剂、上气缸润滑剂、去污剂和染料。当在高压缩内燃机中使用时，汽油具有“爆震”的倾向。由于空气/燃料混合物的一个或多个气袋在正常燃烧前缘的包层外部预燃，当空气/燃料混合物在气缸中的燃烧未正确响应于点燃而启动时，发生爆震。抗爆剂，也称为辛烷值提升剂，减少了发动机爆震现象，并且提高了汽油的辛烷值。出于环境、健康或者其它原因，先前的辛烷值提升剂，如四乙基铅和甲基环戊二烯三羰基锰(MMT)已经或者正在停用。用于配制辛烷值提升剂的正在使用的优选化合物包括C4氧化物化合物，如甲基叔丁基醚(MTBE)、乙基叔丁基醚(ETBE)和正丁醇及其异构体。然而，这些材料在炼油厂中的大量生产和储存可以是昂贵的。另外，法规要求对高浓度添加剂使用的限制提高了生产高辛烷值燃料的精炼操作的困难和费用。考虑到上述内容，仍需要提供用于生产提升辛烷值的燃料添加剂(octane-boostingfueladditive)和用于包含提升辛烷值的燃料添加剂的汽油组合物的成本-有效的方法。
技术实现思路
制备提升辛烷值的燃料添加剂的方法包括在存在酸性催化剂的情况下使正丁醛、异丁醛或者包含上述中的至少一种的组合与甘油反应以获得包含2-丙基-5-羟基-1,3-二噁烷、2-异丙基-5-羟基-1,3-二噁烷、2-丙基-5-羟甲基-1,3-二氧戊环、2-异丙基-5-羟甲基-1,3-二氧戊环或者包含上述中的至少一种的组合的提升辛烷值的产物混合物。制备提升辛烷值的燃料添加剂的方法包括在存在酸性催化剂的情况下使2-乙基己烯醛(2-ethylhexenaldehyde)、2-乙基己醛(2-ethylhexaldehyde)或者包含上述中的至少一种的组合与甘油反应以获得提升辛烷值的产物混合物，所述提升辛烷值的产物混合物包含2-(庚-3-烯-3-基)-5-羟基-1,3-二噁烷(2-(hept-3-en-3-yl)-5-hydroxy-1,3-dioxane)、2-(庚烷-3-基)-5-羟基-1,3-二噁烷(2-(heptan-3-yl)-5-hydroxy-1,3-dioxane)、2-(庚-3-烯-3-基)-5-羟甲基-1,3-二氧戊环、2-(庚烷-3-基)-5-羟甲基-1,3-二氧戊环或者包含上述中的至少一种的组合。还公开了通过这些方法中的任何一种制备的提升辛烷值的燃料添加剂。无铅汽油组合物包含70至99.8体积百分比的无铅汽油、和0.2至20体积百分比的提升辛烷值的燃料添加剂，其中与不含提升辛烷值的燃料添加剂的无铅汽油相比，无铅汽油组合物具有根据ASTMD2699确定的更高的研究法辛烷值和根据ASTMD2700确定的更高的马达法辛烷值。通过以下详细说明、实施例和权利要求举例说明了上述及其它特征。具体实施方式本文描述了用于制备提升辛烷值的燃料添加剂的方法、提升辛烷值的燃料添加剂和包含提升辛烷值的燃料添加剂的无铅汽油组合物。提升辛烷值的燃料添加剂具有低雷德蒸气压(Reidvaporpressure)(RvP)并且计算具有高理论研究法辛烷值(RON)和马达法辛烷值(MON)，这对于用于汽油组合物的提升辛烷值的燃料添加剂，特别是对于汽车市场是有利的属性组合。可以通过在存在酸性催化剂的情况下使正丁醛、异丁醛或者包含上述至少一种的组合与甘油反应来制备提升辛烷值的燃料添加剂。反应产生了包含2-丙基-5-羟基-1,3-二噁烷、2-异丙基-5-羟基-1,3-二噁烷、2-丙基-5-羟甲基-1,3-二氧戊环、2-异丙基-5-羟甲基-1,3-二氧戊环或者包含上述中的至少一种的组合的提升辛烷值的燃料添加剂。可替代地，可以通过在存在酸性催化剂的情况下使2-乙基己烯醛、2-乙基己醛或者包含上述中的至少一种的组合与甘油反应来制备提升辛烷值的燃料添加剂。反应产生了包含2-(庚-3-烯-3-基)-5-羟基-1,3-二噁烷、2-(庚烷-3-基)-5-羟基-1,3-二噁烷、2-(庚-3-烯-3-基)-5-羟甲基-1,3-二氧戊环、2-(庚烷-3-基)-5-羟甲基-1,3-二氧戊环或者包含上述中的至少一种的组合的提升辛烷值的燃料添加剂。正丁醛、异丁醛或包含上述中的至少一种的组合可以处于单独的、分离的化合物的形式或者可以是化工过程如丁醇或2-乙基己醇生产的纯化产物或粗制产物或者副产物。例如，可以作为丁醇或2-乙基己醇生产的粗制的未蒸馏的副产物获得正丁醛、异丁醛或者包含上述中的至少一种的组合。对于以上丁醛组分中每一种的相对量没有具体限制。2-乙基己烯醛、2-乙基己醛或包含上述中的至少一种的组合可以是单独的、分离的化合物或者可以是化工过程的纯化产物或粗制产物或者副产物。例如，可以作为正丁醛、异丁醛或者包含上述中的至少一种的组合的丁醛的羟醛酮-烯醇(aldolketo-enol，醛醇酮-烯醇)反应产物的脱水的结果来获得2-乙基己烯醛、2-乙基己醛或者包含上述中的至少一种的组合。对于2-乙基己烯醛和2-乙基己醛的相对量没有具体限制。甘油可以是纯化甘油或者可以是粗制甘油，例如，来自生物柴油生产的粗制甘油，其产生大约10％(w/w)的甘油作为其主要副产物。已将来自生物柴油生产的粗制甘油副产物的利用视为降低生物柴油生产成本的最有前景的选择之一。任一个反应过程中醛与甘油的摩尔比可以为0.8:1至1.5:1，优选1:1。多种酸性催化剂是已知的并且可以使用无机或有机酸。示例性的酸性催化剂包括例如盐酸、硫酸、脂肪酸和芳族磺酸如对甲苯磺酸和甲磺酸、磷酸、高氯酸、氢溴酸、氢氟酸和二羟基氟硼酸。其它催化剂为亚硫酰氯，三氟化硼，四氟化硅，硬脂酸盐如硬脂酸锌和硬脂酸铝，镁、铝、铁、锌、铜和锡的氯化物以及汞、银、钴、镍和铈的盐。可以使用有机金属催化剂，例如，钛酸四异丙酯、钛酸四正丁酯、二丁基氧化锡、二辛基氧化锡、乙酰丙酮铪和乙酰丙酮锆。优选的催化剂包括对甲苯磺酸、硬脂酸锌、钛酸四异丙酯或者包含上述中的至少一种的组合。催化剂的量为基于反应物(即一种或多种醛和甘油)总重量的0至5重量百分比(wt.％)，或者基于反应物总重量的0.05至5wt.％，优选0.1至4wt.％。反应温度可以为0至175℃，优选23至165℃。反应压力可以为0.5巴(50％真空，0.05兆帕(MPa))至5巴(0.5MPa)，优选0.8巴至4巴(0.008至4MPa)。所述方法还可以包括从产物混合物分离提升辛烷值的燃料添加剂化合物。分离提升辛烷值的燃料添加剂化合物可以包括一系列过程步骤，其包括蒸馏、酸中和以及过滤中的一种或多种，所述步骤可以以任何顺序进行。在一个实施方式中，将产物混合物蒸馏以除去至少一部分残余的丁醛、水、副产物或它们的组合。可以实施蒸馏以顺序或同时除去这些组分。可以使产物混合物中的催化剂失活并除去。例如，可以使催化剂失活并通过水洗除本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备提升辛烷值的燃料添加剂的方法，所述方法包括在酸性催化剂的存在下，使正丁醛、异丁醛或包含上述中的至少一种的组合与甘油反应以获得提升辛烷值的产物混合物，所述提升辛烷值的产物混合物包含2‑丙基‑5‑羟基‑1,3‑二噁烷、2‑异丙基‑5‑羟基‑1,3‑二噁烷、2‑丙基‑5‑羟甲基‑1,3‑二氧戊环、2‑异丙基‑5‑羟甲基‑1,3‑二氧戊环或包含上述中的至少一种的组合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.22 US 62/474,7001.一种制备提升辛烷值的燃料添加剂的方法，所述方法包括在酸性催化剂的存在下，使正丁醛、异丁醛或包含上述中的至少一种的组合与甘油反应以获得提升辛烷值的产物混合物，所述提升辛烷值的产物混合物包含2-丙基-5-羟基-1,3-二噁烷、2-异丙基-5-羟基-1,3-二噁烷、2-丙基-5-羟甲基-1,3-二氧戊环、2-异丙基-5-羟甲基-1,3-二氧戊环或包含上述中的至少一种的组合。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述正丁醛、异丁醛或包含上述中的至少一种的组合是丁醇或2-乙基己醇生产的副产物。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述副产物为粗制副产物。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述粗制副产物是未蒸馏的。5.一种制备提升辛烷值的燃料添加剂的方法，所述方法包括在酸性催化剂的存在下，使2-乙基己烯醛、2-乙基己醛或包含上述中的至少一种的组合与甘油反应以获得提升辛烷值的产物混合物，所述提升辛烷值的产物混合物包含2-(庚-3-烯-3-基)-5-羟基-1,3-二噁烷、2-(庚烷-3-基)-5-羟基-1,3-二噁烷、2-(庚-3-烯-3-基)-5-羟甲基-1,3-二氧戊环、2-(庚烷-3-基)-5-羟甲基-1,3-二氧戊环或包含上述中的至少一种的组合。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：维贾伊·丁卡尔·博达斯，苏丹·艾德·阿尔奥泰比，吉列尔莫·利尔，穆罕默德·比斯米尔拉·安萨里，纳伊夫·穆罕默德·阿尔·纳达赫·阿尔奥泰比，
申请(专利权)人：沙特基础工业全球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL