双重用途的烃燃料组合物制造技术

一种适用于燃料电池装置和内燃机的烃燃料组合物，所述烃燃料组合物包括至少一种具有４到１２个碳原子的饱和脂族烃，其特征在于烯烃含量少于２０％体积、芳烃含量少于４２％体积、终沸点（ｆｏｐ）小于２１５℃、硫含量少于２０ｐｐｍ。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种燃料组合物，具体地讲，涉及一种适用于双重用途，即用于燃料电池装置和内燃机两者的燃料。燃料电池是一种将氢燃料和空气中的氧结合起来以产生电、热和水的电化学装置。燃料电池运行时不发生燃烧，使得其成为清洁和可靠的能源。因此，将燃料电池用作机动车辆的动力源正日益受到重视。在燃料电池中采用的氢可直接贮存入，也可原位产生，例如通过烃燃料(如柴油或汽油)的转化得到。但在内燃机中常规采用的烃燃料可能不适合用于燃料电池装置，因为它们可能会产生有损于所述燃料电池装置部件的副产物(例如焦炭)。我们现已研制出一种适用于燃料电池装置和内燃机两者的燃料组合物。因此，本专利技术提供了一种适用于燃料电池装置和内燃机两者的烃燃料组合物，所述烃燃料组合物包括至少一种具有4到12个碳原子的饱和脂族烃，其特征在于烯烃含量少于20％体积，芳烃含量少于42％体积，终沸点(fbp)小于215℃，且硫含量少于20ppm。本专利技术还提供了一种适用于燃料电池装置和内燃机两者的烃燃料组合物，所述烃燃料组合物包括至少一种具有4到12个碳原子的饱和脂族烃，其特征在于烯烃含量少于20％体积，芳烃含量少于42％体积，终沸点(fbp)小于185℃，且硫含量少于20ppm。本专利技术还提供了将这类燃料组合物用作燃料电池装置和内燃机两者的燃料的用途。因此，本专利技术的另一方面提供了一种对燃料电池装置供应燃料的方法，所述方法包括提供包括至少一种具有4到12个碳原子的饱和脂族烃的燃料组合物，其特征在于烯烃含量少于20％体积，芳烃含量少于42％体积，终沸点(fbp)小于215℃，且硫含量少于20ppm，提供包括转化设备和燃料电池设备的燃料电池装置，将所述燃料组合物引入到所述转化设备之中，并在适当的条件下运行所述转化设备，以将至少部分所述燃料组合物转化成含有氢的产物流，并任选，将在所述转化设备中产生的氢引入到所述燃料电池设备中。本专利技术还提供了一种对燃料电池装置和内燃机供应燃料的方法，所述方法包括为包括至少一种具有4到12个碳原子的饱和脂族烃的燃料组合物提供贮油器，其中所述燃料组合物的特征在于烯烃含量少于20％体积，芳烃含量少于42％体积，终沸点(fbp)小于215℃，且硫含量少于20ppm，提供第一条管道，以将所述贮油器内的燃料组合物输送到燃料电池装置中，提供第二条管道，以将所述贮油器内的燃料组合物输送到内燃机中，并任选，通过所述第一条管道将所述贮油器内的燃料组合物输送到所述燃料电池装置中，和/或通过所述第二条管道将所述贮油器内的燃料组合物输送到所述内燃机中。本专利技术的烃燃料组合物包括至少一种具有4到12个碳原子的饱和脂族烃。优选所述饱和脂族烃具有4到10个，例如5到8个碳原子。在所述燃料组合物内可存在饱和脂族烃的混合物。这种混合物可包括至少一种支链饱和脂族烃化合物。优选所述混合物主要由此类支链化合物组成。合适的支链烃包括在其烷基链上具有至少一条支链(例如2或3条支链)的具有4到12碳原子的烷烃。支链烃的实例包括异丁烷、异戊烷、异己烷和异辛烷。优选所述混合物包括高级支链烷烃。合适的高级支链烷烃的优选实例为具有下式的支链烷烃R-CH2-CH(CH3)-C(CH3)2-CH3I其中R为氢，或优选为甲基。当R为甲基时，式I代表的烷烃被称为2，2，3-三甲基丁烷。这类烷烃在EP 1068282中有详细描述，所述专利通过引用结合到本文中来。这类烷烃可采用任何合适的方法制备，例如采用于2001年3月2日提交的GB 0105165.5中描述的方法制备。合适的烷烃的另一个实例为具有至少4个甲基和/或乙基支链的8-12碳原子，优选8或10个碳原子的烷烃。通常优选甲基支链。这类烷烃在PCT/GB00/03569中有详细描述，在下文中将称为烷烃“A”。制备烷烃“A”的合适方法在PCT/GB00/03569中也有描述。烷烃“A”通常包含4到7个，优选4到6个，更优选4或5个碳原子的主链。在主链上连接有甲基，和/或乙基支链。最好构成支链的基团除甲基或乙基外没有其它支链基团。在主链上的同一碳原子上可连接一个或两个甲基或乙基。优选烷烃“A”在沿着所述主链的2、3和/或4C位上，更优选在2或3C位上具有一对甲基取代基。烷烃“A”的优选实例包括3，3，4，4-四甲基己烷、2，2，3，3-四甲基丁烷、2，2，3，3-四甲基戊烷、2，2，3，3，4-五甲基戊烷、2，2，3，4，4-五甲基戊烷、2，3，3，4-四甲基戊烷、2，2，3，4-四甲基戊烷、2，2，3，3，4，4-六甲基戊烷、2，2，4，4，6-五甲基庚烷。在所述燃料组合物中可存在作为来自炼油厂的精馏产物和/或反应产物的饱和脂族烃。这类炼油产物可包含至少60％，优选至少70％重量，例如60-95％重量的饱和脂族烃。合适的精馏产物的实例包括粗汽油和/或直馏汽油。合适的精练反应产物的实例包括烷基化油、异构化油、轻质重整油、轻质加氢裂化产物及其混合物。所述燃料组合物中的饱和脂族烃的含量可大于50％体积，优选大于70％体积，更优选大于80％体积，并最优选大于90％体积。所述燃料组合物可含有有效量(例如至少2％体积)的高级支链烷烃，如2，2，3-三甲基丁烷或烷烃“A”。在另一实施方案中，所述燃料组合物含有大于70％体积，优选大于80％体积，更优选大于90％体积，最优选大于95％体积的2，2，3-三甲基丁烷或烷烃“A”。如前所述，本专利技术的燃料组合物具有少于20％体积的烯烃含量。优选所述燃料组合物的烯烃含量少于10％体积，更优选少于5％体积，并最优选少于1％体积。所述燃料组合物中的烯烃可为具有5到10(例如6到8)个碳原子的烯烃。这些烯烃可为线性或支化的。合适的实例包括戊烯、异戊烯、己烯、异己烯、庚烯或2-甲基-2-庚烯及其混合物。这些烯烃可用本领域所知的任何合适的方法(例如通过催化或热裂解原油残渣)来生产。所述燃料组合物的芳烃含量少于42％体积，优选少于35％体积，更优选小于25％体积，最优选小于10％体积。可存在于所述燃料组合物中的合适的芳烃化合物包括甲苯、邻、间、对位的二甲苯和三甲基苯。也可存在芳烃化合物的混合物。这种混合物可来自例如由重汽油馏分得到的催化重整汽油或催化裂解汽油。优选所述燃料组合物基本不含苯。所述燃料组合物还可基本上不含芳烃。所述燃料组合物可含有如环庚烷类的辛烷添加剂。本专利技术的燃料组合物还可含有至少一种有机含氧化合物。合适的有机含氧化合物包括醇和醚，例如二烷基醚。优选采用非对称醚。实例包括甲基叔丁基醚(MTBE)、乙基叔丁基醚和甲基叔戊基醚。优选在所述燃料组合物中的有机含氧化合物的量少于5％体积，更优选少于3％体积。优选在燃料电池装置中使用的燃料组合物的终沸点小于200℃，更优选小于185℃，最优选小于180℃，例如在155和175℃之间。优选所述燃料组合物的硫含量少于10ppm。更优选少于5ppm，甚至更优选少于1ppm，最优选少于0.5ppm。例如所述燃料组合物的硫含量可少于0.1ppm。本专利技术的烃燃料组合物具有至少80的马达法辛烷值(MON)和至少90的研究法辛烷值(RON)。优选所述燃料组合物具有至少85的MON，至少95的RON。本专利技术的烃燃料组合物可具有最高可达100，优选35到100，更优选45到100kPa的雷德本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对燃料电池装置供应燃料的方法，所述方法包括： 提供包括至少一种具有４到１２个碳原子的饱和脂族烃的燃料组合物，其特征在于： 烯烃含量少于２０％体积， 芳烃含量少于４２％体积， 终沸点（ｆｂｐ）小于２１５℃，且 硫含量少于２０ｐｐｍ， 提供包括转化设备和燃料电池设备的燃料电池装置， 将所述燃料组合物引入到所述转化设备之中，并 在适当的条件下运行所述转化设备，以将至少部分所述燃料组合物转化成含有氢的产物流，并任选， 将在所述转化设备中产生的氢引入到所述燃料电池设备中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：G布特勒，SD库克，MG霍奇斯，GW凯特利，GJ朗，
申请(专利权)人：英国石油国际有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]