使用植物油或脂肪酸衍生物制备柴油机燃料的工艺制造技术

本发明专利技术涉及通过加氢处理植物油或脂肪酸衍生物制备燃料的工艺，该工艺可应用于用于处理化石燃料的现有设备，所述燃料例如为柴油机燃料或喷气式发动机燃料。所述工艺包括进料加氢处理组合的含氧化合物进料流和烃进料流，直到在所述含氧化合物进料流中不超过86重量％的酯被转化成烃，所述含氧化合物进料流例如为FAME，以及任选地，在至少第二加氢处理反应区内进一步加氢处理该产物流直到在所述含氧化合物进料流中至少90重量％的酯被转化成烃，然后移除和分离适合用作燃料的烃物流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及采用植物油或衍生于植物油的脂肪酸衍生物制备燃料的工艺，所述燃料例如为柴油机燃料、燃料油或喷气式发动机燃料。具体地，本专利技术涉及加氢处理植物油或脂肪酸衍生物的工艺，其可应用于用于处理化石燃料的现有设备。
技术介绍
环境利益和对能源在世界范围内增加的需要已经促使能源制造商研究可再生的能源，包括生物燃料。与得自远古生物材料的化石燃料(也被称为矿物燃料)相反，生物燃料是从活着的或者相对来说近期无生命的生物材料获得的。对于生物燃料存在特别的兴趣，其中如在欧洲，已经或将提出规章要求，对于机动车将要求增加生物燃料的使用，主要通过将其与矿物燃料掺合来实现。生物燃料通常由糖、淀粉、植物油或动物脂肪采用常规的技术从基本原料制备，所述基本原料例如为种子，其通常被称为生物质原料。例如，小麦可以提供用于发酵成生物乙醇的淀粉，而含油的种子，例如葵花籽，可提供可用于生物柴油的植物油。一些柴油机不需要改进就能与纯生物柴油相容。但通常将生物柴油与矿物柴油混合，使得其可以在更宽范围的柴油机中使用。目前车辆制造商推荐使用含有与矿物柴油掺合的最高达15％的生物柴油的燃料。将植物油或其它脂肪酸衍生物转化成在柴油沸程范围内的液体燃料的常规方法是通过在催化剂，通常是碱催化剂，例如氢氧化钠的存在下，与醇，通常是甲醇，进行酯交换反应。获得的产物通常是脂肪酸烷基酯，最常见的是脂肪酸甲酯(被称为FAME)。尽管FAME具有许多理想的品质，例如高的十六烷值，以及其被认识到的环境益处，但相对于矿物柴油，其具有差的冷流性，因为其具有直的烃链。其还具有较低的稳定性，因为存在酯部分和不饱和碳-碳键。还已知加氢方法能够将植物油或其它脂肪酸衍生物转化成在柴油沸程范围内的烃液体。这些方法通过如下方式除去不需要的氧：加氢脱氧以产生水，加氢脱羰基以产生CO，或者加氢脱羧以产生CO2。在加氢脱氧中，在进料分子中存在的不饱和碳-碳键在脱氧之前被饱和化(加氢)。与酯交换相比，这种类型的加氢处理在实践中的优点是它可以在使用现有基础设施的精炼厂中实践。这降低了投资的需要，并且提供了在很可能商业化的规模上操作的可能性。存在由UOP(EcoFining)和Neste开发的方法，该方法处理甘油三酸酯，例如在植物油中以独立方式存在的甘油三酸酯。例如，PCT公开WO 2008/020048描述了用于在单个或多个反应器中共同处理甘油三酸酯与减压重油的工艺，并且公开了从氢消耗的角度出发，氧化的烃化合物(例如甘油)的部分加氢是更理想的。PCT公开WO 2008/012415描述了在至少一个固定床加氢处理反应器中，催化加氢处理瓦斯油类型的衍生自石油的原料的工艺，其中将最高达约30重量％的植物油和/或动物脂肪并入到所述原料中，并且在不重复利用的情况下以单通方式操作所述反应器。欧洲专利EP 1911735描述了将羧酸和/或衍生物与来自精炼厂的烃物流进行共加氢作为改进方案。公开了CoMo或NiMo催化剂。据称在所述反应器中保持如下条件，所述条件使得实现了所述羧酸和/或酯的几乎完全转化，即大于90％的转化率和优选大于95的转化率。产物被描述为适合用作柴油机燃料或者适合与柴油机燃料一起使用。PCT公开WO 2008/040973描述了一种工艺，其适合作为改进方案，其中将羧酸和/或包括酯的衍生物与精炼厂工艺流(例如柴油机燃料)的混合进料进行加氢脱氧或者同时进行加氢脱硫和加氢脱氧。所述催化剂可以是Ni或Co与Mo的组合。所述工艺制备的产物被描述为适合用作柴油、汽油或航空燃料。据称在所描述的条件下，实现了共进料的羧酸和/或衍生物的通常大于90％、并且经常大于95％的转化率。PCT公开WO 2007/138254描述了一种工艺，其中在第一阶段中，将可以是中间馏分的烃工艺流加氢，并然后与羧酸和/或酯一起进料至第二加氢阶段。最终的产物可以是柴油机燃料，并且据说好处是降低了放热量、改进了柴油产率、减少了污染、降低了结焦和降低了残留的烯烃和/或杂原子。还提到了一种备选工艺，其中将未处理的烃工艺流与所述酯一起进料。在第二反应器中的条件据说与第一反应器相同，并且NiMo和CoMo都被描述为是用于第一反应器的优选催化剂。据称在所述反应器中保持如下条件，所述条件使得实现了所述羧酸和/或酯的几乎完全转化，即大于90％的转化率和优选大于95％的转化率。与常规馏出物的加氢脱硫不同，植物油或动物脂肪的直接加氢处理要求相对大量的氢，并且通常伴随着大量的放热，这要求极其仔细的控制。否则可能发生不希望的副反应，例如裂化、聚合和芳构化。另外，在CoMo催化剂上共处理甘油三酸酯和FAME已经显示了加氢脱硫的缺陷(debit)。因此需要改进的用于植物油和动物脂肪的加氢处理工艺，并且优选该工艺可以在用于处理矿物燃料的现有设备中进行。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种从羧酸酯制造适合用作燃料的烃物流的工艺，该工艺包括如下步骤：a)将如下物流进料至加氢处理反应区(i)含氧化合物进料流，其包含一种或多种羧酸的甲酯或乙酯，和(ii)烃进料流；b)在所述加氢处理反应区内使所述进料流与包含氢的气体在加氢处理条件下接触，直至在所述含氧化合物进料流中不超过86重量％的酯被转化成烃；c)移除经加氢处理过的产物流；和d)从所述经加氢处理过的产物流中分离适合用作燃料的烃产物流。根据本专利技术的另一个方面，可以将得自上述步骤b)中的加氢处理反应区的经加氢处理过的产物流在至少第二加氢处理反应区中在加氢处理条件下通过与氢接触进行进一步加氢处理，直至在所述含氧化合物进料流中的至少90重量％(优选至少95重量％，更优选至少99重量％)的酯被转化成烃；和在步骤c)中，可以将所述经加氢处理过的产物流从所述第二加氢处理反应区中移除。本专利技术的这个方面可以应用于更大范围的羧酸酯原料。因此，在第二个实施方式中，本专利技术包括：a)将含氧化合物进料流和烃进料流进料至第一加氢处理反应器中，所述含氧化合物进料流包含一种或多种羧酸的酯，特别是烷基酯；b)(i)在所述第一加氢处理反应区内使所述进料流与包含氢的气体在加氢处理条件下接触，直至在所述含氧化合物进料流中不超过86重量％的酯被转化成烃；(ii)从所述第一加氢处理反应区中移除第一经加氢处理过的产物流，(iii)在至少第二加氢处理反应区内使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.06.12 US 61/268,4601.从羧酸酯制造适合用作燃料的烃物流的工艺，该工艺包括如下
步骤：
a)将如下物流进料至加氢处理反应区：
(i)含氧化合物进料流，其包含一种或多种羧酸的甲酯或乙酯，
和
(ii)烃进料流；
b)在所述加氢处理反应区内使所述进料流与包含氢的气体在加氢
处理条件下接触，直至在所述含氧化合物进料流中不超过86重量％的
酯被转化成烃；
c)移除经加氢处理过的产物流；和
d)从所述经加氢处理过的产物流中分离适合用作燃料的烃物流。
2.从羧酸酯制造适合用作燃料的烃物流的工艺，该工艺包括如下
步骤：
a)将含氧化合物进料流和烃进料流进料至第一加氢处理反应器
中，所述含氧化合物进料流包含一种或多种羧酸的酯；
b)(i)在所述第一加氢处理反应区内使所述进料流与包含氢的
气体在加氢处理条件下接触，直至在所述含氧化合物进
料流中不超过86重量％的酯被转化成烃；
(ii)从所述第一加氢处理反应区中移除第一经加氢处理过的
产物流，和
(iii)在至少第二加氢处理反应区内使所述第一经加氢处理过
的产物流与包含氢的气体在加氢处理条件下接触，直至
在所述含氧化合物进料流中至少90重量％的酯被转化成
烃；
c)从所述第二加氢处理反应区中移除第二经加氢处理过的产物
流；和
d)从所述第二经加氢处理过的产物流中分离适合用作燃料的烃物
流。
3.根据权利要求2所述的工艺，其中所述含氧化合物进料流包含
一种或多种羧酸的甲酯和/或乙酯，优选甲酯，和/或所述含氧化合物进
料流衍生自植物油、动物油或脂肪、藻类、废油或其组合。
4.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述含氧化合物
进料流是通过在碱催化剂的存在下，使C8至C36羧酸酯与醇，优选甲
醇，进行酯交换获得的。
5.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述烃进料是中
间馏分、瓦斯油馏分、减压瓦斯油或其组合。
6.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述含氧化合物
进料占在步骤a)中进料至所述加氢处理反应区中的组合进料的约1重
量％至约15...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕特里克·L·汉克斯，威廉·E·刘易斯，凯瑟琳·Y·科尔，
申请(专利权)人：埃克森美孚研究工程公司，
类型：发明
国别省市：