一种方法，所述方法包括：提供碳水化合物原料；在氢解催化剂存在下使至少部分碳水化合物原料与氢直接接触，以生产包含稳定的羟基中间产物的第一反应产物；使至少部分包含稳定的羟基中间产物的第一反应产物与脱氢催化剂接触，以形成第二反应产物；和使至少部分第二反应产物与包含碱官能度的缩合催化剂接触，以形成燃料共混物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由生物基原料生产适用于运输燃料和工业化学品的高级烃。
技术介绍
目前已经投入了大量努力开发由非化石燃料源提供能量的新方法和系统。生物基原料是有希望用于生产燃料和化学品的可再生替代烃源。包括碳水化合物和“生物质”的生物基原料为衍生自活生物材料或近期的活生物材料的物质。一类生物质为纤维素 生物质。由于组成细胞壁的木质纤维素材料使纤维素生物质成为世界上最丰富的碳水化合物源。预期将生物质转化为燃料、化学品、能量和其它物质的能力将增强经济、减少对油气源的依赖、减少空气和水污染、和减少二氧化碳的净产出率。在开发将碳水化合物转化为适用于运输燃料的高级烃的方法中要克服许多挑战。 例如，所应用的方法成本高且复杂，使其很难与应用传统资源如化石燃料相竞争。美国专利申请公开No. 2007/0142633 (Yao等)提出一种转化碳水化合物为高级烃的方法。提供一种离子交换树脂将碳水化合物转化为有用的反应产物。使反应产物加氢，和然后与包含沸石的催化剂接触以形成高级烃。由于形成了不希望的副产品如焦炭、二氧化碳和一氧化碳，在该系统中碳水化合物转化为烃导致所需烃产品的损失增加。因此，促进和持续生物质应用的另一个挑战是不再形成不希望的副产品如一氧化碳、二氧化碳和焦炭。另一个挑战是在有限步骤中完全转化碳水化合物为高级烃，以用最小的投资达到高收率。转化糖为燃料的现有方法通过生物路线例如通过酵母发酵形成乙醇。但与标准运输燃料相比时，乙醇不具有高的能量密度。目前需要形成比乙醇能量密度更大的可以利用现有的燃料基础设施的液体生物燃料。另外，需要由生物基原料有效和高收率地生产适用于运输燃料和工业化学品的高级烃同时避免或减少不希望副产品的生产的方法和系统。
技术实现思路
在一个实施方案中，提供一种方法，所述方法包括提供碳水化合物原料；在氢解催化剂存在下使至少部分碳水化合物原料与氢直接接触，以生产包含稳定的羟基中间产物的第一反应产物；使至少部分包含稳定的羟基中间产物的第一反应产物与脱氢催化剂接触，以形成第二反应产物；和使至少部分第二反应产物与包含碱官能度的缩合催化剂接触， 以形成燃料共混物。在另一个实施方案中，提供一种方法，所述方法包括提供生物基原料源；处理生物基原料以形成包含碳水化合物的物流；在氢解反应中使至少部分包含碳水化合物的物流反应，以产生包括稳定的羟基中间产物物流的第一反应产物物流，其中所述稳定的羟基中间产物物流包含高级多元醇；将至少第一部分的高级多元醇与稳定的羟基中间产物物流分离；循环第一部分的高级多元醇通过氢解反应，以生产更多的稳定中间产物；使至少部分稳定的羟基中间产物与脱氢催化剂接触，以形成第二反应产物物流；和使至少部分第二反应产物物流与包含碱官能度的缩合催化剂接触，以形成燃料共混物。在另一个实施方案中，提供一种系统，所述系统包括包含氢解催化剂的第一容器，所述第一容器接收碳水化合物和生产稳定的羟基中间产物；包含脱氢催化剂的第二容器，所述第二容器接收稳定的羟基中间产物和生产含羰基化合物；和包含缩合催化剂的处理反应器，所述处理反应器接收含羰基化合物和生产燃料共混物，和其中所述缩合催化剂包含碱官能度。本专利技术的特征和优点对本领域的熟练技术人员来说很明显。虽然本领域的熟练技术人员可以进行多种改变，但这些改变在本专利技术的实质范围之内。附图说明这些附图描述了本专利技术一些实施方案的一些方面，但不用于限制或定义本专利技术。图I示意性描述了本专利技术的高级烃制备方法的实施方案的方块流程图。图2示意性描述了本专利技术的高级烃制备方法的另一个实施方案的方块流程图。 图3示意性描述了本专利技术的高级烃制备方法的另一个实施方案的方块流程图。具体实施方式本专利技术涉及由生物基原料如碳水化合物制备高级烃的方法和系统，从而形成适用于运输燃料和工业化学品的高级烃，同时减少不希望副产品如焦炭、二氧化碳和一氧化碳的形成，其中所述碳水化合物包括糖、糖醇、纤维素、木质纤维素、半纤维素、木质纤维素生物质和它们的任意组合。所产生的高级烃可用于形成运输燃料如合成汽油、柴油燃料和航空煤油以及工业化学品。正如这里所应用的，术语“高级烃”指氧碳比小于生物基原料的至少一种组分的氧碳比的烃。正如这里所应用的，术语“烃”指主要包含氢和碳原子的有机化合物，其也是未取代烃。在某些实施方案中，本专利技术的烃还包含杂原子(即氧或硫)，因此术语“烃”还可以包括取代烃。图I描述了本专利技术方法100的一个实施方案。在图2-3中描述了替代实施方案。 在图I给出的实施方案中，含有可溶性碳水化合物102的包含水和任选溶剂的原料溶液在氢解反应106中与氢催化反应，产生稳定的羟基中间产物。所述稳定的羟基中间产物可以在处理反应110中进一步催化反应，产生高级烃物流112。高级烃物流112可以在下游工艺中与附加物流掺混以制备燃料或工业化学品。合适的稳定的羟基中间产物可以包括但不限于醇、多元醇和它们的任意组合。合适的处理反应包括但不限于脱氢反应、脱水反应、缩合反应、加氢反应、加氢处理反应、异构化反应和它们的任意组合。在图2给出的实施方案中，包含水溶性碳水化合物102的原料溶液在加氢反应104 和/或氢解反应106中与氢催化反应，产生稳定的羟基中间产物。然后所述稳定的羟基中间产物可以流过任选的分离设备108，和任意合适的醇或多元醇在处理反应110中进一步催化反应，产生高级烃物流112。高级烃物流112可以在下游工艺中与附加物流掺混以制备燃料或工业化学品。合适的稳定的羟基中间产物可以包括但不限于醇、多元醇和它们的任意组合。高级多元醇可以通过循环物流114循环返回通过氢解反应106，产生更多合适的醇和多元醇化合物。正如这里所应用，术语“高级多元醇”指带有多于一个羟基和多于两个碳原子的化合物。合适的处理反应包括但不限于脱氢反应、脱水反应、缩合反应、加氢反应、加氢处理反应、异构化反应和它们的任意组合。在图3给出的实施方案中，包含水溶性碳水化合物102的原料溶液任选通过水解反应114水解并在氢解反应106中与氢进一步催化反应，产生稳定的羟基中间产物。然后所述稳定的羟基中间产物流过任选的分离设备108，和任意合适的醇或多元醇在处理反应 110中进一步催化反应，产生高级烃物流112。高级烃物流112可以在下游工艺中与附加物流掺混以制备燃料或工业化学品。合适的稳定的羟基中间产物可以包括但不限于醇、多元醇和它们的任意组合。高级多元醇可以通过循环物流114循环返回通过氢解反应106，产生更多合适的醇和多元醇反应产物。在某些实施方案中，在本专利技术中描述的水解反应、加氢反应、氢解反应、和处理反应均可以在单个步骤中实施。在一个实施方案中，下文所述的反应在合适设计的任何系统中实施，包括包含连续流动、间歇、半间歇、或多体系容器和反应器的系统。在各容器中可以发生一个或多个反应，和所述方法不限于用于每个反应的单独反应容器。在一些实施方案中，本专利技术应用固定床或流化催化床系统。优选地，本专利技术应用连续流动系统在稳态下实施。本专利技术的方法和系统具有如下优点任选在没有任何附加的成本高的纯化步骤的条件下转化生物基原料，从而形成包括高级链烷烃、烯烃和芳烃的低氧碳比的高能量密度产品。本专利技术还减少了不希望副产品的量，从而提高了转化碳水化合物为高级烃的总收率。 本专利技术的另一个优点包括对于多个反本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·N·切达，L·B·奥蒂兹索托，J·B·鲍威尔，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：
国别省市：
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