由生物可再生原料生产线性烷基苯的方法
【专利摘要】由具有天然衍生烃混合物的生物可再生原料生产线性烷基苯产物的方法包括使天然衍生烃混合物分离为石脑油部分和馏出物部分、重整石脑油部分和对重整的石脑油部分施用高纯度芳族化合物回收方法以生产苯。该方法进一步包括使正构链烷烃部分与馏出物部分分离以及使正构链烷烃部分脱氢以生产单烯烃。该方法还进一步包括使苯和单烯烃反应以生产线性烷基苯产物。
【专利说明】由生物可再生原料生产线性烷基苯的方法
[0001] 优先权陈述
[0002] 本申请要求2012年6月14日提交的US申请No. 13/523,741的优先权，通过引用 将其全部内容并入本文中。
【技术领域】
[0003] 本公开内容一般性地涉及生产清净剂化合物的方法，且本公开内容更特别地涉及 用于由生物可再生原料生产线性烷基苯的方法。
[0004] 背景
[0005] 尽管利用线性烷基苯基表面活性剂制造的清净剂为可生物降解的，但用于制造线 性烷基苯的现有方法不基于可再生来源。具体而言，线性烷基苯通常由从大地提取的煤油 生产。由于对化石燃料提取的增加的环境关注和对耗尽化石燃料沉积物的经济关注，存在 对使用替代原料来源生产用于清净剂和其他工业的可生物降解表面活性剂的需求。
[0006] 因此，希望提供由生物可再生原料，即不从大地提取的原料生产线性烷基苯的方 法。此外，其他希望的特征和特性将会从随后的详细说明和所附权利要求书连同附图和该 背景中获悉。
[0007] 简要概述
[0008] 本文提供由生物可再生原料生产线性烷基苯产物的方法。根据一个示例性实施方 案，由具有天然衍生烃混合物的生物可再生原料生产线性烷基苯产物的方法包括使天然衍 生烃混合物分离为石脑油部分和馏出物部分、重整石脑油部分以及对重整的石脑油部分施 用高纯度芳族化合物回收方法以生产苯。该方法进一步包括使正构链烷烃部分与馏出物部 分分离和使正构链烷烃部分脱氢以生产单烯烃。该方法还进一步包括使苯和单烯烃反应以 生产线性烷基苯产物。
[0009] 在另一示例性实施方案中，由具有天然油的生物可再生原料生产线性烷基苯产物 的方法包括使可再生原料加氢、脱氧、异构化和选择性加氢裂解以生产烃混合物、使烃混合 物分离为石脑油部分和馏出物部分、重整石脑油部分和对重整的石脑油部分施用高纯度芳 族化合物回收方法以生产苯。该方法进一步包括使正构链烷烃部分与馏出物部分分离以及 使正构链烷烃部分脱氢以生产单烯烃。该方法还进一步包括使苯和单烯烃反应以生产线性 烷基苯产物。
[0010] 根据又一示例性实施方案，由具有天然衍生烃混合物的生物可再生原料生产线性 烷基苯产物的方法包括使天然衍生烃混合物分离为石脑油部分和第一及第二馏出物部分。 该方法进一步包括重整石脑油部分和对重整的石脑油部分施用高纯度芳族化合物回收方 法以生产苯。该方法还进一步包括使正构链烷烃部分与第一馏出物部分分离和使正构链烷 烃部分脱氢以生产单烯烃。该方法还进一步包括使苯和单烯烃反应以生产线性烷基苯产 物。
[0011] 附图简述
[0012] 下文连同以下附图描述本公开内容的实施方案，其中类似的数字表示类似的元 件，且其中：
[0013] 图1示意性说明使用由生物可再生原料生产线性烷基苯的方法的系统的一个示 意性实施方案；
[0014] 图2示意性说明使用由生物可再生原料生产线性烷基苯的方法的系统的另一示 例性实施方案；
[0015] 图3示意性说明使用由生物可再生原料生产线性烷基苯的方法的系统的又一示 例性实施方案；
[0016] 图4是说明根据实施方案由生物可再生原料生产线性烷基苯的方法的流程图。
[0017] 详细说明
[0018] 以下详细说明在性质上仅为示例性的，且不意欲限制各实施方案及应用和用途。 此外，不意欲受到在前述背景或以下详细说明中提出的任何理论束缚。
[0019] 本文关注的各实施方案涉及由生物可再生原料生产线性烷基苯的方法。图1 示意性说明根据一个示例性实施方案利用由生物可再生原料生产线性烷基苯的方法的 系统100。系统100包括生物可再生原料来源101。生物可再生原料来源101包括一种 或多种天然油，例如衍生自植物或藻类物质的那些。本文使用的天然油包括不基于煤油 或其他化石燃料的油。适合本文使用的天然油包括但不限于一种或多种椰子油、巴巴苏 油、菌麻油、藻类副产物、牛脂油（beef tallow oil)、琉璃苣油、亚麻莽油、低芥酸菜子油 (Ciin〇la?〇il)、精选白油脂（choice white grease)、咖啡油、玉米油、蓝叶柄萼距花 油（cuphea viscosissima oil)、月见草油、鱼油、大麻油、肝油（hepar oil)、麻风果油 (jatropha oil)、雷斯克懒勒油（Lesquerella Fendlerioil)、亚麻杆油、辣木油（Moringa Oleifera oil)、芥子油、印度楝树油、棕榈油、紫苏籽油、水黄皮籽油（pongamia seed oil)、薪蓂籽油（pennycress seedoil)、芥籽油（carinata seed oil)、家禽脂肪、米糠油、 豆油、柿茶油、葵花油、桐油、松楽油、黄色油脂（yellow grease)、食用油以及其他蔬菜、坚 果或种子油。其他天然油为本领域普通技术人员所已知。天然油通常包括甘油酯如甘油三 酯、游离脂肪酸（FFA)或两者的组合，以及其他痕量化合物和杂质。天然油中的甘油酯和 FFA在它们的结构中包含具有8-24个碳原子的脂族烃链，其中大部分油包含高浓度的具有 16和18个碳原子的脂肪酸。
[0020] 可在本文描述的实施方案中使用的生物可再生原料可包含各种杂质。例如，松浆 油是木材加工工业的副产物并且除FFA外还包含酯和松香酸。松香酸为环状羧酸。可再生 原料还可能包含污染物如碱金属，例如钠、钾和磷以及固体组分，水和清净剂。因此，理想的 是尽可能多的移除这些污染物。用于从生物可再生原料中移除杂质的一个任选处理步骤包 括使生物可再生原料在预处理区域（未示出）在预处理条件下与离子交换树脂接触。离子 交换树脂是酸性离子交换树脂且可在原料流过的反应器中作为床使用。移除污染物的另一 任选处理步骤是弱酸洗涤。该处理通过使原料与酸如硫酸、硝酸或盐酸在反应器中接触而 进行。酸和原料可以分批或连续工艺接触。接触通常在环境温度和大气压力下利用稀酸溶 液进行。如果以连续方式进行接触，则其通常以逆流方式进行。
[0021] 继续参考图1，使来自生物可再生原料来源101的生物可再生原料流入脱氧-加 氢-异构化-选择性加氢裂解单元102。在脱氧-加氢-异构化-选择性加氢裂解单元 102中，使原料在氢气的存在下在加氢条件下与复合催化剂接触，该复合催化剂的第一部分 是加氢或加氢处理催化剂。加氢或加氢处理催化剂是任何本领域熟知的那些，例如分散在 氧化物载体上的镍或镍/钥、或钴或钴/钥。其他加氢催化剂包括一种或多种分散在氧化 物载体上的贵金属催化元素。贵金属的非限制性实例包括分散在Y-氧化铝上的钼和/或 钯。加氢区域的操作条件为本领域熟知。
[0022] 对于脱氧-加氢-异构化-选择性加氢裂解单元102的异构化和选择性加氢裂解 功能，复合催化剂的第二部分可包含具有能够催化异构化和选择性加氢裂解反应的酸官能 的沸石。该沸石浓度可为催化剂复合物重量的1-99%，其取决于所用沸石的类型和操作条 件。在一个实施方案中，沸石包含具有10-12元环的中等至大尺寸孔，例如BEA、M0R、MFI或 FAU。在其他实施方案中，裂解功能在材料如无定形二氧化硅-氧化铝中发现的非晶态酸部 位进行。在又一实施方案中，载体部分具有大于150m 2/g的外表面积，且具有大于45人的 平均孔径，以使大的甘油三酯分子至催化活性部位具有最大的可接近性。应理解具有相对 大开孔的高度多孔结构，例如上文就示例性催化剂所描述的那些降低扩散问题，否则其可 能阻止大的甘油酯分子接触催化剂活性部位。此外，这样的孔将防止在此催化方法中产生 的航空范围（aviation-range)链烧经的扩散阻力，且防止进一步裂解为较低价值的轻产 物。在相同反应区域内成功催化脱氧、加氢、异构化和选择性加氢裂解反应的催化剂或催化 剂组的实例包括分散在包含Y-沸石的载体上的钼。另一实例是在包含与无定形二氧化硅 氧化铝键合的Y-沸石的载体上的钼和钯。催化剂组的实例包括负载在无定形二氧化硅氧 化铝上的硫化NiMo或负载在无定形二氧化硅氧化铝上的钼。
[0023] 上文列举的催化剂还能够催化原料脱羧、脱碳和/或加氢脱氧以移除氧。脱羧、脱 碳和加氢脱氧在本文统称为脱氧反应。在结构上，甘油三酯通过三个通常不同的脂肪酸分 子一起与甘油桥键合而形成。甘油分子包括三个羟基（HO-)，且每个脂肪酸分子具有一个羧 基（COOH)。在甘油三酯中，甘油的羟基连接脂肪酸的羧基而形成酯键。因此，在脱氧期间， 脂肪酸从甘油三酯结构中移除，并转化为线性链烷烃。使甘油转化为丙烷，且使在羟基和羧 基中的氧转化为水或二氧化碳。脂肪酸（1)和甘油三酯（2)的脱氧反应分别如下所示：
【权利要求】
1. 一种由包含天然衍生烃混合物的生物可再生原料（121)生产线性烷基苯产物的方 法，所述方法包括如下步骤： 使天然衍生烃混合物（121)分离为石脑油部分（104)和馏出物部分（105); 重整石脑油部分（104)以生产重整产物（109、110、111); 利用高纯度芳族化合物回收分离方法分离重整产物（109、110、111)以生产苯（111); 使正构链烷烃部分（113)与馏出物部分（105)分离并使正构链烷烃部分（113)脱氢以 生产单烯烃；以及 使苯（111)和单烯烃反应以生产线性烷基苯产物（115)。
2. 根据权利要求1的方法，其特征在于由包含天然衍生烃混合物的生物可再生原料 (121)生产线性烷基苯产物（115)包括由包含一种或多种具有1-22个碳原子的烃的生物可 再生原料生产线性烷基苯产物（115)。
3. 根据权利要求1或2的方法，其进一步包括使天然衍生烃混合物（101)分离为轻馏 分部分（103)的步骤。
4. 根据权利要求1-3中任一项的方法，其特征在于重整石脑油部分（104)包括催化重 整。
5. 根据权利要求1-4中任一项的方法，其特征在于利用高纯度芳族化合物回收分离方 法分离重整产物（109,110,111)包括利用2, 3, 4, 5-四氢噻吩-1，1-二氧化物溶剂以生产 高纯度苯。
6. 根据权利要求1-5中任一项的方法，其特征在于使正构链烷烃部分（113)与馏出物 部分分尚包括使正构链烧经与支化和环状组分液态分尚。
7. 根据权利要求1-6中任一项的方法，其特征在于使正构链烷烃部分（113)脱氢以生 产单烯烃包括使正构链烷烃催化脱氢。
8. 根据权利要求1-7中任一项的方法，其进一步包括从生物可再生原料（121)移除污 染物的步骤。
9. 根据权利要求1-8中任一项的方法，其特征在于石脑油部分（104)包含一种或多种 每分子具有5-8个碳原子的烃。
10. 根据权利要求1-9中任一项的方法，其特征在于由生物可再生原料（121)生产线 性烷基苯产物（115)包括由包含一种或多种椰子油、巴巴苏油、蓖麻油、藻类副产物、牛脂 油、琉璃苣油、亚麻荠油、低芥酸菜子油、精选白油脂、咖啡油、玉米油、蓝叶柄萼距花油、月 见草油、鱼油、大麻油、肝油、麻风果油、雷斯克懒勒油、亚麻籽油、辣木油、芥子油、印度楝树 油、棕榈油、紫苏籽油、水黄皮籽油、菥蓂籽油、芥籽油、家禽脂肪、米糠油、豆油、柿苓油、葵 花油、桐油、黄色油脂和食用油的生物可再生原料生产线性烷基苯产物（115)。
【文档编号】C07C15/107GK104379544SQ201380031040
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年4月23日 优先权日:2012年6月14日
【发明者】王海燕, M·J·麦卡尔 申请人:环球油品公司