柴油燃料组合物的制作方法

文档序号:26003387发布日期:2021-07-23 21:21阅读:138来源:国知局
柴油燃料组合物的制作方法

本发明总体上涉及一种柴油燃料组合物。本发明特别但非排他性地涉及一种包含可再生柴油组分和二甘油叔丁基醚并具有有益的润滑性能的柴油燃料组合物。此外,本发明涉及但非排他性地涉及二甘油叔丁基醚作为润滑性改进剂的用途。



背景技术:

本小节阐述有用的背景信息,但并非承认此处描述的任何技术代表现有技术。

近年来,对环境的考虑影响了燃料工业,该工业传统上依赖于化石源的燃料。作为化石燃料的更可持续的替代,引入了可再生源的新型燃料和燃料共混组分。

一种这样的可再生组分是生物柴油(脂肪酸甲酯,fame),其产量最近已经提升。生物柴油生产的副产品是甘油,并且随着生物柴油产量的增加,可再生甘油的可用性也增加。因此,对于来自生物柴油生产过程的甘油需要找到增值应用。

另一种可再生燃料组分是可再生柴油,有时也称为加氢处理的植物油。可再生柴油优于生物柴油的优势在于,当前的柴油燃料标准(en590:2017)并不会限制柴油燃料中可再生柴油的量,从而使柴油燃料中能够具有高含量的可再生组分,而柴油燃料中的生物柴油量却限制于最大值为7vol%。然而,纯净的无添加可再生柴油—比如化石超低硫柴油—并不具有所需的润滑性能。不令人满意的润滑性能会使发动机过度磨损并可能造成损坏。



技术实现要素:

根据本发明的第一方面,提供了一种柴油燃料组合物,其包含:

a.可再生链烷烃柴油组分,占所述柴油燃料组合物总体积的至多95vol%;和

b.二甘油叔丁基醚(二-gtbe),占所述柴油燃料组合物总体积的至少5vol%。

令人惊讶的是,据发现,包含可再生链烷烃柴油组分和至少5vol%的二-gtbe的柴油燃料组合物具有有益的润滑性能。

在某些实施方式中,该柴油燃料组合物包含所述柴油燃料组合物总体积的5vol%-50vol%或5vol%-45vol%,优选5vol%-40vol%或5vol%-35vol%,进一步优选5vol%-30vol%,并更进一步优选5vol%-25vol%,更优选5vol%-20vol%,并且更加优选5vol%-15vol%的二-gtbe。在某些实施方式中,该柴油燃料组合物包含所述柴油燃料组合物总体积的5vol%-22vol%,优选5vol%-18vol%或5vol%-16vol%,进一步优选5vol%-13vol%,更优选7vol%-11vol%,并且更加优选8vol%-10vol%的二-gtbe。包含这种vol%二-gtbe的柴油燃料组合物具有有益的润滑性能,并提供与柴油燃料发动机的良好相容性。此类燃料根据en1s012156-1:2016的高频往复钻机(highfrequencyreciprocatingrig)(hfrr)—润滑度为460μm或更小。

在某些实施方式中,该柴油燃料组合物包含所述燃料组合物总体积的至少10vol%的二-gtbe和至多90vol%的可再生链烷烃柴油组分。在某些实施方式中,该柴油燃料组合物包含所述柴油燃料组合物总体积的10vol%-50vol%或10vol%-45vol%,优选10vol%-40vol%或10vol%-35vol%,进一步优选10vol%-30vol%,更进一步优选10vol%-25vol%,更优选10vol%-20vol%,并且更加优选10vol%-15vol%的二-gtbe。在某些实施方式中,该柴油燃料组合物包含所述柴油燃料组合物总体积的10vol%-22vol%或10vol%-19vol%,优选10vol%-17vol%或10vol%-16vol%,更优选10vol%-13vol%,并且更加优选10vol%-12vol%的二-gtbe。包含这种vol%二-gtbe的柴油燃料组合物具有特别有益的润滑性能,并提供与柴油燃料发动机的良好相容性。此类柴油燃料组合物根据eniso12156-1:2016的(hfrr)-润滑度为400μm或更小。

在某些实施方式中,该柴油燃料组合物包含所述柴油燃料组合物总体积的50vol%-95vol%或50vol%-90vol%,优选55vol%-95vol%或55vol%-90vol%,进一步优选60vol%-95vol%或60vol%-90vol%,更优选70vol%-95vol%或70vol%-90vol%,还更优选75vol%-95vol%或75vol%-90vol%,并且更加优选80vol%-95vol%或80vol%-90vol%,并且最优选85vol%-95vol%或85vol%-90vol%的可再生链烷烃柴油组分。该柴油燃料组合物中的可再生链烷烃柴油组分vol%可以进行选择而使二-gtbe和可再生链烷烃柴油组分的vol%之和不超过100vol%。

在某些实施方式中,该柴油燃料组合物中的a.和b.的总量为所述柴油燃料组合物总体积的至少95vol%,更优选至少97vol%,并且更加优选至少99vol%。当该柴油燃料组合物在很大程度上包含可再生链烷烃柴油组分和二-gtbe时,会有利于所述柴油燃料组合物的有益润滑性、与柴油发动机的良好相容性和环境可持续性。

在某些实施方式中,该可再生链烷烃柴油组分包含所述可再生链烷烃柴油组分总重量的至少90wt%,优选至少95wt%,并且更优选至少99wt%的链烷烃。

在某些实施方式中,该可再生链烷烃柴油组分包含所述可再生链烷烃柴油组分中链烷烃总重量的至少70wt%,更优选至少80wt%,最优选至少90wt%的碳数范围c15-c18内的链烷烃。

在某些实施方式中,该可再生链烷烃柴油组分包含异链烷烃与正链烷烃,异链烷烃和正链烷烃的重量比为至少2.2、至少2.3、至少3或至少4。以至少2.2的异链烷烃与正链烷烃的重量比包含异链烷烃和正链烷烃的可再生链烷烃柴油组分为该柴油燃料组合物提供了有益的冷性能。随着异链烷烃与正链烷烃的重量比增加,该冷性能改善。

根据本发明的第二方面,提供了一种生产柴油燃料组合物的方法,其包括:

提供可再生链烷烃柴油组分;

提供二甘油叔丁基醚(二-gtbe);和

将所述可再生链烷烃柴油组分与所述二-gtbe混合而形成包含所述柴油燃料组合物总体积的至少5vol%的二-gtbe和至多95vol%的可再生链烷烃柴油组分的柴油燃料组合物。用这种方法生产的柴油燃料组合物具有有益的润滑性能。

在某些实施方式中,提供可再生链烷烃柴油组分包括:

i.提供源自可再生来源的原料,该原料包含脂肪酸或甘油三酸酯或这两者;

ii.对所述可再生原料进行加氢处理,优选加氢脱氧处理,而生成正链烷烃;和可选地

iii.使来自步骤ii)的至少一部分正链烷烃进行异构化处理而生成异链烷烃。

在某些实施方式中,提供二-gtbe包括:

i.从脂肪酸甲酯(fame)生产的废料物流股或侧流股提供甘油;和

ii.使所述甘油进行采用源自可再生来源的异丁烯的醚化处理而生成二-gtbe。

提供源自可再生来源的二-gtbe(可再生二-gtbe)会提高可再生组分在所形成的柴油燃料组合物中的百分比,从而改善其环境可持续性。提供可再生二-gtbe使得能够生产完全可再生的柴油燃料组合物。

根据本发明的第三方面,提供了一种用于形成根据第一方面的柴油燃料组合物的方法,该方法包括:将可再生链烷烃柴油组分与二甘油叔丁基醚(二-gtbe)混合而形成根据第一方面的柴油燃料组合物。

根据本发明的第四方面,提供了根据第一方面的柴油燃料组合物作为柴油发动机燃料的用途。第一方面的柴油燃料组合物用作柴油发动机燃料,由于柴油燃料组合物的有益润滑性能,而由此降低运行期间柴油发动机上的摩擦和磨损。

根据本发明的第五方面,提供了二甘油叔丁基醚(二-gtbe)作为燃料的润滑性改进剂的用途。令人惊讶的是,据发现,与纯燃料相比,二-gtbe添加到燃料中会导致所述燃料组合物具有增强的润滑性能。

在某些实施方式中,二-gtbe用作可再生柴油燃料,优选可再生链烷烃柴油燃料的润滑性改进剂。二-gtbe可以用作可再生柴油燃料的唯一润滑性改进剂,即不必需要其他润滑性改进剂。

在某些实施方式中,二-gtbe添加到燃料中而形成包含所述组合燃料组合物总体积的至少5vol%,优选至少10vol%的二-gtbe的组合燃料组合物。添加这种量的二-gtbe会为所形成的组合燃料组合物提供有益的润滑性能。

在某些实施方式中,二-gtbe添加到燃料中而形成包含所述组合燃料组合物总体积的5vol%-50vol%或5vol%-45vol%,优选5vol%-40vol%或5vol%-30vol%,进一步优选5vol%-25vol%,更优选5vol%-20vol%的二-gtbe的组合燃料组合物。在某些实施方式中,二-gtbe添加到燃料中而形成包含所述组合燃料组合物总体积的5vol%-22vol%或5vol%-18vol%的二-gtbe,优选5vol%-15vol%的二-gtbe,进一步优选5vol%-13vol%的二-gtbe,更优选7vol%-11vol%的二-gtbe,并且更加优选8vol%-10vol%的二-gtbe的组合燃料组合物。这种量的二-gtbe添加到燃料中会得到具有有益润滑性能(460μm或更小的hrff-润滑性)的组合燃料组合物。

在某些实施方式中,二-gtbe添加到燃料中而形成包含所述组合燃料组合物总体积的10vol%-50vol%或10vol%-45vol%,优选10vol%-40vol%或10vol%-30vol%,进一步优选10vol%-25vol%,更优选10vol%-20vol%的二-gtbe的组合燃料组合物。在某些实施方式中,二-gtbe添加到燃料中以形成包含所述组合燃料组合物总体积的10vol%-22vol%或10vol%-19vol%的二-gtbe,优选10vol%-17vol%的二-gtbe,进一步优选10vol%-15vol%的二-gtbe,更优选10vol%-12vol%的二-gtbe的组合燃料组合物。这种量的二-gtbe添加至燃料中会得到具有特别良好的润滑性(hrff-润滑性低于400μm)的组合燃料组合物。

根据本发明的第六方面,提供了一种降低燃料的高频往复钻机(hfrr)-润滑性(根据en1s012156-1:2016测量)的方法,该方法包括向燃料中添加二-gtbe。据已发现,将二-gtbe添加到燃料中会获得具有比纯燃料所测量的hfrr润滑性值更低的hfrr润滑性值的燃料组合物。

在某些实施方式中,该方法包括将二-gtbe添加到燃料中而形成包含所述组合燃料组合物总体积的至少5vol%,优选至少10vol%的二-gtbe的组合燃料组合物。在某些实施方式中,该方法包括将二-gtbe添加到燃料中而形成包含所述组合燃料组合物总体积的5vol%-50vol%或5vol%-45vol%,优选5vol%-40vol%或5vol%-30vol%,进一步优选5vol%-25vol%,更优选5vol%-20vol%的二-gtbe的组合燃料组合物。在某些实施方式中,该方法包括将二-gtbe添加到燃料中而形成包含所述组合燃料组合物总体积的10vol%-50vol%或10vol%-45vol%,优选10vol%-40vol%或10vol%-30vol%,进一步优选10vol%-25vol%,更优选10vol%-20vol%的二-gtbe的组合燃料组合物。在某些实施方式中,该方法包括将二-gtbe添加到燃料中而形成包含所述组合燃料组合物总体积的5vol%-22vol%,优选5vol%-18vol%或5vol%-15vol%,进一步优选5vol%-13vol%,更优选7-11vol%,更加优选8vol%-10vol%的二-gtbe的组合燃料组合物。在某些实施方式中,该方法包括将二-gtbe添加到燃料中而形成包含所述组合燃料组合物总体积的10vol%-22vol%或10vol%-19vol%,优选10vol%-17vol%或10vol%-15vol%,进一步优选10vol%-13vol%或10vol%-12vol%的二-gtbe的组合燃料组合物。结合第五方面的相应实施方式解释说明了以上实施方式的益处和效果。

前面已经说明了本发明的不同非约束性方面和实施方式。前述的实施方式仅用于解释说明在本发明的实现中可以利用的所选方面或步骤。仅参考本发明的某些方面可以呈现一些实施方式。应当理解的是,相应的实施方式也可以应用于其他方面。

附图说明

现将参考附图描述本发明的一些示例性实施方式,其中:

图1显示了呈现包含来自三批之一的可再生链烷烃柴油组分和1-辛醇、二正戊醚(dnpe)、三甘油叔丁醚(三-gtbe)和二甘油叔丁基醚(二-gtbe)之一作为第二组分的共混物的高频往复钻机(hfrr)-润滑性值的曲线图。hfrr润滑性值作为所述共混物中第二组分基于所述共混物总体积的vol%的函数进行作图;其中菱形表示第1批链烷烃柴油组分和二-gtbe的共混物,正方形表示第1批链烷烃柴油组分和三-gtbe的共混物,三角形表示第3批链烷烃柴油组分和1-辛醇的共混物,x符号表示第2批链烷烃柴油组分和1-辛醇的共混物,长方形(矩形)表示第1批链烷烃柴油组分和1-辛醇的共混物,圆圈表示第3批链烷烃柴油组分和dnpe的共混物,而十字号(+-符号)表示第2批链烷烃柴油组分和dnpe的共混物。

图2显示了包含第1批可再生链烷烃柴油组分和二-gtbe的共混物的高频往复钻机(hfrr)-润滑性值的曲线图。hfrr-润滑性值作为基于所述共混物总体积的二-gtbevol%的函数进行作图;

图3显示了呈现包含可再生链烷烃柴油和二-gtbe的共混物的密度的曲线图。密度值作为基于共混物总重量的二-gtbe的wt%的函数进行作图。水平轴上的wt%如此表示而使1表示100wt%,0.9表示90wt%,0.8表示80wt%,等等。

具体实施方式

本发明提供了一种包含可再生链烷烃柴油组分和二甘油叔丁基醚(二-gtbe)并具有有益的润滑性能的柴油燃料组合物。有益润滑性能在本文中是指柴油燃料组合物的低润滑性值(根据eniso12156-1:2016测量),特别是低于460μm的润滑性值,这是用于汽车柴油燃料的标准en590:2017和用于来自合成或加氢处理的汽车链烷烃柴油燃料的标准en15940:2016所允许的最大润滑性值。有益的润滑性能在本文中还可以是指低于纯的可再生链烷烃柴油组分润滑性值的润滑性值。

该柴油燃料组合物包含可再生链烷烃柴油组分和所述柴油燃料组合物总体积的至少5vol%的二-gtbe。令人惊讶的是,据发现,包含可再生链烷烃柴油组分和所述柴油燃料组合物总体积的至少5vol%的二-gtbe的柴油燃料组合物满足en590:2017和en15940:2016设定的润滑性要求,即此类柴油燃料组合物具有根据eniso12156-1:2016测量的至多460μm的高频往复钻机(hfrr)-润滑性。

当该柴油燃料组合物在很大程度上包含可再生链烷烃柴油组分和二-gtbe时,会有利于该柴油燃料组合物的有益润滑性、与柴油发动机的相容性和环境可持续性。因此,在某些实施方式中,该柴油燃料组合物包含所述柴油燃料组合物总体积的至少5vol%的二-gtbe,所述柴油燃料组合物中可再生链烷烃柴油组分和二-gtbe的总量为所述柴油燃料组合物总体积的至少95%,优选至少97vol%,更优选至少99vol%。

除了所述可再生链烷烃柴油组分和二-gtbe,该柴油燃料组合物还可包含所述柴油燃料组合物总体积的优选小于5vol%,进一步优选小于3vol%,更优选小于1vol%的本领域已知的柴油燃料添加剂。这种柴油燃料添加剂是,例如,冷流改进剂和/或电导率改进剂。柴油燃料添加剂可以添加到该柴油燃料组合物中以增强某些性能,如稳定性、冷流性能或十六烷值。在某些优选的实施方式中,该柴油燃料组合物不包含除二-gtbe以外的任何润滑性改进剂或润滑性增强剂。该可再生链烷烃柴油组分和二-gtbe的组合已经为柴油燃料组合物提供了令人满意的润滑性能。因此,没有必要进行所述柴油燃料组合物的进一步润滑性添加。然而,可选地并且如果需要,该柴油燃料组合物可以包含本领域已知的柴油燃料润滑性改进剂。

在某些实施方式中,该柴油燃料组合物包含所述柴油燃料组合物总体积的5vol%-50vol%的二-gtbe和50vol%-95vol%的可再生链烷烃柴油组分,或5vol%-45vol%的二-gtbe和55vol%-95vol%的可再生链烷烃柴油组分,优选5vol%-40vol%的二-gtbe和60vol%-95vol%的可再生链烷烃柴油组分,或5vol%-30vol%的二-gtbe和70vol%-95vol%的可再生链烷烃柴油组分,进一步优选5vol%-25vol%的二-gtbe和70vol%-95vol%的可再生链烷烃柴油组分,更优选5vol%-20vol%的二-gtbe和80vol%-95vol%的可再生链烷烃柴油组分。这种柴油燃料组合物与汽车柴油发动机具有良好的相容性,并且具有有益的润滑性能,该润滑性能满足en590:2017和en15940:2016的要求。进一步地,这种柴油燃料组合物具有780kg/m3-845kg/m3范围内的密度。这种密度满足en15940:2016b类柴油燃料和/或en590:2017柴油燃料设定的密度要求。en15940:2016b类柴油燃料的允许密度范围是780-810kg/m3,en590:2017柴油燃料的允许密度范围是800-845kg/m3。因此,这些柴油燃料组合物满足en15940:2016b类和/或en590:2017的要求。

在某些实施方式中,该柴油燃料组合物包含所述柴油燃料组合物总体积的至少10vol%的二-gtb。据已发现,包含可再生链烷烃柴油组分和至少10vol%二-gtbe的柴油燃料组合物具有小于400μm的hfrr润滑度(根据en1s012156-1:2016测量),因此具有特别有益的润滑性能。小于400μm的hfrr润滑性明显低于en590:2017和en15940:2016的允许的最大hfrr润滑性能。进一步地,在某些实施方式中,本发明的柴油燃料组合物包含所述柴油燃料组合物总体积的至少10vol%的二-gtb,该柴油燃料组合物中可再生链烷烃柴油组分和二-gtbe的总量为所述柴油燃料组合物总体积的至少95vol%,优选至少97vol%,更优选至少99vol%。当可再生链烷烃柴油组分和二-gtbe在该柴油燃料组合物中的总量较高时(例如,至少95vol%,或至少97vol%,或至少99vol%),或当所述柴油燃料组合物主要由可再生链烷烃柴油组分和二-gtbe组成时,会有利于该柴油燃料组合物的特别有益的润滑性能、与柴油发动机的相容性和环境可持续性。

在某些实施方式中,本发明的该柴油燃料组合物包含所述柴油燃料组合物总体积的10vol%-50vol%的二-gtbe和50vol%-90vol%的可再生链烷烃柴油组分或10vol%-45vol%的二-gtbe和55vol%-90vol%可再生链烷烃柴油组分,优选10vol%-40vol%的二-gtbe和60vol%-90vol%的可再生链烷烃柴油组分或10vol%-30vol%的二-gtbe和70vol%-90vol%的可再生链烷烃柴油组分,进一步优选10vol%-25vol%的二-gtbe和75vol%-90vol%的可再生链烷烃柴油组分,更优选10vol%-20vol%的二-gtbe和80vol%-90vol%的可再生链烷烃柴油组分。这种柴油燃料组合物与汽车柴油发动机具有良好的相容性,并且具有特别有益的润滑性能,即低于400μm的hfrr润滑性。进一步地,此类柴油燃料组合物满足en15940:2016b类和/或en590:2017的要求。

通常而言,可再生链烷烃柴油组分的密度处于en15940:2016(b类)的密度范围内,但不满足en590:2017的800kg/m3的最小密度。在某些实施方式中,该可再生链烷烃柴油组分的密度为约780kg/m3(在15℃下)。纯二-gtbe的密度(在15℃时)为904kg/m3,超过了en15940:2016(b类)和en590:2017的允许的最大密度,即分别为810kg/m3和845kg/m3。据已发现,包含至多22vol%的二-gtbe和至少78vol%的可再生链烷烃柴油组分的第一方面的所述柴油燃料组合物满足en15940:2016的b类的密度要求。进一步地,据发现,包含13vol%-51vol%的二-gtbe和49vol%-87vol%的可再生链烷烃柴油组分的第一方面的所述柴油燃料组合物满足en590:2017的密度要求。因此,包含13vol%-22vol%的二-gtbe和78vol%-87vol%的可再生链烷烃柴油组分的第一方面的柴油燃料组合物满足en15940:2016(b类)和en590:2017的密度要求。

令人惊奇的是,据发现,当增加该柴油燃料组合物中二-gbte的vol%时,根据本发明的所述柴油燃料组合物的hfrr润滑性能并未线性降低。当将所述柴油燃料组合物中的二-gtbe的vol%从0vol%增加到约10vol%时hfrr润滑性能显著降低后,当将二-gbte的量增加到更大的vol%(高于10的vol%)时hfrr润滑性能的降低程度更轻。因此,在某些实施方式中,本发明的所述柴油燃料组合物包含所述柴油燃料组合物总体积的5vol%-22vol%的二-gtbe和78vol%-95vol%的可再生链烷烃柴油组分,或5vol%-18vol%的二-gtbe和82vol%-95vol%的可再生链烷烃柴油组分,优选5vol%-15vol%的二-gtbe和85vol%-95vol%的可再生链烷烃柴油组分,进一步优选5vol%-13vol%的二-gtbe和87vol%-95vol%的可再生链烷烃柴油组分,更优选7vol%-11vol%的二-gtbe和89vol%-93vol%的可再生链烷烃柴油组分,并且更加优选8vol%-10vol%的二-gtbe和90-92vol%的可再生链烷烃柴油组分。令人惊奇的是,这种具有相当小vol%的二-gtbe的柴油燃料组合物满足en590:2017和en15940:2016设定的润滑性要求。进一步地,该柴油燃料组合物中的这种相当小vol%的二-gtbe不会过分影响该柴油燃料组合物的密度,将该柴油燃料组合物的密度保持于标准en15940:2016(b类)的所允许密度范围内。因此,此类柴油燃料组合物满足en15940:2016(b类)的要求。相当高vol%的可再生链烷烃柴油组分是优选的,因为这有利于该柴油燃料组合物作为汽车柴油燃料的良好性能。

进一步地,在某些优选的实施方式中,本发明的所述柴油燃料组合物包含所述柴油燃料组合物总体积的10vol%-22vol%的二-gtbe和78vol%-90vol%的可再生链烷烃柴油组分,或10vol%-19vol%的二-gtbe和81vol%-90vol%的可再生链烷烃柴油组分,优选10vol%-17vol%的二-gtbe和83vol%-90vol%的可再生链烷烃柴油组分,进一步优选10vol%-15vol%的二-gtbe和85vol%-90vol%的可再生链烷烃柴油组分,更优选10vol%-12vol%的二-gtbe和88vol%-90vol%的可再生链烷烃柴油组分。令人惊讶的是,这种柴油燃料组合物具有特别有益的润滑性能,即低于400μm的hfrr润滑性,这通过在该柴油燃料组合物中以适量的体积百分比的二-gtbe实现。此外,此类柴油燃料组合物满足当前柴油标准,即en15940:2016(b类)和/或en590:2017的要求。优选相当高vol%的可再生链烷烃柴油组分,因为它有利于柴油燃料组合物作为汽车柴油燃料的良好性能。

主要包含可再生链烷烃柴油组分和二-gtbe的柴油燃料组合物是优选的。这种柴油燃料组合物作为汽车柴油燃料性能非常好,具有有益的润滑性能,并且满足当前柴油燃料标准(en15940:2016(b类)和/或en590)的要求。随着该柴油燃料组合物中可再生链烷烃柴油组分和二-gtbe的总量增加,这些效果会受益。因此,在本文公开的任何实施方式中,该可再生链烷烃柴油组分和二-gtbe的总量可以为所述柴油燃料组合物总体积的至少95vol%,优选至少97vol%,并且更优选至少99vol%。

例如,在某些实施方式中,该柴油燃料组合物包含所述柴油燃料组合物总体积的5vol%-50vol%或5vol%-40vol%,优选5vol%-30vol%,进一步优选5vol%-25vol%,更优选5vol%-20vol%,并且更加优选5vol%-15vol%的二-gtbe,二-gtbe和可再生链烷烃柴油组分的总量为所述柴油燃料组合物总体积的至少95volvol%。在某些实施方式中,该柴油燃料组合物包含所述柴油燃料组合物总体积的5vol%-50vol%或5vol%-40vol%,优选5vol%-30vol%,进一步优选5vol%-25vol%,更优选5vol%-20vol%,并且更加优选5vol%-15vol%的二-gtbe,二-gtbe和可再生链烷烃柴油组分的总量为所述柴油燃料组合物总体积的至少97vol%。在某些实施方式中,该柴油燃料组合物包含所述柴油燃料组合物总体积的5vol%-50vol%或5vol%-40vol%,优选5vol%-30vol%,进一步优选5vol%-25vol%,更优选5vol%-20vol%,并且更加优选5vol%-15vol%的二-gtbe,二-gtbe和可再生链烷烃柴油组分的总量为所述柴油燃料组分总体积的至少99vol%。

进一步地,在某些实施方式中,该柴油燃料组合物包含所述柴油燃料组分总体积的5vol%-22vol%或5vol%-18vol%,优选5vol%-15vol%,进一步优选5vol%-13vol%,更优选7vol%-11vol%,更加优选8vol%-10vol%的二-gtbe,二-gtbe和可再生链烷烃柴油组分的总量为所述柴油燃料组合物总体积的至少97vol%。在某些实施方式中,该柴油燃料组合物包含述柴油燃料组合物总体积的5vol%-22vol%或5vol%-18vol%,优选5vol%-15vol%,进一步优选5vol%-13vol%,更优选7vol%-11vol%,并且更加优选8vol%-10vol%的二-gtbe,二-gtbe和可再生链烷烃柴油组分的总量为所述柴油燃料组合物总体积的至少99vol%。

更进一步地,在某些实施方式中,该柴油燃料组合物包含所述柴油燃料组合物总体积的10vol%-50vol%或10vol%-40vol%,优选10vol%-30vol%,进一步优选10vol%-25vol%,更优选10vol%-20vol%,并且更加优选10vol%-15vol%的二-gtbe,二-gtbe和可再生链烷烃柴油组分的总量为所述柴油燃料组合物总体积的至少95vol%。在某些实施方式中,该柴油燃料组合物包含所述柴油燃料组合物总体积的10vol%-50vol%或10vol%-40vol%,优选10vol%-30vol%,进一步优选10vol%-25vol%,更优选10vol%-20vol%,并且更加优选10vol%-15vol%的二-gtbe,二-gtbe和可再生链烷烃柴油组分的总量为所述柴油燃料组合物总体积的至少97vol%。在某些实施方式中,该柴油燃料组合物包含所述柴油燃料组合物总体积的10vol%-50vol%或10vol%-40vol%,优选10vol%-30vol%,进一步优选10vol%-25vol%,更优选10vol%-20vol%,并且更加优选10vol%-15vol%的二-gtbe,二-gtbe和可再生链烷烃柴油组分的总量为所述柴油燃料组合物总体积的至少99vol%。

还进一步地,在某些实施方式中,该柴油燃料组合物包含所述柴油燃料组合物总体积的10vol%-22vol%或10vol%-19vol%,优选10vol%-17vol%,进一步优选10vol%-15vol%,更优选10vol%-13vol%或10vol%-12vol%的二-gtbe,二-gtbe和可再生链烷烃柴油组分的总量为所述柴油燃料组合物总体积的97vol%。在某些实施方式中,该柴油燃料组合物包含所述柴油燃料组合物总体积的10vol%-22vol%或10vol%-19vol%,优选10vol%-17vol%,进一步优选10vol%-15vol%,更优选10vol%-13vol%或10vol%-12vol%的二-gtbe,二-gtbe和可再生链烷烃柴油组分的总量为所述柴油燃料组合物总体积的至少99vol%。

在某些实施方式中,该柴油燃料组合物包含13vol%-22vol%的二-gtbe,二-gtbe和可再生链烷烃柴油组分的总量为所述柴油燃料组合物总体积的至少95vol%,优选至少97vol%,并且更优选至少99vol%。这种柴油燃料组合物具有特别有益的润滑性能,并且满足en15940:2016(b类)和en590:2017的要求。

包含于本发明的所述柴油燃料组合物中的可再生链烷烃柴油组分是衍生自可再生来源或多种可再生资源并且在很大程度上包含链烷烃(烷烃)的组分,并且本身,或,例如,在用已知的柴油添加剂如冷流改进剂和/或电导率改进剂添加后,适合用作柴油发动机燃料。优选所述可再生链烷烃柴油组分适合用作汽车柴油发动机的燃料。所述可再生链烷烃柴油组分也可称为“生物-基链烷烃柴油组分”、“加氢处理植物油燃料”、“加氢处理植物油”、“加氢处理可再生柴油”、“可再生燃料”、“可再生柴油”或“可再生柴油组分”。

衍生自可再生(生物-基)来源的组分或组合物具有比衍生自化石(化石-基)来源的相应组分或组合物更高的14c同位素含量。所述更高的14c同位素含量是可再生组分或组合物的固有特征,这归因于由其衍生它们的起始材料即可再生来源。与化石来源的碳原子相比,可再生来源的碳原子包含更高量的14c同位素。可再生碳的同位素比在化学反应过程中并不会改变。因此,有可能通过分析12c和14c同位素的比率而区分可再生资源来源的碳化合物或组合物和源自化石来源的碳化合物。化合物或组合物的14c同位素含量能够通过标准方法如astmd6866或din51637进行测量和定量。通常而言,在完全衍生自可再生资源的组分或组合物中,所述组分或组合物中所测得的总碳含量中14c含量至少为100%(±测量精度)。组合物中可再生碳的量因此能够基于14c同位素曲线图进行定量,并用于确定其组分的性质和来源。因此,通过14c分析能够确定并区分柴油组分和柴油燃料的性质和来源。

在某些实施方式中,该可再生链烷烃柴油组分是可再生链烷烃柴油燃料。优选所述可再生链烷烃柴油组分是包含小于5重量ppm(份每百万份重量)或小于5mg硫/kg可再生链烷烃柴油组分的硫的低硫柴油组分。与含硫量更高的组分相比,此类低硫柴油组分燃烧更清洁。这减少了有害排放。

该可再生链烷烃柴油组分优选经由加氢处理,可选地接着异构化处理而衍生自可再生资源。因此,该可再生链烷烃柴油组分优选是来自加氢处理的链烷烃柴油燃料。优选的是,由其衍生可再生链烷烃柴油组分的可再生资源是可再生油、可再生脂肪或其组合。化学加氢处理的可再生油和/或脂肪是硫和芳族化合物含量非常低的主要线性链烷烃(正链烷烃,正烷烃)的混合物。通过加氢处理然后异构化而获得的可再生链烷烃柴油组分能够用作本发明的任何方面和实施方式中的可再生链烷烃柴油组分或用作可再生链烷烃柴油燃料。可再生油和/或脂肪的加氢处理和可选的异构化通常会产生生物-基中间馏分燃料。

在某些实施方式中,该可再生链烷烃柴油组分是具有根据en-iso-3405(2011)测定处于180-360℃,优选180-320℃,进一步优选200-300℃,更优选250-300℃温度范围内的沸点范围(初始沸点至终点)的可再生中间馏分燃料。这些可再生中间馏分燃料馏分的性能与柴油燃料一样特别好。

在某些实施方式中,该可再生链烷烃柴油组分包含所述可再生链烷烃柴油组分总重量的至少90wt%,优选至少95wt%,更优选至少99wt%的链烷烃。该可再生链烷烃柴油组分可以包含基于所述可再生链烷烃柴油组分总重量的至少91wt%、92wt%、93wt%、94wt%、96wt%、97wt%或98wt%的链烷烃。高链烷烃含量的可再生链烷烃柴油组分是优选的,因为与燃烧芳族化合物相比,燃烧时链烷烃形成烟灰、多环芳烃(pah)和nox化合物更少。在某些实施方式中,该可再生链烷烃柴油组分具有低烯烃(烯烃)含量,并且包含所述可再生链烷烃柴油组分总重量的小于2.0wt%,优选至多1.0wt%,更优选至多0.5wt%的烯烃。进一步地,在某些优选的实施方式中,该可再生链烷烃柴油组分具有低含量的环烃(环烷烃),并且包含所述可再生链烷烃柴油组分总重量的至多5.0wt%,优选至多2.0wt%的环烷烃。

优选所述可再生链烷烃柴油组分具有低含量或不含芳族化合物(芳香族化合物)。因此,在某些实施方式中,该可再生链烷烃柴油组分包含所述可再生链烷烃柴油组分总重量的至多1.0wt%,优选至多0.5wt%,更优选至多0.2wt%的芳族化合物。与包含更多芳族化合物的组分相比,具有低芳族化合物含量的柴油组分燃烧更清洁,从而减少了烟尘排放。在某些实施方式中,该可再生链烷烃柴油组分包含所述可再生链烷烃柴油组分总重量的小于5mg硫/kg可再生链烷烃柴油组分(5重量ppm)和至多1.0wt%,优选至多0.5wt%,更优选至多0.2wt%的芳族化合物。这种可再生链烷烃柴油组分燃烧特别干净,减少了有害排放。当将具有低含量芳族化合物和/或硫的可再生链烷烃柴油组分与二-gtbe混合时,所得的柴油燃料组合物也具有低含量芳族化合物和/或硫以及相关的益处。

在某些实施方式中,基于可再生链烷烃柴油组分的总重量,该可再生链烷烃柴油组分包含至少95wt%的链烷烃、至多1.0wt%的烯烃、至多0.5wt%的芳族化合物和至多2.0wt%的环烷烃。进一步地,在某些实施方式中,基于可再生链烷烃柴油组分总重量,该可再生链烷烃柴油组分包含至少97wt%的链烷烃、至多0.5wt%的烯烃、至多0.2wt%的芳族化合物和至多2.0wt%的环烷烃。这种可再生链烷烃柴油组分的性能与柴油燃料组分一样特别好。该可再生链烷烃柴油组分优选主要包含烃,而因此,在某些实施方式中,通过元素分析进行测定,基于构成该可再生链烷烃柴油组分的所有元素,该可再生链烷烃柴油组分含有至多1wt%的氧。这样的可再生柴油燃料组分具有有益的氧化稳定性和储存性能。

在某些实施方式中,该可再生链烷烃柴油组分包含所述可再生链烷烃柴油组分中的链烷烃总重量的至少70wt%,优选至少80wt%,如至少88wt%,更优选至少90wt%的碳数范围c15-c18链烷烃。可选地,在某些实施方式中,该可再生链烷烃柴油组分包含所述可再生链烷烃柴油组分中的链烷烃总重量的小于25wt%,如小于20wt%,或小于10wt%,或优选小于7wt%的碳数范围c3-c14链烷烃。可选地,在某些实施方式中,该可再生链烷烃柴油组分包含所述可再生链烷烃柴油组分中的链烷烃总重量的小于25wt%,如小于20wt%,或小于10wt%,优选小于5wt%的碳数范围c19-c24链烷烃。

上述碳数分布是通过可再生油和/或脂肪的加氢处理衍生的可再生链烷烃柴油组分的典型碳数分布。与上述碳数分布相比,通过气-液(gtl)工艺方法如包括费-托(fischer-tropsch)工艺步骤的方法生产的燃料组分具有更宽的链烷烃(链烃)分布。gtl燃料的特征在于链烷烃在c9-c24范围内的宽分布。在某些实施方式中,该可再生链烷烃柴油组分无需采用gtl工艺方法即可获得。

在某些实施方式中,该可再生链烷烃柴油组分包含所述可再生链烷烃柴油组分总重量的至少95wt%的链烷烃,并且基于所述可再生链烷烃柴油组分中链烷烃的总重量,至少70wt%,优选至少80wt%,更优选至少90wt%的所述链烷烃处于碳数c15-c18范围内。此外,在某些实施方式中,该可再生链烷烃柴油组分包含所述可再生链烷烃柴油组分总重量的至少99wt%的链烷烃,并且基于可再生链烷烃柴油组分中的链烷烃总重量,至少70wt%,优选至少80wt%,更优选至少90wt%的所述链烷烃处于碳数c15-c18范围内。这种可再生链烷烃柴油组分具有可预测的性能,并且作为柴油燃料组分性能良好。

在某些实施方式中,该可再生链烷烃柴油组分的链烷烃包括异链烷烃(异烷烃)和正链烷烃(正烷烃)。异链烷烃改善可再生链烷烃柴油组分并因此改善柴油燃料组合物的冷性能,即降低了浊点或倾点。该可再生链烷烃柴油组分中的异链烷烃与正链烷烃的重量比为至少2.2时,会产生具有倾点低于0℃(根据astmd5950-14测量)的可再生链烷烃柴油组分。因此,在某些实施方式中,该可再生链烷烃柴油组分中的异链烷烃与正链烷烃的重量比为至少2.2。增加异链烷烃与正链烷烃的重量比会进一步改善该可再生链烷烃柴油组分的冷性能。在某些实施方式中,该可再生链烷烃柴油组分中的异链烷烃与正链烷烃的重量比为至少2.3,至少3,或至少4。该可再生链烷烃柴油组分中的异链烷烃与正链烷烃的重量比为至少4时会获得具有约-20℃或更低的浊点的可再生链烷烃柴油组分。该可再生链烷烃柴油组分中的异链烷烃与正链烷烃的重量比可以为约2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、102.7、2.8、2.9、3、4、5、6、7、8、9或10。包括异链烷烃和正链烷烃的可再生链烷烃柴油组分能够适用于本发明的任何方面和实施方式。在某些实施方式中,该可再生链烷烃柴油组分包含所述可再生链烷烃柴油组分总重量的至少95wt%的链烷烃,所述链烷烃的异链烷烃与正链烷烃的重量比为至少2.3,至少3,或至少4。进一步地,在某些实施方式中,该可再生链烷烃柴油组分包含所述可再生链烷烃柴油组分总重量的至少99wt%的链烷烃,所述链烷烃的异链烷烃与正链烷烃的重量比为至少2.3,至少3,或至少4。

在某些实施方式中,该可再生链烷烃柴油组分包含所述可再生链烷烃柴油组分总重量的至少90wt%,优选至少95wt%,更优选至少99wt%的链烷烃,并且基于该可再生链烷烃柴油组分中链烷烃的总重量,至少80wt%的所述链烷烃处于碳数范围c15-c18内,并且所述可再生链烷烃柴油组分中的异链烷烃与正链烷烃的重量比至少为2.2。此外,在某些实施方式中,可再生链烷烃柴油组分包含基于该可再生链烷烃柴油组分中链烷烃的总重量至少90wt%,优选至少95wt%,更优选至少99wt%的链烷烃,并且基于该可再生链烷烃柴油组分中链烷烃的总重量,至少90wt%的所述链烷烃处于碳原子数范围c15-c18内,并且所述可再生链烷烃柴油组分中异链烷烃与正链烷烃的重量比为至少2.2。在具有二-gtbe的柴油燃料组合物中,这种可再生链烷烃柴油组分是特别优选的。

前述的可再生链烷烃柴油组分可以提供作为本发明任何方面和实施方式中的可再生链烷烃柴油组分或可再生链烷烃柴油燃料。

在某些实施方式中,该柴油燃料组合物包含所述柴油燃料组合物总体积的至少5vol%,优选至少10vol%的二-gtbe,该二-gtbe和可再生链烷烃柴油组分的总量为所述柴油燃料组合物总体积的95vol%,并且其中该可再生链烷烃柴油组分包含所述可再生链烷烃柴油组分的至少90wt%的链烷烃,基于可再生链烷烃柴油组分中的链烷烃总重量,该可再生链烷烃柴油组分的所述链烷烃至少70wt%处于碳原子数范围c15-c18内,该可再生链烷烃柴油组分中异链烷烃与正链烷烃的重量比为至少2.2。进一步地,在某些实施方式中,该柴油燃料组合物包含所述柴油燃料组合物总体积的至少5vol%,优选至少10vol%的二-gtbe,该二-gtbe和可再生链烷烃柴油组分的总量为所述柴油燃料组合物总体积的至少97vol%,并且其中该可再生链烷烃柴油组分包含所述可再生链烷烃柴油组分的至少99wt%的链烷烃,基于该可再生链烷烃柴油组分中的链烷烃总重量,可再生链烷烃燃料组分中的至少90wt%的所述链烷烃处于碳数范围c15-c18内,该可再生链烷烃柴油组分中异链烷烃与正链烷烃的重量比为至少2.2。这些柴油燃料组合物是特别优选的。

进一步地,在某些实施方式中,该柴油燃料组合物包含所述柴油燃料组合物总体积的5vol%-50vol%的二-gtbe和50vol%-95vol%的可再生链烷烃柴油组分,或5vol%-40vol%的二-gtbe和60vol%-95vol%的可再生链烷烃柴油组分,优选5vol%-20vol%的二-gtbe和80vol%-95vol%的可再生链烷烃柴油组分,进一步优选10vol%-20vol%的二-gtbe和80vol%-90vol%的可再生链烷烃柴油组分,并且更加优选10vol%-15vol%的二-gtbe和85vol%-90vol%的可再生链烷烃柴油组分,该二-gtbe和可再生链烷烃柴油组分的总量优选为所述柴油燃料组合物总体积的至少95vol%,并且其中该可再生链烷烃柴油组分包含所述可再生链烷烃柴油组分的至少90wt%的链烷烃,基于可再生链烷烃柴油组分中链烷烃的总重量,该可再生链烷烃柴油组分的至少70wt%的所述链烷烃处于碳数范围c15-c18内,该可再生链烷烃柴油组分中的异链烷烃与正链烷烃的重量比为至少2.2。此外,在某些实施方式中,该柴油燃料组合物包含所述柴油燃料组合物总体积的5vol%-50vol%的二-gtbe和50vol%-95vol%的可再生链烷烃柴油组分,或5vol%-40vol%的二-gtbe和60vol%-95vol%的可再生链烷烃柴油组分,优选5vol%-20vol%的二-gtbe和80vol%-95vol%的可再生链烷烃柴油组分,进一步优选10vol%-20vol%的二-gtbe和80vol%-90vol%的可再生链烷烃柴油组分,并且更加优选10vol%-15vol%的二-gtbe和85vol%-90vol%的可再生链烷烃柴油组分,该二-gtbe和可再生链烷烃柴油组分的总量优选为所述柴油燃料组合物总体积的至少95vol%,并且其中该可再生链烷烃柴油组分包含所述可再生链烷烃柴油组分的至少95wt%的链烷烃,基于再生链烷烃柴油组分中链烷烃的总重量,该可再生链烷烃柴油组分的所述链烷烃至少80wt%处于碳数范围c15-c18内,该可再生链烷烃柴油组分中的异链烷烃与正链烷烃的重量比至少为2.2。还进一步地,在某些实施方式中,该柴油燃料组合物包含所述柴油燃料组合物总体积的5vol%-50vol%的二-gtbe和50vol%-95vol%的可再生链烷烃柴油组分,或5vol%-40vol%的二-gtbe和60vol%-95vol%的可再生链烷烃柴油组分,优选5vol%-20vol%的二-gtbe和80vol%-95vol%的可再生链烷烃柴油组分,进一步优选10vol%-20vol%的二-gtbe和80vol%-90vol%的可再生链烷烃柴油组分,并且更加优选10vol%-15vol%的二-gtbe和85vol%-90vol%的可再生链烷烃柴油组分,该二-gtbe和可再生链烷烃柴油组分的总量优选为所述柴油燃料组合物总体积的至少95vol%,并且其中该可再生链烷烃柴油组分包含所述可再生链烷烃柴油组分的至少99wt%的链烷烃,基于该可再生链烷烃柴油组分的链烷烃总重量,该可再生链烷烃柴油组分中的所述链烷烃至少90wt%处于碳原子数范围c15-c18内,该可再生链烷烃柴油组分中的异链烷烃与正链烷烃的重量比为至少2.2。这些柴油燃料组合物由于其有益的润滑性能和有益的柴油燃料性能而是特别优选的。这些柴油燃料组分满足en590:2017和/或en15940:2016(b类)的要求。

在某些实施方式中,该柴油燃料组合物包含13vol%-22vol%的二-gtbe和78vol%-87vol%的可再生链烷烃柴油组分,其中该可再生链烷烃柴油组分包含所述可再生链烷烃柴油组分的至少90wt%,优选至少95wt%,更优选至少99wt%的链烷烃,基于可再生链烷烃柴油组分中的链烷烃总重量,该可再生链烷烃柴油组分的至少80wt%的所述链烷烃处于碳原子数范围c15-c18内,该可再生链烷烃柴油组分中的异链烷烃与正链烷烃的重量比为至少2.2。进一步地,在某些实施方式中,该柴油燃料组合物包含13vol%-22vol%的二-gtbe和78vol%-87vol%的可再生链烷烃柴油组分,其中该可再生链烷烃柴油组分包含所述可再生链烷烃柴油组分的至少90wt%,优选至少95wt%,进一步优选至少99wt%的链烷烃,基于可再生链烷烃柴油组分中的链烷烃总重量,该可再生链烷烃柴油组分的所述链烷烃至少90wt%处于碳数范围c15-c18内,该可再生链烷烃柴油组分中的异链烷烃与正链烷烃的重量比至少为2.2。这些柴油燃料组合物由于其特别有益的润滑性能并且满足en590:2017和en15940:2016(b类)而是特别优选的。

本发明提供了一种生产柴油燃料组合物的方法,该方法包括:提供可再生链烷烃柴油组分,提供二甘油叔丁基醚(二-gtbe),和将可再生链烷烃柴油组分与二-gtbe混合而形成包含所述柴油燃料组合物总体积的至少5vol%的二-gtbe和至多95vol%的可再生链烷烃柴油组分的柴油燃料组合物。根据该方法形成或制成的柴油燃料组合物具有有益的润滑性能,即根据eniso12156-1:2016的hfrr润滑性为至多460μm。在某些实施方式中,该方法包括将可再生链烷烃柴油组分与二-gtbe混合而形成基于总柴油燃料组合物包含至少5vol%的二-gtbe和至少95vol%,优选至少97vol%,更优选至少99vol%的二-gtbe和可再生链烷烃柴油组分(组合的)的柴油燃料组合物。

在某些实施方式中,该方法包括将可再生链烷烃柴油组分与二-gtbe混合而形成包含所述柴油燃料组合物总体积的至少10vol%的二-gtbe和至多90vol%的可再生链烷烃柴油组分的柴油燃料组合物。如此生产的柴油燃料组合物具有特别有益的润滑性能,即根据eniso12156-1:2016的hfrr润滑性小于400μm。在某些实施方式中,第二方面的方法包括将可再生链烷烃柴油组分与二-gtbe混合而形成基于总柴油燃料组合物包含至少10vol%的二-gtbe和至少95vol%,优选至少97vol%,更优选至少99vol%的二-gbtbe和可再生链烷烃柴油组分(组合的)的柴油燃料组合物。

在某些实施方式中,第二方面的方法包括将可再生链烷烃柴油组分与二-gtbe混合而形成包含所述柴油燃料组合物总体积的5vol%-50vol%的二-gtbe和50vol%-95vol%的可再生链烷烃柴油组分,或5vol%-40vol%的二-gtbe和60vol%-95vol%的可再生链烷烃柴油组分,优选5vol%-30vol%的二-gtbe和70vol%-95vol%的可再生链烷烃柴油组分,更优选5vol%-25vol%的二-gtbe和75vol%-95vol%的可再生链烷烃柴油组分,更优选5vol%-20vol%的二-gtbe和80vol%-95vol%的可再生链烷烃柴油组分,并且更加优选5vol%-15vol%的二-gtbe和85vol%-95vol%的可再生链烷烃柴油组分的柴油燃料组合物。

在某些实施方式中,该第二方面的方法包括将可再生链烷烃柴油组分与二-gtbe混合而形成包含所述柴油燃料组合物总体积的10vol%-50vol%的二-gtbe和50vol%-90vol%的可再生链烷烃柴油组分,或10vol%-40vol%的二-gtbe和60vol%-90vol%的可再生链烷烃柴油组分,优选10vol%-30vol%的二-gtbe和70vol%-90vol%的可再生链烷烃柴油组分,进一步优选10vol%-25vol%的二-gtbe和75vol%-90vol%的可再生链烷烃柴油组分,更优选10vol%-20vol%的二-gtbe和80vol%-90vol%的可再生链烷烃柴油组分,并且更加优选10vol%-15vol%的二-gtbe和85vol%-90vol%的可再生链烷烃柴油组分的柴油燃料组合物。

在某些实施方式中,该第二方面的方法包括将可再生链烷烃柴油组分与二-gtbe混合而形成包含所述柴油燃料组合物总体积的13vol-22vol%的二-gtbe和78vol%-87vol%的可再生链烷烃柴油组分的柴油燃料组合物。

在某些实施方式中,提供可再生链烷烃柴油组分包括提供源自可再生来源的原料(可再生原料),所述原料包含脂肪酸,或脂肪酸衍生物,或单-、二-或三-甘油酯,或其组合,将该可再生原料进行加氢处理而产生正链烷烃,并且可选地使来自加氢处理步骤的至少一部分正链烷烃进行异构化处理而产生异链烷烃。通过可再生原料的加氢处理和可选的异构化而提供的可再生链烷烃柴油组分特别适合与二-gbte共混而形成与柴油发动机具有良好相容性的柴油燃料组合物。使至少一部分正链烷烃进行异构化处理可以包括从加氢处理步骤中分离出一部分正链烷烃,对所述部分进行异构化处理而形成异链烷烃,并且可选地,在异构化处理之后,将所述分出的部分与所述正链烷烃(将其分离出)重新汇合。可替代地,该异构化步骤可以包括使来自加氢处理步骤中的所有正链烷烃进行异构化处理。在某些实施方式中,加氢处理步骤和可选的异构化步骤在单独的反应器中进行,或分开进行。可选地,提供可再生链烷烃柴油组分的步骤可以包括纯化步骤和/或分馏步骤。纯化和/或分馏步骤允许更好地控制所述可再生链烷烃柴油组分的性能,并因此更好地控制柴油燃料组合物的性能。在某些实施方式中,提供可再生链烷烃柴油组分不包括可再生原料的气化。

在某些实施方式中,该加氢处理在选自或在2-15mpa范围内,优选在3-10mpa范围内变化的压力,以及在选自或在200-500℃范围内,优选280-400℃范围内变化的温度下进行。该加氢处理可以在包含周期系统的viii族和/或v1b族的金属的已知加氢处理催化剂的存在下进行。优选所述加氢处理催化剂是负载的pd、pt、ni、niw、nimo或como催化剂,其中所述载体是氧化铝和/或氧化硅。通常而言,使用nimo/al2o3和/或como/al2o3催化剂。优选该加氢处理是加氢脱氧(hdo)或催化加氢脱氧(催化hdo)。

该加氢处理通常用作可再生原料中包含的脂肪酸、脂肪酸衍生物和/或甘油酯的脱氧、脱氮和脱硫处理。此外,提供所述可再生链烷烃柴油组分可以包括使所述可再生原料进行脱羧和脱羰反应(即,以cox的形式除去氧),和/或其他催化过程以:以水形式从有机含氧化合物中除去氧,以硫化氢(h2s)形式从有机硫化合物中除去硫,以氨(nh3)形式从有机氮化合物中除去氮,或从有机卤素化合物中除去卤素,例如,以氢氯酸(hcl)的形式除去氯。这样的过程可以是,例如,除去氯的加氢脱氯和除氮的加氢脱氮(hdn)。

在某些实施方式中,来自加氢处理步骤的正构烷烃可以进行催化裂化(cc),然后在该催化裂化步骤之后可选地进行异构化处理。cc允许调整链烷烃的链长。通常而言,在可选的异构化处理期间,碳数分布基本上不改变。因此,在某些实施方式中,在可选的异构化处理期间,碳数范围c3-c14的链烷烃的量基本上没有增加。因此,该可再生链烷烃柴油组分中链烷烃的碳数分布能够受到控制。

在某些实施方式中,提供所述可再生链烷烃柴油组分包括对来自加氢处理步骤的至少一部分正构烷烃进行异构化处理而形成异构烷烃。该异构化处理可以是催化异构化处理,如加氢异构化。使至少一部分该可再生原料进行异构化处理会增加所述(提供的)可再生链烷烃柴油组分中的异构烷烃的量。通常而言,来自加氢处理步骤的正构烷烃经过异构化处理形成主要具有甲基支链的异构烷烃。因此,在某些实施方式中,来自异构化步骤的异构烷烃包含一个或多个甲基支链。该异构化条件的严重度和催化剂的选择会控制该处理中形成的甲基支链的数量及其彼此之间的距离。

在某些实施方式中,该异构化处理在选自或在200-500℃的范围内,优选在280-400℃的范围内变化的温度下,以及选自或在2-15mpa范围内,优选3-10mpa范围内变化的压力下进行。该异构化处理可以在已知的异构化催化剂,例如,含有分子筛和/或选自周期表第viii族的金属和载体的催化剂存在下进行。优选所述异构化催化剂是包含sapo-11或sapo-41或zsm-22或zsm-23或镁碱沸石(ferrierite)和pt、pd或ni和al2o3或sio2的催化剂。在异构化步骤(异构化处理)中,典型的pt/sapo-11/al2o3、pt/zsm-22/al2o3、pt/zsm-23/al2o3和/或pt/sapo-11/sio2用作催化剂。在某些实施方式中,该加氢处理催化剂和异构化催化剂不与反应进料(可再生原料和/或由此衍生的正构烷烃和/或异构烷烃)同时接触。

在某些实施方式中,该可再生原料(可再生链烷烃柴油组分由其衍生的可再生原料(可再生来源))包括植物油、木油或其他基于植物的油,或动物油,或动物脂肪,或鱼脂肪,或鱼油,或藻类油,或微生物油,或其组合。可选地或另外地,该可再生原料也可以包含可循环利用废物和/或可循环利用残余物。可循环利用废物包括诸如用过食用油、游离脂肪酸、棕榈油副产品或工艺过程侧流股、污泥和植物油加工的侧流股的材料。优选该可再生原料包括植物油、植物脂肪、动物油和动物脂肪中的至少之一。这些材料是优选的,因为它们允许提供具有能够按需通过天然油和/或脂肪的适当选择和可选共混进行调节的可预测组成的可再生原料。此外,包含可循环利用废物或可循环利用残余物或两者的可再生原料是优选的,因为可循环利用废物和/或可循环利用残余物会改善该可再生原料以及由此的该链烷烃柴油组分的总体可持续性。可选地,可循环利用废物和/或可循环利用残余物可以与可再生油和/或可再生脂肪如植物油、植物脂肪、动物油和/或动物脂肪的新鲜进料进行混合。新鲜进料在本文中是指尚未再循环的组分。

甘油叔丁基醚(gtbe)可以通过使丙三醇(甘油)与异丁烯(异丁基烯,异-丁烯)反应而形成。纯甘油不适合进行燃料混合。甘油具有三个羟基(oh-),可以与异丁烯形成单-、二-或三-醚(分别为单-、二-或三-gtbe)。所述醚化反应的起始原料和产物如下示意性地给出。

甘油可以衍生自可再生资源,通常是可再生油和/或脂肪,如动物脂肪和/或植物油。通常而言,甘油通过水解、皂化或酯交换而从甘油三酸酯获得。甘油也可以在工业工艺过程,如肥皂制造中作为副产物而形成。此外,甘油有时可以通过微生物合成而制备。甘油的一种日益增长的来源是生物柴油制造,其中甘油作为副产物形成。生物柴油或脂肪酸甲酯(fame)来源于可再生资源,通常通过可再生油和/或脂肪的酯交换反应而生成。因此,来自fame生产工艺过程的废物流股或侧流股的甘油是可再生的(源自可再生原料)。来自fame生产工艺过程的甘油转化为二-gtbe会使所述甘油具有增值用途。

合成二-gtbe所用的异丁烯能够衍生自化石和/或可再生资源。异丁烯的石油化学生产包括石油产品的裂解,优选衍生自原油或其他化石来源的高分子量烃馏分。异丁烯也可以衍生自叔丁醇(tba)、甲基叔丁基醚(mtbe)、乙基叔丁基醚(etbe)、丁烷、异丁烷和/或异丁醇,其可能来自化石和/或可再生资源。然而,优选在合成二-gtbe中使用的异丁烯衍生自可再生资源,例如,通过裂化衍生自可再生原料的烃馏分。更进一步地,异丁烯可以通过糖,通常是葡萄糖、蔗糖,或木屑、稻草和/或甘蔗渣的水解产物的发酵而获得。

在某些实施方式中,提供二-gtbe包括从脂肪酸甲酯(fame)生产的废料流股或侧流股提供甘油,以及用衍生自可再生来源的异丁烯对所述甘油进行醚化处理而制备二-gtbe。这种实施方式的二-gtbe是可再生的二-gtbe。可再生的二-gtbe与可再生链烷烃柴油组分混合产生可再生柴油燃料组合物。可再生柴油燃料组合物是优选的,因为它们比非可再生或化石柴油燃料组合物在环境上更具可持续性。因此,本发明的柴油燃料组合物可以是通过将可再生链烷烃柴油组分与可再生二-gtbe共混而获得或能够获得的可再生柴油燃料组合物。在某些实施方式中,本发明的柴油燃料组合物是不含衍生自化石资源的组分的可再生柴油燃料组合物。

在某些实施方式中,从脂肪酸甲酯(fame)生产的废料流股或侧流股提供甘油包括在将所述甘油与异丁烯反应而形成二-gtbe之前将其纯化。在某些实施方式中,提供二-gtbe包括在酸催化剂,如对甲苯磺酸、磺酸、磺基琥珀酸或催化剂的存在下进行醚化处理。

本发明进一步提供了二甘油叔丁基醚(二-gtbe)作为燃料的润滑性改进剂的用途。令人惊讶的是,据发现,与添加二-gtbe之前的燃料的润滑性相比,二-gtbe添加到燃料中产生的组合燃料组合物具有改善的润滑性能。在某些实施方式中,二-gtbe用作可再生柴油燃料,优选可再生链烷烃柴油的润滑性改进剂。

本发明还提供了一种降低燃料根据eniso12156-1:2016测量的高频往复钻机(hfrr)-润滑性的方法,该方法包括向该燃料中添加二-gtbe。令人惊奇的是,据发现,通过向所述燃料中加入二-gtbe能够降低燃料的hfrr-润滑性。在某些实施方式中,该方法是用于降低可再生柴油燃料根据en1so12156-1:2016测量的高频往复钻机(hfrr)-润滑性的方法,该方法包括将二-gtbe添加到所述可再生柴油燃料中。在某些实施方式中,该方法是用于降低可再生链烷烃柴油燃料根据eniso12156-1:2016测量的高频往复钻机(hfrr)-润滑性的方法,该方法包括将二-gtbe添加到所述可再生链烷烃柴油燃料中。

在某些实施方式中,二-gtbe添加到燃料中而形成包含基于所述组合燃料组合物总体积的至少5vol%的二-gtbe和至多95vol%的所述燃料的组合燃料组合物。令人惊讶的是,据发现,添加至少5vol%的二-gtbe会产生具有低于460μm的根据eniso12156-1:2016的hrff润滑性的组合燃料组合物。

在某些实施方式中,二-gtbe添加到燃料中而形成包含基于所述组合燃料组合物总体积的至少10vol%的二-gtbe和至多90vol%的所述燃料的组合燃料组合物。令人惊讶的是,据发现,添加至少10vol%的二-gtbe会产生具有低于400μm的根据eniso12156-1:2016的hrff润滑性的组合燃料组合物。

在某些实施方式中,二-gtbe添加到燃料中而形成包含基于所述组合燃料组合物总体积的5vol%-50vol%的二-gtbe和50vol%-95vol%的所述燃料,或5vol%-40vol%的二-gtbe和60vol%-95vol%的所述燃料,优选5vol%-30vol%的二-gtbe和70vol%-95vol%的所述燃料,进一步优选5vol%-25vol%的二-gtbe和75vol%-95vol%的所述燃料,更优选5vol%-20vol%的二-gtbe和80vol%-95vol%的所述燃料的组合燃料组合物。这种量的二-gtbe添加至所述燃料中,产生具有低于460μm的hrff-润滑性和与柴油燃料发动机的良好相容性的组合燃料组合物。

在某些实施方式中,二-gtbe添加到燃料中而形成包含基于组合燃料组合物总体积的5vol%-50vol%的二-gtbe和50vol%-95vol%的所述燃料,或10vol%-40vol%的二-gtbe和60vol%-90vol%的所述燃料,优选10vol%-30vol%的二-gtbe和70vol%-90vol%的所述燃料,进一步优选10vol%-25vol%的二-gtbe和75vol%-90vol%的所述燃料,更优选10vol%-20vol%的二-gtbe和80vol%-90vol%的所述燃料的组合燃料组合物。这种量的二-gtbe添加到燃料中,产生具有低于400μm的hrff-润滑性和与柴油燃料发动机的良好相容性的组合燃料组合物。

在某些实施方式中,二-gtbe添加到燃料中而形成包含基于组合燃料组合物总体积的5vol%-22vol%的二-gtbe和78vol%-95vol%的所述燃料,或5vol%-18vol%的二-gtbe和82vol%-90vol%的所述燃料,优选5vol%-15vol%的二-gtbe和85vol%-95vol%的所述燃料,进一步优选5vol%-13vol%的二-gtbe和87vol%-90vol%的所述燃料,更优选7vol%-11vol%的二-gtbe和89vol%-93vol%的所述燃料,更加优选8vol%-10vol%的二-gtbe和90vol%-92vol%的所述燃料的组合燃料组合物。以这种量将二-gtbe添加到燃料中足以产生具有有益的润滑性的组合柴油燃料组合物。

在某些实施方式中,二-gtbe添加到燃料中而形成包含基于所述组合燃料组合物总体积的10vol%-22vol%的二-gtbe和78vol%-90vol%的所述燃料,或10vol%-19vol%的二-gtbe和81vol%-90vol%的所述燃料,优选10vol%-17vol%的二-gtbe和83vol%-90vol%的所述燃料,进一步优选10vol%-15vol%的二-gtbe和85vol%-90vol%的所述燃料,更优选10vol%-12vol%的二-gtbe和88vol%-90vol%的所述燃料的组合燃料组合物。以这样的量向燃料中添加二-gtbe足以产生具有非常有益的润滑性能的组合柴油燃料组合物。

在某些实施方式中,二-gtbe添加到燃料中而形成包含基于所述组合燃料组合物总体积的13vol%-22vol%的二-gtbe和78vol%-87vol%的所述燃料的组合燃料组合物。

二-gtbe可以添加到燃料中而形成其中二-gtbe和燃料的总量为所述组合燃料组合物总体积的至少95vol%,优选至少97vol%,更优选至少99vol%的组合燃料组合物。二-gtbe添加到燃料中而形成具有高二-gtbe和燃料总量的组合柴油燃料组合物,会导致该组合燃料组合物性能与柴油燃料一样良好并具有有益的润滑性。随着所述组合柴油燃料组合物中可再生链烷烃柴油组分和二-gtbe的总量增加,这些效果进一步受到促进。在某些实施方式中,基于其以vol%表示的组合燃料组合物基本上由二-gtbe和燃料组分,如化石柴油、生物柴油和/或可再生(加氢处理的)柴油组成。在某些实施方式中,该组合燃料组合物基本上由二-gtbe和燃料(向其添加二-gtbe)组成。

在某些实施方式中,所述燃料是可再生柴油燃料,优选可再生链烷烃柴油燃料,即,在某些实施方式中,所述组合燃料组合物基本上由二-gtbe和可再生柴油燃料,优选可再生链烷烃柴油燃料组成。可再生链烷烃柴油燃料的一个实例是本文所述的可再生链烷烃柴油组分。

实施例

提供以下实施例用于更好地举例说明要求保护的发明,并且不应该将其解释为限制本发明的范围。就提及具体材料的程度而言,其仅出于举例说明的目的,而非旨在限制本发明。

单甘油叔丁基醚(单-gtbe)、二甘油叔丁基醚(二-gtbe)、三甘油叔丁基醚(三-gtbe)、1-辛醇和二正戊醚(dnpe)在其中作为与可再生链烷烃柴油组分共混而获得具有有益润滑性能的柴油燃料组合物的潜在组分进行研究。

这些实施例中使用的单-gtbe、二-gtbe和三-gtbe由procedegroupbv提供。使用了三批neste可再生柴油(以下也称为可再生链烷烃柴油或可再生柴油)作为链烷烃可再生柴油组分。所述neste可再生柴油批次具有不同的润滑性值。

据发现,单-gtbe与可再生链烷烃柴油不混溶,而因此不能与可再生链烷烃柴油混合而形成良好的柴油燃料组合物。不受任何理论的束缚,据信包含两个羟基的单-gtbe极性太强而不能与主要包含高分子量链烷烃的可再生链烷烃柴油进行共混。因此,单-gtbe,以及单-gtbe和可再生链烷烃柴油的混合物,没有进一步的研究。其他共混组分,即二-gtbe、三-gtbe、1-辛醇和dnpe据发现能够与可再生链烷烃柴油混溶,并研究了此类共混物的润滑性能。

采用高频往复钻机(hfrr)测量研究所述润滑性能。所述测量根据标准eniso12156-1:2016进行。测得的润滑性值以微米(μm)给出。

测量了纯净二-gtbe和纯净三-gtbe的润滑性。结果列于表1中。据发现,二-gtbe和三-gtbe均具有有益的润滑性值,分别为300μm和369μm。这两个值均远低于汽车柴油燃料的en590:2017和来自合成或加氢处理的汽车链烷烃柴油燃料的en15940:2016所设定的最大值460μm。进一步地,测量了每批纯净可再生链烷烃柴油的润滑性。第1批具有润滑性值591μm,第2批具有润滑性值612μm,第3批具有润滑性值613μm。因此,所有三个批次的可再生链烷烃柴油均具有高于en590:2017和en15940:2016最大值的润滑性值,因此不满足这些标准设定的要求。

二-gtbe和三-gtbe与第1批链烷烃可再生柴油形成共混物。1-辛醇与所有三批链烷烃可再生柴油形成共混物,而dnpe与第2批和第3批可再生链烷烃柴油形成共混物。表1和图1列出了可再生链烷烃柴油和第2组分(二-gtbe,三-gtbe,1-辛醇或dnpe中任一种)的共混物的润滑性测量值。如表1和图1所见,所选的可再生柴油批料对共混物的润滑性值没有重要影响。

图1绘出了上述共混物的润滑性值,作为基于所述共混物总体积的第二组分vol%的函数。在图1中,菱形表示第1批链烷烃柴油组分和二-gtbe的共混物,正方形表示第1批链烷烃柴油组分和三-gtbe的共混物,三角形表示第3批链烷烃柴油组分和1-辛醇的共混物,x符号表示第2批链烷烃柴油组分和1-辛醇的混合物,长方形(矩形)表示第1批链烷烃柴油组分和1-辛醇的共混物,圆圈表示第3批链烷烃柴油组分和dnpe的共混物,而十字号(+-符号)表示第2批链烷烃柴油组分和dnpe的共混物。

在表1中,基于共混物的总体积,在左侧以vol%给出了该共混物的组成,在右侧给出了每种共混物的第二组分以及所述混合物的润滑性测量值。

表1.高频往复钻机(hfrr)的结果—根据eniso12156-1:2016测量。该润滑性值以μm提供。

*三批次可再生链烷烃柴油(第1批,第2批和第3批)通过其润滑性值进行识别。在100vol%可再生链烷烃柴油组分下,第1批具有591μm的润滑性,第2批具有612μm的润滑性,第3批具有613μm的润滑性。

不受任何理论的束缚,比较表1和图1包含具有一个醚官能度(c-o-c)的dnpe、具有一个醇官能度(羟基,oh-)的1-辛醇和具有三个醚官能度的三-gtbe的共混物的润滑性测量结果,似乎醚官能度会导致不太有益的润滑性,而醇官能度会导致更有益的润滑性。从包含10vol%或20vol%的dnpe、1-辛醇或三-gtbe的共混物的润滑性值来看,dnpe的共混物具有最不太有益的润滑性能,而1-辛醇的共混物比包含dnpe或三-gtbe的共混物具有更有益的润滑性。然而,相当令人惊讶的是,具有两种醚官能度和一种醇官能度的二-gtbe的共混物具有最有益的润滑性。

在表1中的所有vol%下,二-gtbe和可再生链烷烃柴油的共混物的润滑性测量值具有低于400μm的润滑性值。不受任何理论的束缚,据信,可再生链烷烃柴油和二-gtbe的共混物的有益润滑性能是由于二-gtbe的醚和醇官能团的组合所致,据信这些官能团会为润滑目的提供表面活性特性。然而纯净二-gtbe和纯净三-gtbe都显示出良好润滑性能,令人惊讶的是,作为与可再生链烷烃柴油的共混物,特别是在10vol%和20vol%下,二-gtbe和可再生柴油的共混物具有比三-gtbe和可再生柴油的共混物明显更好的润滑性值。

图2显示了二-gtbe和可再生链烷烃柴油的共混物的润滑性测量值,作为基于所述共混物总体积的所述共混物中二-gtbe的vol%的函数。令人惊讶的是,测得的润滑性的下降并非所述共混物中二-gtbe的vol%的线性函数。实际上,与从591μm的纯净可再生链烷烃柴油组分至356μm的包含10vol%二-gtbe和90vol%可再生链烷烃柴油的共混物的显著下降相比,增加共混物中二-gtbe的vol%至vol%超过10时,共混物的润滑性仅稍有改善。因此,特别感兴趣的是包含约10vol%的二-gtbe和90vol%的可再生链烷烃柴油的共混物。

纯净二-gtbe在15℃时的密度为约904kg/m3,高于当前燃料标准en590:2017(最大允许密度845kg/m3)和en15940:2016b类(最大允许密度810kg/m3)的最大密度值。纯净链烷烃可再生柴油在15℃时的密度为约780kg/m3,低于en590:2017允许的最小密度,即800kg/m3,但满足en15940:2016b类的密度要求,即780-810kg/m3。图3显示了二-gtbe和可再生链烷烃柴油的共混物的计算密度值。图3中绘制了密度值,作为基于所述共混物总重量的共混物中二-gtbe的wt%的函数。在图3中,水平轴进行标记而使1对应于100wt%,0.7对应于70wt%,0.5对应于50wt%,等等。

正如图3中所见,包含15wt%-55wt%的二-gtbe(相当于13vol%-51vol%的二-gtbe)和45wt%-85wt%的可再生链烷烃柴油(相当于49vol%-87vol%的可再生链烷烃柴油)的共混物满足标准en590:2017的密度要求,即800-845kg/m3。此外,如图3所示,包含0-25wt%的二-gtbe(对应于0-22vol%的二-gtbe)和75wt%-100wt%的可再生链烷烃柴油(对应于78vol%-100vol%的可再生链烷烃柴油)的共混物满足标准en15940:2016b类的密度要求,即780-810kg/m3。因此,包含15wt%-25wt%的二-gtbe(对应于13vol%-22vol%的二-gtbe)和75wt%-85wt%的可再生链烷烃柴油(对应于78vol%-87vol%的可再生链烷烃柴油组分)的组合物满足en590:2017和en15940:2016b类的密度要求。

因此,包含5vol%-22vol%的二-gtbe和78vol%-95vol%的可再生链烷烃柴油的混合物具有良好的润滑性能,而未超过en15940:2016b类的最大允许密度。然而,通过提高共混物中的二-gtbe的vol%并降低可再生链烷烃柴油的量至13vol%-51vol%的二-gtbe和49vol%-87vol%的可再生链烷烃柴油,保持或改善了良好的润滑性能,并满足en590:2017的密度要求。相当令人惊讶的是,包含13vol%-22vol%的二-gtbe和78vol%-87vol%的可再生链烷烃柴油的共混物具有特别好的润滑性能,而同时也满足en15940:2016b类和en590:2017的密度要求。

前述描述已经通过本发明的具体实现方式和实施方式的非限制性实施例的方式提供了本发明人目前构想的用于实施本发明的最佳模式的完整且信息丰富的描述。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本发明不限于前述的实施方式的细节,而是能够在不偏离本发明的特征的情况下,使用等效手段或以实施方式的不同组合实现于其他实施方式中。

此外,在不相应使用其他特征的情况下,可以有利地使用本发明的前述实施方式的一些特征。因此,前面的描述应该视为仅是本发明原理的举例说明,而并非对其进行限制。因此,本发明的范围仅由所附的专利权利要求书进行限制。

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