可再生的烃组合物的制作方法_2

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°C的温度下蒸馏。
[0031] 作为另一个特性,该组合物的平均分子量可以低至100g/摩尔。在一种实施方式 中,平均分子量为90-1IOg/摩尔。在另一种实施方式中,平均分子量为98-108g/摩尔。
[0032] 以下对生产本发明的组合物的方法作详细解释。
[0033] 该方法包括使用一种以上的催化剂对生物原料进行加氢处理的步骤。加氢处理在 化学上改变了原料中含有的化合物。通常的反应包括双键的加氢、脱氧(例如通过脱羧反 应)、脱硫、脱氮、异构化、开环、芳化、去芳化和裂化。例如,原料中含有的任何萜烯都能够通 过烯烃键的加氢和开环来被转化为非萜烯的无环和/或环状的烃(例如1-异丙基-4-甲基 环己烷和2,6-二甲基辛烷)。芳烃(例如1,1,2, 5-四甲基苯、1,1,2, 3-四甲基苯和1-异 丙基-4-甲基苯)可以通过对从萜烯得到的含有环己烷的化合物进行脱氢来生产。结合的 污染物(bondcontaminant)例如硫能够被转化为气体化合物(例如硫化氢),并在后续步 骤中去除。
[0034] 该生物原料可以从一个原料范围中选择。具体实例如下所述:
[0035] i)植物(蔬菜)和动物(包括鱼类)脂肪、油脂和蜡;
[0036] ii)通过水解或热解植物和动物脂肪、油脂和蜡得到的游离脂肪酸;
[0037] iii)通过对植物和动物脂肪、油脂和蜡进行酯交换反应得到的脂肪酸酯;
[0038] iv)通过对植物和动物脂肪、油脂和蜡进行皂化得到的脂肪酸的金属盐;
[0039] V)由植物和动物脂肪、油脂和蜡得到的脂肪酸的酸酐;
[0040] Vi)通过使源于植物和动物的游离脂肪酸与醇发生酯化反应得到的酯;
[0041]Vii)作为来源于植物和动物脂肪、油脂和蜡的脂肪酸的还原产物而得到的脂肪醇 或醛;
[0042] vffi)回收的食品级脂肪和油脂;
[0043] ix)通过一般工程得到的脂肪、油脂和蜡;
[0044]X)二羧酸、多元醇(包括二醇)、羟基酮、羟醛、羟基羧酸和相应的二官能和多官 能含硫和含氮化合物;
[0045]Xi)从藻类得到的化合物;以及
[0046] Xii)上述的任意混合物。
[0047] 在一种实施方式中,该原料包含或由一种以上的妥尔油、妥尔油组分(例如妥尔 油脂肪酸)和妥尔油衍生物(例如妥尔油树脂酸和妥尔油沥青)组成。妥尔油是通过木 材,尤其是针叶木的牛皮制浆得到的。通常,妥尔油含有饱和和不饱和含氧有机化合物,例 如树脂酸(主要是松脂酸及其异构体)、脂肪酸(主要是亚油酸、油酸和亚麻酸)、不皂化 物、脂肪醇、固醇和其他烷烃衍生物,以及少量的无机杂质(例如碱金属化合物、硫、硅、磷、 钙和铁化合物)。妥尔油通常不含有大量的甘油三酯,因为这些化合物会在制浆过程中分 解。"妥尔油"涵盖了皂油和粗妥尔油。
[0048] 在一种优选的实施方式中,基于该原料质量,该原料包含至少15质量%的,更合 适为至少25质量%,至少35质量%或至少45质量%的C12 18脂肪酸(例如亚油酸、油酸和 亚麻酸);至少5质量%的,更合适为至少15质量%,至少20质量%或至少25质量%的树 脂酸(例如松香酸、海松酸及其异构体);和至少10质量%的,更合适为至少15质量%或 至少20质量%的中性产物(例如固醇)。该原料是合适的妥尔油。
[0049] 加氢处理是在使用一种以上的催化剂的条件下进行的。有效的催化剂包含一种以 上的选自于VIA族和VID族金属的金属,其可用的实例具体为Mo、W、Co、Ni、Pt和Pd。该催 化剂还可以含有一种以上的载体材料,其实例为沸石、氧化铝(Al2O3)、沸石-氧化铝、氧化 铝-二氧化硅(SiO2)、氧化铝-二氧化硅-沸石和活性炭。
[0050] 该方法适当地使用一种加氢脱氧催化剂(HDO)以达到脱氧的目的,但该催化剂也 能够在从有机化合物中去除其他杂原子,例如硫和氮的同时催化不饱和键的加氢。有效的 HDO催化剂包括那些含有CoO和此03的混合物("CoMo")和/或NiO和MoO3的混合物 ("NiMo")和一种以上的载体材料的催化剂,所述载体材料选自于沸石、氧化铝、沸石-氧 化铝、氧化铝-二氧化硅、氧化铝-二氧化硅-沸石和活性炭。一种氧化铝载体上的NiO和 皿〇03的混合物特别有效。
[0051]另一种有效的加氢处理催化剂是一种多功能催化剂。这种催化剂能够催化与HDO 催化剂相同的反应。另外,多功能催化剂能够影响异构化(例如直链烷烃向支链烷烃的转 化)和裂化,这些反应缩短烃链的长度。异构化和裂化都能够提高冷流性能。
[0052] 有用的多功能催化剂包括那些含有NiW和一种以上的载体材料的催化剂,所述载 体材料选自于沸石、氧化铝、沸石-氧化铝、氧化铝-二氧化硅、氧化铝-二氧化硅-沸石和 活性炭。优选具有足够酸性性质的氧化铝载体。该酸度可以通过向该载体加入沸石来调节。 例如,该载体包含沸石-氧化铝或氧化铝-二氧化硅-沸石。
[0053] 另一种合适的加氢处理催化剂是氢化异构化(HI)催化剂。HI催化剂能够引起异 构化反应。催化剂的实例中含有VID族金属(例如Pt、Pd、Ni)和/或分子筛。优选的分子 筛是沸石(例如ZSM-22和ZSM-23)和硅铝磷酸盐(例如SAP0-11和SAP0-41)。HI催化剂 也可以含有一种以上的上述载体材料。在一种实施方式中,HI催化剂包含Pt、一种沸石和 /或硅铝磷酸盐分子筛、和氧化铝。该载体可以选择性地或进一步含有二氧化硅。
[0054] 根据一种优选的实施方式,该加氢处理步骤是在使用以下催化剂(i)和(ii) 中的一种或两种以及可选择性地使用以下催化剂(iii)的条件下进行的:
[0055] ( i) 一种催化剂,其包含CoO和NiO中的一种或两种、M〇03、和一种以上的载体材 料;
[0056] ( ii) 一种催化剂,其包含NiW和一种以上的载体材料;
[0057] (iii) 一种催化剂,其包含一种VID族金属和/或一种分子筛;
[0058] 其中所述载体材料选自于沸石、氧化铝、沸石_氧化铝、氧化铝-二氧化硅、氧化 铝-二氧化硅-沸石和活性炭。
[0059] 合适的催化剂组合是(i )和(ii),(i )和(iii),(ii )和(iii ),以及(i)、 (ii )和(iii)。然而,加氢处理步骤也可以在单独使用催化剂(i)或单独使用催化剂 (ii )的条件下进行。
[0060] 当催化剂(iii)含有VID族金属(例如Pt)时,优选地,在与催化剂(iii)反应之前, 先从原料中去除硫化合物。这防止了硫化合物使得催化剂(iii)中毒。优选地,该原料在 与催化剂(iii)接触之前先与催化剂(i)接触。
[0061] 加氢处理是在使用一台反应器或使用两台以上的反应器(即分离的压力容器)的 条件下进行的。当使用多台加氢处理反应器时,这些反应器可以串联,从而可以将一台反应 器的产物加入另一台反应器中。每台反应器都可以具有单个包含一种以上催化剂以及可选 择的其它材料,例如惰性材料(例如用于控制温度)的床层摂。或者,任何提供的反应器都 可以具有多个催化剂床层,每个床层含有一种以上的催化剂、以及可选择的其它材料,例如 惰性材料。惰性材料的实例包括氧化铝、碳化硅和玻璃珠。具有大于一层催化剂床层的反 应器可以具有位于两层催化剂床层之间的一个骤冷气入口和一个分配器。
[0062] 催化剂床层可以是单层的(例如含有一种催化剂或多种催化剂的混合物)或具有 多层,在所述多层中两种以上的催化剂具有不同的比例。该层可以有不同的尺寸。
[0063] 含有惰性材料的层可以用来将催化剂床层分开。另外,可以在第一催化剂床层之 前和/或最后的催化剂床层之后插入一个惰性层。惰性层可用于捕获某些物质以及提供原 料/反应混合物的均匀分配。置于第一催化剂床层上游的惰性层也可以用于预加热原料。
[0064] 惰性层也可以具有活性催化剂物质,其具有将有害组分(例如金属)从原料/反 应混合物中去除的功能。
[0065] 加氢处理可以在使用具有单一催化剂,例如催化剂(i)的反应器的条件下进行。 该催化剂可包含于反应器中一层单独的床层中或包含于多个床层中。
[0066] 在一种更优选的实施方式中,加氢处理是在使用一个以上的反应器的条件下进行 的,所述反应器各自具有催化剂(ii)和催化剂(iii)中的一种或两种以及催化剂(i)。 此时,催化剂(ii)和/或催化剂(iii)以及催化剂(i)可以被包含于任何提供的反应 器中的相同的床层(例如在具有单一催化剂床层的反应器中)、分离得床层中,或者是上述 情况的组合。优选地,至少一台反应器具有催化剂(ii)和/或催化剂(iii)以及催化剂 (i),且在该反应器中,催化剂(ii)和/或催化剂(iii)的总量相对于催化剂(i)、 (ii)和(iii)的总量在生物原料
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