使用氢化裂解由天然油共制备烷基苯和生物燃料的方法
【专利摘要】本发明提供由天然油共制备直链烷基苯和生物燃料的方法的实施方案。一种方法包括使天然油脱氧以形成烷烃的步骤。使烷烃的第一部分氢化裂解以形成正和轻度支化C9-C14烷烃的第一料流和异烷烃的第二料流，使第一料流脱氢以得到单烯烃。随后，在烷基化条件下用单烯烃使苯烷基化以得到包含烷基苯和苯的烷基化流出物。此后，分离烷基苯以得到烷基苯产物。处理烷烃的第二部分和异烷烃以形成生物燃料。
【专利说明】使用氢化裂解由天然油共制备烷基苯和生物燃料的方法
[0001]优先权说明
[0002]本申请主张2011年9月23日申请的美国申请第13/242，825号的优先权，其内容据此以全文引用的方式并入本文中。
【技术领域】
[0003]本发明大体上涉及使用氢化裂解共制备烷基苯和生物燃料的方法，且更具体地涉及由天然油制备可再生烷基苯和生物燃料的方法。
现有技术
[0004]直链烷基苯为具有式C6H5CnH2n+1的有机化合物。尽管η可具有任何实际值，但烷基苯的当前商业用途要求η处于10与16之间，或更特别地处于10与13之间、处于12与15之间或处于12与13之间。当烷基苯在制备清洁剂的表面活性剂中用作中间体时，通常要求这些特定范围。由于自烷基苯产生的表面活性剂可生物降解，故烷基苯制备自其I960年代最初用于清洁剂制备以来已快速增长。
[0005]尽管使用基于烷基苯的表面活性剂制备的清洁剂可生物降解，但产生烷基苯的方法并不基于可再生来源。特别地，烷基苯目前自由化石燃料衍生的煤油制备。由于关于化石燃料提取的环境问题日益增多且关于正在耗竭的化石燃料储备存在经济担忧，故可能支持在清洁剂和其它工业中使用生物可降解表面活性剂的替代性来源。
[0006]对使用生物燃料还存在日益增加的需求以便降低对化石燃料的需求且减少其使用。此需求尤其适用于运输需`要，其中难以利用其它可再生能源。举例而言，生物柴油或绿色柴油和生物喷射机燃料或绿色喷射机燃料可使基于石油的燃料的需求和使用显著减少。
[0007]因此，需要提供由天然油(亦即并非自土壤提取的油)共制备烷基苯和生物燃料的方法和系统。另外，需要提供自来自蔬菜、坚果和/或种子油的易于处理的甘油三酯和脂肪酸提供可再生烷基苯和生物燃料的方法和系统。此外，本发明的其它所需特点和特征将由随后本发明的详细描述和随附权利要求结合本发明的附图和【背景技术】而变得显而易见。
【发明内容】
[0008]本申请提供由天然油共制备烷基苯产物和生物燃料的方法。根据一个例示性实施方案，该方法使天然油脱氧以形成烷烃。使烷烃的第一部分氢化裂解以形成正和轻度支化C9-C14烷烃的第一料流和异烷烃的第二料流。使第一料流脱氢以得到单烯烃。然后，在烷基化条件下使用单烯烃使苯烷基化以得到包含烷基苯和苯的烷基化流出物。随后，分离烷基苯以得到烷基苯产物。处理烷烃的第二部分和异烷烃以形成生物燃料。
[0009]在另一例示性实施方案中，提供一种由天然油来源甘油三酯共制备烷基苯产物和生物燃料的方法。在此实施方案中，使甘油三酯脱氧以形成包含水、二氧化碳、丙烷、烷烃的第一部分和烷烃的第二部分的脱氧产物。使此料流分馏以分离烷烃的第一料流与第二料流。随后，使烷烃的第一料流氢化裂解以形成正烷烃流和异烷烃流。使正烷烃流脱氢以得到单烯烃。在烷基化条件下使用单烯烃使苯烷基化，得到包含烷基苯和苯的烷基化流出物。此后，分离烷基苯得到烷基苯产物。处理烷烃的第二料流和异烷烃流以形成生物燃料。
[0010]根据另一实施方案，提供一种由天然油共制备烷基苯产物和生物燃料的方法。在该方法中，用氢气使天然油脱氧以形成包含烷烃的料流。使烷烃氢化裂解以形成正烷烃流和异烷烃流。使正烷烃流脱氢，得到单烯烃和氢气。根据例示性实施方案，使通过脱氢得到的氢气再循环以使天然油脱氧。在烷基化条件下使用单烯烃使苯烷基化，得到包含烷基苯和苯的烷基化流出物。随后，自流出物中分离烷基苯以得到烷基苯产物。处理异烷烃流以形成生物燃料。
[0011]附图简述
[0012]下文将结合以下图式描述本发明的实施方案。
[0013]图1示意性地显示根据示例性实施方案共制备烷基苯和生物燃料的系统。
【具体实施方式】
[0014]以下详细描述本质上仅为例示性的且不欲限制本发明或本发明的应用和用途。此外，不欲受前述【背景技术】或以下详细描述中所呈现的任何理论约束。
[0015]本文中所涵盖的各种实施方案涉及由天然油共制备烷基苯产物和生物燃料的方法和系统。图1中说明用于由天然油进料14制备烷基苯产物12和生物燃料13的例示性装置10。如本文所用，天然油为来源于植物或藻类物质的天然油，且通常称为可再生油。天然油并不基于煤油或其它化石燃料。在某些实施例中，天然油包括椰子油、巴巴苏油、蓖麻油、芥花油、烹调油和其它蔬菜、坚果或种子油中的一种或多种。天然油通常包含甘油三酯、游离脂肪酸或甘油三酯与游离脂肪酸的组合。
[0016]在所说明的实施方案中，`将天然油进料14传递至脱氧单元16中，脱氧单元16还接受氢气进料18。在脱氧单元16中，使`进料14中的甘油三酯和脂肪酸脱氧。甘油三酯在结构上由三个(通常不同)脂肪酸分子形成，所述脂肪酸分子用甘油桥键结在一起。甘油分子包括三个羟基(HO-)且各脂肪酸分子具有羧基(COOH)。在甘油三酯中，甘油的羟基与脂肪酸的羧基连接，形成酯键。因此，在脱氧期间，脂肪酸自甘油三酯结构中游离出来且转化成正烷烃。甘油转化成丙烷，且羟基和羧基中的氧转化成水或二氧化碳。脂肪酸和甘油三酯的脱氧反应分别说明如下:
[0017]h2+rcooh — r+h2o+co2
[0018]
【权利要求】
1.一种由天然油(14)共制备烷基苯产物(12)和生物燃料(13)的方法，其包括: 使天然油脱氧以形成烷烃(20)； 使烷烃的第一部分(23)氢化裂解以形成正或轻度支KC9-C14烷烃的第一料流(25)和异烷烃的第二料流(26)； 将第一料流脱氢以得到单烯烃(52)； 在烷基化条件下用单烯烃使苯(54)烷基化以得到包含烷基苯和苯的烷基化流出物(60)； 分离烷基苯以得到烷基苯产物；和 处理烷烃的第二部分(21)和异烷烃的第二料流以形成生物燃料。
2.根据权利要求1的方法，其中异烷烃的第二料流在石脑油范围内，且其中在处理异烷烃的第二料流期间产生氢气，并使氢气再循环以支持将天然油脱氧。
3.根据权利要求1的方法，其中氢气流(36)由使第一料流脱氢产生，且其中该方法进一步包括使氢气流再循环以支持脱氧步骤。
4.根据权利要求1的方法，其中处理烷烃的第二部分和异烷烃的第二料流包括使烷烃的第二部分异构化以形成额外异烷烃。
5.根据权利要求1的方法，其中二烯烃通过使第一料流脱氢得到，且其中该方法进一步包括选择性氢化二烯烃以形成额外单烯烃。
6.根据权利要求5的方法，其进一步包括在烷基化以前从单烯烃中移除芳族化合物。
7.根据权利要求1的方法，`其中天然油包含具有第一链长范围的多种第一脂肪酸和具有第二链长范围的多种第二脂肪酸；其中通过使天然油脱氧形成第一链长烷烃和第二链长烷烃； 其中烷烃的第一部分包含第一链长烷烃；且其中烷烃的第二部分包含第二链长烷烃；该方法进一步包括: 在氢化裂解以前使烷烃分馏以分离烷烃的第一部分与烷烃的第二部分。
8.根据权利要求1的方法，其中天然油包含C22脂肪酸，且其中使天然油脱氧引起裂解，且得到烷烃的第一部分和烷烃的第二部分。
9.一种由天然油来源甘油三酯(14)共制备烷基苯产物(12)和生物燃料(13)的方法，其包括: 使甘油三酯脱氧以形成包含水、二氧化碳、丙烷和烷烃的脱氧产物(20)； 使该脱氧产物分馏以分离烷烃的第一料流(23)与烷烃的第二料流(21)； 使烷烃的第一料流氢化裂解以形成正烷烃流(25)和异烷烃流(26)； 将正烷烃流脱氢以得到单烯烃(52)； 在烷基化条件下用单烯烃使苯(54)烷基化以得到包含烷基苯和苯的烷基化流出物(60)； 分离烷基苯以得到烷基苯产物；和 处理烷烃的第二料流和异烷烃流以形成生物燃料。
10.一种由天然油(14)共制备烷基苯产物(12)和生物燃料(13)的方法，其包括: 用氢气(18)使天然油脱氧以形成包含烷烃的料流(20)； 使烷烃氢化裂解形成正烷烃流(25)和异烷烃流(26)；使正烷烃流脱氢以得到单烯烃(52)和氢气； 使该氢气再循环以支持天然油的脱氧； 在烷基化条件下用单烯烃使苯(54)烷基化以得到包含烷基苯和苯的烷基化流出物(60)； 分离烷基苯以得到烷基苯产物；和 处理异烷烃 流以形成生物燃料。
【文档编号】C10L1/04GK103827270SQ201280046376
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年8月21日 优先权日:2011年9月23日
【发明者】A·阿努玛康达, S·拉古拉姆, J·J·达席尔瓦费雷拉阿尔维斯, A·G·博萨诺 申请人:环球油品公司