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    制備具有中等鏈長的烴的方法及其用途技術

    技術編號:10366890 閱讀:205 留言:0更新日期:2014-08-28 10:51
    本發明專利技術涉及制備具有提高的具有中等鏈長的烴(例如8-16個碳)的份額的烴混合物或相應地純化合物的方法。在此首先提供包含至少50重量%的不飽和的含氧的烴化合物的原材料。其包含具有至少14個碳原子的式–C1-CxH2x-CH=CH-CyH2y+1的烯烴片段,其中碳原子C1被取代或未取代的雜原子和/或氫飽和。該原材料在沒有氧存在的情況下在200-800℃的溫度下,在轉化反應器中與多孔碳基催化劑接觸,由此產生包含烴的產物混合物,所述產物混合物包含提高的具有中等鏈長的烴的產物化合物的份額。最后收集該含烴的產物混合物并輸送到分離裝置中,在其中進行產物分離。

    【技術實現步驟摘要】
    【國外來華專利技術】制備具有中等鏈長的烴的方法及其用途本申請涉及制備具有中等鏈長的烴,例如具有8至16個碳原子的烴的方法。在這種方法中,使用不飽和的含氧的烴化合物作為原材料并使其在升高的溫度下與基于碳的多孔催化劑接觸。本申請還涉及使用這種方法獲得的烴混合物或由其獲得的純烴用于制備航空燃料的用途。具有中等鏈長的烴一方面是化學工業的重要原材料,另一方面也存在對特別是無氧的具有中等鏈長的烴作為航空用煤油的重要組成部分,所述航空用煤油例如作為“drop-in-航空燃料”并在此特別是以生物煤油的形式。根據現有技術,生物煤油例如通過生物基油的氫化來制備。根據現有技術,也已知通過使脂肪、油或脂肪酸在多孔催化劑上的反應可以獲得液態烴或可以有針對性地生成氣態烴。例如,DE10327059A1和EP1724325A1公開了在反應器中在升高的溫度下使含脂肪的原材料與活性炭固定床接觸的方法。在此,存在的脂肪酸發生脫羧,由此產生液態烴。為了獲得氣態烴,可以改變工藝參數以及任選改變原材料的加工,由此將原材料降解成氣態短鏈烴。但是,在所提及的文獻中沒有描述增多的具有中等鏈長的烴的形成。盡管使用費托法可以由含脂肪的原材料制備具有任意鏈長的烴;但是,在這種方法中,首先將原材料降解成C1-片段,隨后再必須由其組裝具有不同鏈長的烴。因此,這種方法與顯著的能量耗費相關聯,并且此外僅在極大規模下才具有經濟意義。因此本專利技術的一個目的是克服現有技術的缺點并提供可將含氧烴化合物或含氧烴化合物的混合物轉化成具有中等鏈長的烴的方法。本專利技術的另一目的是提供適用于制備生物煤油的烴混合物的制備方法。通過獨立權利要求的主題實現所述目的的至少之一。進一步實施方案和擴展是從屬權利要求的主題并且此外也由下文的描述得知。制備純的具有中等鏈長的烴或具有提高的具有中等鏈長的烴份額的烴混合物的方法包括下列步驟:A)首先提供原材料,其包含至少50重量%的不飽和的含氧的烴化合物。這些不飽和烴化合物至少部分具有符合下列說明的結構單元(這些結構單元在下文中被稱作烯烴片段,因為它們至少部分對所述烴化合物的不飽和性質負責)。這些烯烴片段具有式-C1-CxH2x-CH=CH-CyH2y+1(式I)。該烯烴片段中的碳原子C1標示向雜原子的過渡。因此,該碳原子C1被至少一個取代或未取代的雜原子和任選也被氫飽和。通常,在該碳原子C1上會鍵合一個氧原子,該氧原子然后又鍵合到一個碳原子上(例如在脂肪酸酯,例如甘油酯中),或與碳原子C1一起構成羧基(例如在脂肪酸中)的組成部分。在所提及的式中的指數x和y是整數,其中x大于1且y大于0。換言之,其既不是具有末端雙鍵的烯烴片段,也不是雙鍵直接接在C1原子上的烯烴片段。該烯烴片段的特征還在于它們具有至少14個碳原子,特別是16至22個碳原子。特別在包含不同的不飽和的含氧的烴化合物的混合物的原材料的情況中,但也任選在恰好僅含一種含氧的烴化合物(其是甘油二酯或甘油三酯)的原材料的情況中,存在多個不同的烯烴片段。在下文中,在這方面,具有最大摩爾份額k1摩爾%的烯烴片段被稱作主要組分K1。其它烯烴片段被稱作K2至Kx并具有k2至kx摩爾%的份額。為了確定根據本專利技術提高的具有中等鏈長的烴的份額,在此僅包括至少以5摩爾%的份額存在的那些烯烴片段。借助這一條件實現可以簡單測定提高的份額,尤其是因為低份額的烯烴片段僅輕微影響產物范圍。在本專利技術的方法的步驟B)中,使原材料在不存在氧的情況下在升高的溫度下在轉化反應器中與多孔碳基催化劑接觸。升高的溫度在此特別被認為是200-800℃,優選300-600℃,和特別是350-550℃的溫度。在這些條件下,用所選原材料得到產物混合物,其中具有中等鏈長的烴的份額,即特別是至少一種具有8至16個碳原子的(任選純的)烴的份額具有提高的份額。最后,在子步驟C)中,收集含烴的產物混合物并送入分離裝置,在此進行產物分離。根據本專利技術,提高的具有中等鏈長的烴份額被理解為是指在產物譜中,具有8、9、10、11、12、13、14、15或16或更多個碳原子的組分之一的份額提高。在大多數情況下,這些組分中的至少兩種的份額提高,通常這些組分中的三種或多于三種的份額提高。特別地,在產物譜中具有y+3個碳原子的組分出現增多(其中y參考烯烴片段的上式)。為此,對主要組分K1和其它組分K2-Kx,在每種情況中,確定屬于具有y+3個碳原子的組分,其相應地在一定程度上充當“標記”。根據本專利技術,以兩種不同的方法檢測提高的份額,其中由于所需數據的更簡單可得性,下面解釋的第一備選方案是優選的。根據第一備選方案,如下測定提高的具有中等鏈長的烴份額:首先,對于主要組分K1和各另外的任選使用的組分K2至Kx(具有大于5摩爾%份額),確定所有具有y+3個碳原子的脂族產物化合物β(對于主要組分即產物化合物β1,對于另外的組分K2,為產物化合物β2等等)。這些是具有特別高份額的標記化合物,其中作為脂族產物化合物β,除直鏈飽和化合物外,僅將產物混合物的單不飽和產物化合物考慮進去,并且只有當它們在產物混合物中的重量份額大于10%時才考慮進去,基于飽和直鏈產物化合物計(更低的含量不必要地使所述提高的份額的測定方法變復雜并且也不會顯著影響這種測定法的結果,因此明智地省略)。具有y+3個碳原子的脂族產物化合物βx因此相當于形式上通過斷裂在遠離鏈端側上的雙鍵的β位的鍵形成的烴(在該情況中也包括在形式上還必須發生雙鍵的氫化或異構化的產物化合物)。根據本專利技術,已經確定,如果使用上文提及的原材料,則將尤其增加形成具有這種鏈長的化合物。但是所述通過斷裂在β位的鍵實現的形式上的形成在本文中不應被限制性地理解,而是僅用于定義產物化合物βx。此外,對于主要組分K1和各另外的任選使用的組分K2-Kx,也確定所有具有y-1個碳原子的相應產物化合物δ(對于主要組分即為產物化合物δ1,對于任選存在的另外的組分,為產物化合物δ2等等)。如上文所述對產物化合物β一般,在此也測定直鏈飽和脂族產物化合物,以及直鏈單不飽和脂族產物化合物,只要它們的摩爾份額大于10%,基于飽和直鏈產物化合物計。產物化合物δ代表以較低增加程度形成或未增加形成的產物組分并因此構成“反標記(Antimarker)”。它們相當于在產物片段的鏈端側上的雙鍵的α位上在形式上發生鍵分離時形成的鏈段。根據本專利技術觀察到,在上述原材料中以特別低的程度(基于產物化合物β計)形成這些產物化合物δ。然后,根據用于測定所述提高的份額的第一備選方案,在子步驟b)中,對于由此測定的所有產物化合物βx和δx,測定它們在產物混合物中存在的摩爾份額nβx和nδx。在存在一種主要組分和兩種另外的組分的原材料的情況中,即測定產物化合物β1、β2和β3在產物混合物中的份額nβ1、nβ2和nβ3,和測定δ1、δ2和δ3的份額nδ1、nδ2和nδ3。根據該第一備選方案,最后在子步驟c)中,由所有產物化合物βx計算平均份額,并對產物化合物δx,計算平均份額,其中使用根據用于計算聚合物的數均摩爾質量的公式,即計算的平均份額。如果存在一種主要組分和兩種另外的組分,則對于這三種標記產物化合物β,平均份額取決于在每種情況中測定的主要組分和另外的組分在原材料中的摩爾份額,同樣對于反標記,即產物化合物δ,平均份額本文檔來自技高網...
    制備具有中等鏈長的烴的方法及其用途

    【技術保護點】
    制備選自具有8至16個碳原子的化合物,特別選自具有9至15個碳原子的化合物的純烴或具有提高的份額的具有中等鏈長的烴的烴混合物的方法,所述具有中等鏈長的烴選自具有8至16個碳原子的化合物,特別選自具有9至15個碳原子的化合物,所述方法包括下列步驟:A)?提供原材料,其包含至少50重量%的不飽和的含氧的烴化合物,其中所述不飽和的含氧的烴化合物至少部分含有符合式–C1?CxH2x?CH=CH?CyH2y+1的烯烴片段,所述烯烴片段選自具有至少14個碳原子,特別是具有16至22個碳原子的片段,其中??x和y是整數,其中x大于1且y大于0,且??碳原子C1被取代或未取代的雜原子和/或氫飽和,其中所述烯烴片段包含具有k1摩爾%的份額的主要組分K1和具有k2?kx摩爾%的份額的任選另外的組分K2?Kx,所述k2?kx摩爾%的份額至少為5摩爾%;B)?使所述原材料在不存在氧的情況下在200?800℃,優選300?600℃,特別是350?550℃的溫度下,在轉化反應器中與多孔碳基催化劑接觸,由此產生包含烴的產物混合物,所述產物混合物包含提高的具有中等鏈長的烴的產物化合物的份額,其中如下檢測所述提高的份額,即a)?對于主要組分K1和每種另外的組分K2?Kx,確定??具有y+3個碳原子的直鏈和飽和的或單不飽和的脂族產物化合物βx,??具有y?1個碳原子的直鏈和飽和的或單不飽和的脂族產物化合物δx,b)?對于所有產物化合物βx和δx,確定它們存在于產物混合物中的份額nβx和nδx,c)根據公式,對產物化合物βx計算其平均份額和對產物化合物δx計算其平均份額,d)?其中如果>?1.15*適用,和優選>?1.5*適用,則存在提高的具有中等鏈長的烴的產物化合物的份額;C)?收集含烴的產物混合物并將所述產物混合物傳送至分離裝置,在此進行產物分離。...

    【技術特征摘要】
    【國外來華專利技術】2011.10.10 DE 102011115377.61.制備選自具有8至16個碳原子的化合物的純烴或具有提高的份額的具有中等鏈長的烴的烴混合物的方法,所述具有中等鏈長的烴選自具有8至16個碳原子的化合物,所述方法包括下列步驟:A)提供原材料,其包含至少50重量%的不飽和的含氧的烴化合物,其中所述不飽和的含氧的烴化合物至少部分含有符合式–C1-CxH2x-CH=CH-CyH2y+1的單不飽和烯烴片段,所述烯烴片段選自具有至少14個碳原子的片段,其中-x和y是整數,其中x大于1且y大于0,且-碳原子C1被取代或未取代的雜原子和/或氫飽和,其中所述烯烴片段包含具有k1摩爾%的份額的主要組分K1和具有k2-kx摩爾%的份額的任選另外的組分K2-Kx,所述k2-kx摩爾%的份額至少為5摩爾%;B)使所述原材料在不存在氧的情況下在200-800℃的溫度下,在轉化反應器中與具有至少800平方米/克的微孔BET表面積的多孔碳基催化劑接觸,由此產生包含烴的產物混合物,所述產物混合物包含提高的具有中等鏈長的烴的產物化合物的份額,其中如下檢測所述提高的份額,即a)對于主要組分K1和每種另外的組分K2-Kx,確定-具有y+3個碳原子的直鏈和飽和的或單不飽和的脂族產物化合物βx,-具有y-1個碳原子的直鏈和飽和的或單不飽和的脂族產物化合物δx,b)對于所有產物化合物βx和δx,確定它們存在于產物混合物中的份額nβx和nδx,c)根據公式,對產物化合物βx計算其平均份額和對產物化合物δx計算其平均份額,d)其中如果>1.15*適用,則存在提高的具有中等鏈長的烴的產物化合物的份額;C)收集含烴的產物混合物并將所述產物混合物傳送至分離裝置,在此進行產物分離。2.根據權利要求1的方法,其中,所述烯烴片段具有大于75摩爾%的x>4的組分K,且另外在B)a)、B)b)和B)c)中,對于具有x>4的主要組分K1和每種另外的組分K2-Kx,也確定具有y+6個碳原子的直鏈和飽和的或單不飽和的脂族產物化合物εx、它們的份額nεx和平均份額,且另外適用>。3.根據權利要求1的方法,其中,在步驟B)a)、B)b)和B)c)中,對于主要組分K1和每種另外的組分K2-Kx,另外確定具有y+2個碳原子的直鏈和飽和的或單不飽和的脂族產物化合物γx、它們的份額nγx和平均份額,且另外適用>且任選>。4.根據權利要求1的方法,其中,所述原材料選自脂肪、油、脂肪酸、脂肪酸酯、甘油單酯、甘油二酯、醇和多元醇及其混合物。5.根據權利要求1的方法,其中,所述原材料至少部分由廢料、工業副產物和/或可再生原料構成或制成。6.根據權利要求5的方法,其中,所述原材料得自藻類、細菌和/或具有高份額的單不飽和脂肪酸的植物。7.根據權利要求6的方法,其中,所述藻類、細菌或植物是基因修飾的。8.根據權利要求7的方法,其中,基于含于原材料中的脂肪酸計,具有至少14個碳原子的單不飽和脂肪酸的份額為至...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:C昂格A門內A克拉夫特V海爾
    申請(專利權)人:弗勞恩霍弗實用研究促進協會
    類型:發明
    國別省市:德國;DE

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