含酮燃料制造技术

提供了燃料组分、生产燃料组分的方法、燃料组分的用途和含有基于酮的燃料组分的燃料。

Ketone fuel

Fuel components, methods for producing fuel components, uses of fuel components and fuels containing ketone-based fuel components are provided.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含酮燃料
本专利技术涉及酮作为燃料组分的用途、生产酮的方法和含酮燃料。特别地，本专利技术涉及基于酮的化石和/或可再生燃料组分。
技术介绍
由于使用化石燃料时的温室气体的产生，由可再生来源生产燃料组分正引起越来越大的兴趣。因此，人们对寻找可用作燃料的合适的替代化合物并寻找升级可再生材料以适合用于燃料中的方法越来越感兴趣。用于升级可再生材料的许多已知方法使用大量氢气，以将含氧可再生材料转化成适用于燃料应用的烃组合物。然而，由于氢气主要由化石源生产，所以关于使用较少氢气但同时提供高质量燃料组分的方法仍然有改善空间。可以由各种可再生来源生产酮。例如，由乙酰丙酸(LA)生产5-壬酮的最常见方法是将LA转化为γ-戊内酯(GVL)，随后将GVL转化为戊酸(PA)，然后将其转化为5-壬酮。可以由羧酸通过酮化反应生产酮，该方法不需要加入氢，但是显著降低生物衍生材料的氧含量。在酮化反应中，氧以二氧化碳和水的形式被除去。然而，现有技术仍然面临着酮的生产中，特别是5-壬酮的生产中的关于选择性和转化效率的问题。因此，非常需要由可再生来源以工业规模并以高选择性和转化率生产酮的方法。关于酮的生产和通过酮生产燃料组分和其它化学品的方法是本领域已知的。具体地，现有技术公开了几种使用5-壬酮作为生产燃料组分的中间体的方法。这些方法通常采用对5-壬酮或衍生自5-壬酮的反应产物进行氢化来提供烃燃料。已知可以由LA经GVL和戊酸生产5-壬酮。然后将戊酸用Pd/Nb2O5转化为5-壬酮。未反应的戊酸是5-壬酮即二丁基酮(DBK)中的主要杂质。5-壬酮和戊酸的沸点非常相似，使得使用简单蒸馏法分离这两种化合物是困难的。可以使用一系列闪蒸分离和蒸馏以及任选的用甲醇萃取来获得90％或更高的纯度。然而，这种技术需要大规模的蒸馏并消耗大量的能量。因此，仍然需要使用简化且较低能耗的方法生产酮、如5-壬酮的方法。将戊酸酮化为5-壬酮，然后氢化以提供壬醇并进行烯烃(如衍生自壬醇的壬-4-烯)任选的低聚反应以生产烃组合物也是已知的。WO2010/151343A1公开了戊酸到5-壬酮的酮化以及5-壬酮作为用于燃料应用的前体的用途。
技术实现思路
本专利技术在独立权利要求中进行限定。在从属权利要求中阐述了进一步的有益实施方案。具体地，本专利技术涉及以下项目中的一个或多个：1.一种燃料，含有下式(1)表示的酮：其中R1和R2相同或不同，并且独立地选自具有1-5个碳原子的烷基。换句话说，本专利技术的燃料含有一种或多种由式(1)表示的酮。所述烷基可以是支链或直链烷基。优选直链烷基。所述烷基优选选自由甲基、乙基、丙基(正丙基)、丁基(正丁基)、戊基(正戊基)、异丁基和叔丁基组成的列表。在本专利技术的酮中，优选R1和R2中的至少一个是具有2个或更多个碳原子的烷基。此外，本专利技术涉及含酮燃料，所述酮优选为5-壬酮(下文中可称为“酮”)。本专利技术的燃料是包含所述酮和另外的燃料组分的共混物。具体地，本专利技术的燃料是内燃机燃料，例如柴油燃料、汽油燃料或喷气燃料。更具体地，本专利技术的燃料可以是化合物的混合物，其中主要组分，优选50体积％或更多，为含有4至25个碳原子的烃。喷气燃料可以是化合物的混合物，其中主要组分，优选50体积％或更多，为含有9至16个碳原子的烃。汽油燃料可以是化合物的混合物，其中主要组分，优选50体积％或更多，为含有4至9个碳原子的烃。2.根据项目1所述的燃料，其中所述燃料是柴油燃料。柴油燃料可以是化合物的混合物，其中主要组分，优选50体积％或更多，为含有11至25个碳原子的烃。优选地，本专利技术意义内的柴油燃料是蒸馏范围为160℃至370℃，更优选180℃至360℃的燃料。优选地，柴油燃料的密度(15℃，根据ENISO12185)为860kg/m3或更小，更优选为840kg/m3或更小，并优选为800kg/m3或更大，更优选为820kg/m3或更大。柴油燃料进一步优选在40℃下的粘度(根据ENISO3104)为1.20mm2/s或更高，优选2.00mm2/s，并优选4.50mm2/s或更低，更优选4.00mm2/s或更低。根据ENISO20846测量的所述柴油燃料的硫含量优选为10.0mg/kg或更低。最优选地，本专利技术的柴油燃料是满足EN590:2013标准要求的柴油燃料。3.根据项目1或2所述的燃料，其中所述燃料是柴油燃料并且所述酮的含量为2.0至45.0体积％，更优选2.0至20.0体积％，最优选2.0至15.0体积％。4.根据项目1至3中任一项所述的燃料，其中所述酮是以下(a)、(b)或(c)中的一种：(a)其中R1和R2相同的化合物；(b)其中R1和R2不同的化合物；(c)式(1)表示的各化合物的混合物，其中所述化合物独立地由下式(2)-(4)之一表示，并且其中R1和R2不同：5.根据项目1-4中任一项所述的燃料，所述燃料含有5-壬酮。本专利技术的燃料产品的酮优选含有相对于式(1)的所有酮的至少2体积％、至少5体积％、至少10体积％、至少20体积％、至少30体积％、至少40体积％、至少50体积％、至少60体积％、至少80体积％、至少90体积％、至少95体积％、至少97体积％、至少98体积％、至少99体积％或100体积％的5-壬酮，因为5-壬酮已显示出提供特别好的性质。6.根据项目1-5中任一项所述的燃料，其中燃料中所述酮的含量为2.0至50.0体积％，更优选2.0至20.0体积％，最优选2.0至15.0体积％。7.根据项目1-6中任一项所述的燃料，其中基团R1和R2的碳原子总数为3至10、优选4至10、更优选6至10。8.根据项目1-7中任一项所述的燃料，其中R1选自由甲基、乙基、丙基(正丙基或异丙基)、丁基(正丁基、异丁基或叔丁基)和戊基(直链或支链)组成的组，优选丙基(正丙基或异丙基)、丁基(正丁基、异丁基或叔丁基)和戊基(直链或支链)，更优选丁基(正丁基、异丁基或叔丁基，优选正丁基)。9.根据项目1-8中任一项的燃料，其中R2选自由甲基、乙基、丙基(正丙基或异丙基)、丁基(正丁基、异丁基或叔丁基)和戊基(直链或支链)组成的组，优选丙基(正丙基或异丙基)、丁基(正丁基、异丁基或叔丁基)和戊基(直链或支链)，更优选丁基(正丁基、异丁基或叔丁基，优选正丁基)。10.一种生产下式(1)表示的酮的方法：其中R1和R2相同或不同，并且独立地选自具有1-5个碳原子的烷基，所述方法包括：提供包含具有2-6个碳原子的羧酸的酮化原料，和通过在氧化物催化剂存在下将所述羧酸转化为所述酮来进行酮化反应，其中所述氧化物催化剂包括碱金属氧化物和至少一种另外的金属氧化物。11.根据项目10所述的方法，其中所述酮是以下(a)、(b)或(c)中的一种：(a)其中R1和R2相同的化合物；(b)其中R1和R2不同的化合物；(c)式(1)表示的各化合物的混合物，其中所述化合物独立地由下式(2)-(4)之一表示，并且其中R1和R2不同：所述原料中含有的羧酸的类型决定了本专利技术所述酮的组成，即酮化合物的类型或酮的混合物的组成。也就是说，在仅存在一种羧酸的情况下，所述酮化反应将产生对称的酮化合物，这意味着R1和R2相同。如果存在两种不同的羧酸，则所述酮化反应将产生两种对称的酮(其中一种仅具有R1，一种仅具有R2)和一种不对称的酮的混本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料，含有下式(1)表示的酮：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.29 EP 16191278.71.一种燃料，含有下式(1)表示的酮：其中R1和R2相同或不同，并且独立地选自具有1-5个碳原子的烷基。2.根据权利要求1所述的燃料，其中所述燃料是柴油燃料。3.根据权利要求1或2所述的燃料，其中所述燃料是柴油燃料，并且所述酮的含量为2.0至45.0体积％，优选2.0至20.0体积％，更优选2.0至15.0体积％。4.根据权利要求1-3中任一项所述的燃料，其中所述酮是以下(a)、(b)或(c)中的一种：(a)其中R1和R2相同的化合物；(b)其中R1和R2不同的化合物；(c)式(1)表示的各化合物的混合物，其中所述化合物独立地由下式(2)-(4)之一表示，其中R1和R2不同：5.根据权利要求1-4中任一项所述的燃料，所述燃料含有5-壬酮。6.根据权利要求1-5中任一项所述的燃料，其中燃料中所述酮的含量为2.0至50.0体积％，更优选2.0至20.0体积％，最优选2.0至15.0体积％。7.根据权利要求1-6中任一项所述的燃料，其中基团R1和R2的碳原子总数为3至10、优选4至10、更优选6至10。8.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：乌拉·基斯基，迈娅·罗希艾宁，尤卡·米吕奥亚，埃斯科·卡尔维宁，皮亚·贝里斯特伦，
申请(专利权)人：奈斯特化学公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI