由天然油共制備烷基苯和生物燃料的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供由天然油共制備直鏈烷基苯和生物燃料的方法的實(shí)施方案。一種方法包括使天然油脫氧以形成包含烷烴的料流的步驟。使烷烴的第一部分脫氫以得到單烯烴。隨后，在烷基化條件下用單烯烴使苯烷基化以得到包含烷基苯和苯的烷基化流出物。此后，分離烷基苯以得到烷基苯產(chǎn)物。處理烷烴的第二部分以形成生物燃料。
【專利說(shuō)明】由天然油共制備烷基苯和生物燃料的方法
[0001]優(yōu)先權(quán)說(shuō)明
[0002]本申請(qǐng)主張2011年9月23日申請(qǐng)的美國(guó)申請(qǐng)第13/242，833號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容據(jù)此以全文引用的方式并入本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明大體上涉及共制備烷基苯和生物燃料的方法，且更具體地涉及由天然油制備可再生烷基苯和生物燃料的方法。
現(xiàn)有技術(shù)
[0004]直鏈烷基苯為具有式C6H5CnH2n+1的有機(jī)化合物。盡管η可具有任何實(shí)際值，但烷基苯的當(dāng)前商業(yè)用途要求η處于10與16之間，或更特別地處于10與13之間、處于12與15之間或處于12與13之間。當(dāng)烷基苯在制備清潔劑的表面活性劑中用作中間體時(shí)，通常要求這些特定范圍。由于自烷基苯產(chǎn)生的表面活性劑可生物降解，故烷基苯制備自其I960年代最初用于清潔劑制備以來(lái)已快速增長(zhǎng)。
[0005]盡管使用基于烷基苯的表面活性劑制備的清潔劑可生物降解，但產(chǎn)生烷基苯的方法并不基于可再生來(lái)源。特別地，烷基苯目前自由土壤提取的煤油制備。由于關(guān)于化石燃料提取的環(huán)境問(wèn)題日益增多且關(guān)于正在耗竭的化石燃料儲(chǔ)備存在經(jīng)濟(jì)擔(dān)憂，故可能支持在清潔劑和其它工業(yè)中使用生物可降解表面活性劑的替代性來(lái)源。
[0006]對(duì)使用生物燃料 還存在日益增加的需求以便降低對(duì)化石燃料的需求且減少其使用。此需求尤其適用于運(yùn)輸需要，其中難以利用其它可再生能源。舉例而言，生物柴油或綠色柴油和生物噴射機(jī)燃料或綠色噴射機(jī)燃料可使基于石油的燃料的需求和使用顯著減少。
[0007]因此，需要提供由天然油(亦即并非自土壤提取的油)共制備烷基苯和生物燃料的方法和系統(tǒng)。另外，需要提供自來(lái)自蔬菜、堅(jiān)果和/或種子油的易于處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統(tǒng)。此外，本發(fā)明的其它所需特點(diǎn)和特征將由隨后本發(fā)明的詳細(xì)描述和隨附權(quán)利要求結(jié)合本發(fā)明的附圖和【背景技術(shù)】而變得顯而易見。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本申請(qǐng)?zhí)峁┯商烊挥凸仓苽渫榛疆a(chǎn)物和生物燃料的方法。根據(jù)一個(gè)例示性實(shí)施方案，該方法使天然油脫氧以形成包含烷烴的料流。隨后，使烷烴的第一部分脫氫以得到單烯烴。在該方法中，在烷基化條件下使用單烯烴使苯烷基化。通過(guò)烷基化產(chǎn)生包含烷基苯和苯的烷基化流出物。自流出物分離烷基苯，得到烷基苯產(chǎn)物。處理烷烴的第二部分以形成生物燃料。
[0009]在另一例示性實(shí)施方案中，提供一種由天然油來(lái)源甘油三酯共制備烷基苯產(chǎn)物和生物燃料的方法。在此實(shí)施方案中，使甘油三酯脫氧以形成包含水、二氧化碳、丙烷、烷烴的第一部分和烷烴的第二部分的料流。使此料流分餾以分離烷烴的第一部分與第二部分。隨后，使烷烴的第一部分脫氫以得到單烯烴。在烷基化條件下使用單烯烴使苯烷基化，得到包含烷基苯和苯的烷基化流出物。此后，分離烷基苯得到烷基苯產(chǎn)物。處理烷烴的第二部分以形成生物燃料。
[0010]根據(jù)另一實(shí)施方案，提供一種由天然油共制備烷基苯產(chǎn)物和生物燃料的方法。在該方法中，用氫氣使天然油脫氧以形成包含烷烴的料流。使烷烴的第一部分脫氫，得到單烯烴和氫氣。根據(jù)例示性實(shí)施方案，使通過(guò)脫氫得到的氫氣再循環(huán)以使天然油脫氧。在烷基化條件下使用單烯烴使苯烷基化，得到包含烷基苯和苯的烷基化流出物。隨后，自流出物中分離烷基苯以得到烷基苯產(chǎn)物。處理烷烴的第二部分以形成生物燃料。
[0011]附圖簡(jiǎn)述
[0012]下文將結(jié)合以下圖式描述本發(fā)明的實(shí)施方案。
[0013]圖1示意性地顯示根據(jù)示例性實(shí)施方案共制備烷基苯和生物燃料的系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下詳細(xì)描述本質(zhì)上僅為例示性的且不欲限制本發(fā)明或本發(fā)明的應(yīng)用和用途。此外，不欲受前述【背景技術(shù)】或以下詳細(xì)描述中所呈現(xiàn)的任何理論約束。
[0015]本文中所涵蓋的各種實(shí)施方案涉及由天然油共制備烷基苯產(chǎn)物和生物燃料的方法和系統(tǒng)。圖1中說(shuō)明用于由天然油進(jìn)料14制備烷基苯產(chǎn)物12和生物燃料13的例示性系統(tǒng)10。如本文所用，天然油為來(lái)源于植物或藻類物質(zhì)的天然油，且通常稱為可再生油。天然油并不基于煤油或其它化石燃料。在某些實(shí)施例中，天然油包括椰子油、巴巴蘇油、蓖麻油、烹調(diào)油和其它蔬菜、堅(jiān)果或種子油中的一種或多種。天然油通常包含甘油三酯、游離脂肪酸或甘油三酯與游離 脂肪酸的組合。
[0016]在所說(shuō)明的實(shí)施方案中，將天然油進(jìn)料14傳遞至脫氧單元16中，脫氧單元16還接受氫氣進(jìn)料18。在脫氧單元16中，使進(jìn)料14中的甘油三酯和脂肪酸脫氧且轉(zhuǎn)化為正烷烴。甘油三酯在結(jié)構(gòu)上由三個(gè)(通常不同)脂肪酸分子形成，所述脂肪酸分子用甘油橋鍵結(jié)在一起。甘油分子包括三個(gè)羥基(HO-)且各脂肪酸分子具有羧基(COOH)。在甘油三酯中，甘油的羥基與脂肪酸的羧基連接，形成酯鍵。因此，在脫氧期間，脂肪酸自甘油三酯結(jié)構(gòu)中游離出來(lái)且轉(zhuǎn)化成正烷烴。甘油轉(zhuǎn)化成丙烷，且羥基和羧基中的氧轉(zhuǎn)化成水或二氧化碳。脂肪酸和甘油三酯的脫氧反應(yīng)分別說(shuō)明如下:
[0017]
【權(quán)利要求】
1.一種由天然油(14)共制備烷基苯產(chǎn)物(12)和生物燃料(13)的方法，其包括: 使天然油脫氧以形成包含烷烴的料流(20)； 使烷烴的第一部分(24)脫氫以得到單烯烴(52)； 在烷基化條件下用單烯烴使苯(54)烷基化以得到包含烷基苯和苯的烷基化流出物(60)； 分離烷基苯以得到烷基苯產(chǎn)物；和 處理烷烴的第二部分(26)以形成生物燃料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中氫氣流(36)由處理燒烴的第一部分產(chǎn)生,且其中該方法進(jìn)一步包括使氫氣流再循環(huán)以支持脫氧步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中處理烷烴的第二部分包括使烷烴的第二部分異構(gòu)化以形成異烷烴。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中二烯烴通過(guò)使烷烴脫氫得到，且其中該方法進(jìn)一步包括選擇性氫化二烯烴以形成額外單烯烴。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其進(jìn)一步包括在烷基化以前從單烯烴中移除芳族化合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中天然油包含具有第一鏈長(zhǎng)范圍的多種第一脂肪酸和具有第二鏈長(zhǎng)范圍的多種第二脂肪酸；其中通過(guò)使天然油脫氧形成第一鏈長(zhǎng)烷烴和第二鏈長(zhǎng)烷烴； 其中烷烴的第一部分包含第一鏈長(zhǎng)烷烴；且其中烷烴的第二部分包含第二鏈長(zhǎng)烷烴；該方法進(jìn)一步包括: 在脫氫以前使該料流分餾以分離烷烴的第一部分與烷烴的第二部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中天然油包含具有內(nèi)部羥基的脂肪酸，且其中使天然油脫氧引起裂解，且得到烷烴的第一部分和烷烴的第二部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中天然油為蓖麻油，其基本上由在碳12位置處具有羥基的C18脂肪酸組成，其中自裂解產(chǎn)生的烷烴的第一部分具有Cltl至C11鏈，且其中自裂解產(chǎn)生的烷烴的第二部分具有C17至C18鏈。
9.一種由天然油來(lái)源甘油三酯(14)共制備烷基苯產(chǎn)物(12)和生物燃料(13)的方法，其包括: 使甘油三酯脫氧以形成包含水、二氧化碳、丙烷、烷烴的第一部分(24)和烷烴的第二部分(26)的料流(20)； 使該料流分餾以分離烷烴的第一部分與烷烴的第二部分； 使烷烴的第一部分脫氫以得到單烯烴(52)； 在烷基化條件下用單烯烴使苯(54)烷基化以得到包含烷基苯和苯的烷基化流出物(60)； 分離烷基苯以得到烷基苯產(chǎn)物；和 處理烷烴的第二部分以形成生物燃料。
10.一種由天然油(14)共制備烷基苯產(chǎn)物(12)和生物燃料(13)的方法，其包括: 用氫氣(18)使天然油脫氧以形成包含烷烴的料流(20)； 使該料流中的烷烴的第一部分(24)脫氫以得到單烯烴(52)和氫氣(36)； 使該氫氣再循環(huán)以支持天然 油的脫氧；在烷基化條件下用單烯烴使苯(54)烷基化以得到包含烷基苯和苯的烷基化流出物(60)； 分離烷基苯以得到烷基苯產(chǎn)物；和 處理烷烴的第二部分(26·)以形成生物燃料。
【文檔編號(hào)】C07C2/64GK103827060SQ201280046370
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2012年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月23日
【發(fā)明者】A·G·博薩諾, M·J·格里菲斯, A·阿努瑪康達(dá) 申請(qǐng)人:環(huán)球油品公司