專利名稱：用于壓燃式發(fā)動機的烴組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于壓燃式(CI)發(fā)動機的烴組合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
自八十年代后期以來，為了改善空氣質(zhì)量在歐盟內(nèi)開展了相當多的有關(guān)策略和計劃的討論。隨后，歐盟汽車排放標準和燃料規(guī)范變得更加嚴格，現(xiàn)行的歐III排放標準對于客車的一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)+氮氧化物(NOX)以及顆粒物(PM)的限制分別為0.64g/km、0.56g/km和0.05g/km。硫和芳烴含量低的燃料有利于減少顆粒物的排放。雖然燃料中的硫不會直接影響NOX的排放，但燃料脫硫后就可以在新的交通工具中使用NOX后處理方法。加利福尼亞空氣資源委員會(CARB)柴油和瑞典環(huán)境一級(EC1)柴油是市場上能夠買到的硫含量低且多環(huán)芳烴(PAH)含量低的燃料油樣本。
薩索爾淤漿蒸餾(Sasol SPDTM)低溫費-托合成(LTFT)柴油，也就是眾所周知的氣轉(zhuǎn)液(GTL)合成的柴油，具有與其高烷烴含量有關(guān)的性質(zhì)，例如，高氫碳比、高十六烷值、低密度、幾乎不含硫以及極低的芳烴含量，這些性質(zhì)使得Sasol SPDTM柴油與由原油中得到的柴油相比具有非常好的排放性能方面的優(yōu)勢。與CARB柴油和瑞典EC1柴油相比，Sasol SPDTM柴油具有最低的已控制和尚未控制的廢氣排放。
LTFT工藝是一個眾所周知的工藝過程，在該工藝中，合成氣，即包括一氧化碳和氫氣在內(nèi)的氣體混合物，在含鐵、鈷、鎳或釕的催化劑的作用下進行反應，以生成從甲烷至分子量在1400以上的蠟的直鏈烴和支鏈烴以及更少量含氧化合物的混合物。LTFT工藝的原料可以由煤、天然氣、生物質(zhì)或重油中得到。但是，術(shù)語氣轉(zhuǎn)液合成(GTL)工藝是指基于天然氣，即甲烷，以得到合成氣的方案，當合成條件和產(chǎn)品升級過程確定后，合成產(chǎn)品的質(zhì)量基本上是相同的。作為參考，Sasol SPDTM工藝是一個眾所周知的LTFT工藝，也是最重要的GTL轉(zhuǎn)化技術(shù)之一。
一些采用LTFT工藝生產(chǎn)重質(zhì)烴的反應器為淤漿床反應器或管式固定床反應器，而一般情況下操作條件在160-280℃的范圍內(nèi)，在一些情況下在210-260℃的范圍內(nèi)，壓力為18-50巴，在一些情況下在20-30巴之間。在合成氣中氫氣與一氧化碳的摩爾比可以在1.0-3.0之間，通常在1.5-2.4之間。
LTFT工藝的催化劑可包含活性金屬，例如，鐵、鈷、鎳或釕。而每一種催化劑都具有其獨特的產(chǎn)品分布，在所有情況下，產(chǎn)品中都包括一些蠟狀的、烷烴含量高的物質(zhì)，這些物質(zhì)需再進行改質(zhì)，以得到可用的產(chǎn)品。費-托(FT)產(chǎn)品通常加氫轉(zhuǎn)化為一定餾分的最終產(chǎn)品，例如，中間餾分油、石腦油、溶劑、潤滑油基礎(chǔ)油等。這種加氫轉(zhuǎn)化過程可被稱為FT產(chǎn)品升級過程，它通常由一系列的工藝過程組成，例如，加氫裂化、加氫處理以及蒸餾。
完整的工藝包括利用已有的改質(zhì)技術(shù)將天然氣轉(zhuǎn)化為合成氣(H2和CO)的氣體轉(zhuǎn)化?？蛇x擇地，合成氣也可以通過煤的汽化或適合的含碳氫化合物的原料，如，原油中得到的重質(zhì)燃料油的汽化而得到。從該操作單元得到的其它產(chǎn)品包括一由輕烴組成的氣體物流、少量未轉(zhuǎn)化的合成氣以及一水物流。隨后，在第三個步驟中蠟狀的烴物流改質(zhì)為中間餾分燃料，例如，柴油、煤油以及石腦油。重質(zhì)餾分經(jīng)過加氫裂化，烯烴和含氧化合物經(jīng)過加氫，以得到高烷烴含量的最終產(chǎn)物。
與LTFT工藝相同，高溫費-托(HTFT)工藝也是利用FT反應，只是在較高的溫度下進行。用于HTFT工藝的典型的催化劑以及以下所述的催化劑均為鐵基催化劑。
已知的利用HTFT工藝生產(chǎn)重質(zhì)烴的反應器為循環(huán)床系統(tǒng)或固定流化床系統(tǒng)，在文獻中常稱為合成醇法(Synthol processes)。這些系統(tǒng)在溫度為290-360℃的范圍內(nèi)操作，通常為310-340℃，壓力為18-50巴，在一些情況下，壓力為20-30巴。在合成氣中，氫氣和一氧化碳的摩爾比基本上為1.0-3.0，一般為1.5-2.4。
與LTFT工藝相比，由HTFT工藝所得到的產(chǎn)品相對稍輕，另一個區(qū)別是，含有更高比例的不飽和烴。
完成LTFT工藝需通過不同的步驟，其中包括天然氣的轉(zhuǎn)化，或者煤的汽化或適合的含碳氫化合物的原料，如由原油中得到的重質(zhì)燃料油的汽化，以生成合成氣(H2和CO)。隨后，合成氣在一反應器系統(tǒng)中，如，薩索爾Synthol反應器或改進的薩索爾Synthol反應器，進行HTFT轉(zhuǎn)化。該合成過程所得到的產(chǎn)品之一是一含烯烴的餾分，也就是Synthol輕質(zhì)油(SLO)。這種SLO可分餾為石腦油和餾分油。所述SLO餾分油再經(jīng)加氫處理和蒸餾后生成餾程在柴油餾分內(nèi)的至少兩個餾分一輕質(zhì)產(chǎn)品和一重質(zhì)產(chǎn)品。前者就是公知的加氫處理餾分柴油(DHT)，后者是餾分選擇性裂化(DSC)重柴油。
由HTFT工藝得到的DHT柴油的硫含量也是極低的，其十六烷值大于50，其密度符合對于特殊的低硫、低芳烴級別柴油燃料的現(xiàn)行歐洲國家規(guī)范。該規(guī)范要求單環(huán)芳烴的含量為±25體積％。
對于這兩種FT工藝，即LTFT和HTFT的描述可參見Appl IndCatalysis第二卷第五章第167-213頁(1983)。
只要燃料油的組成改變，就需要關(guān)注燃油系統(tǒng)中材質(zhì)的適用性。將浸在高芳烴含量燃料油中的一彈性體置于低芳烴含量且經(jīng)深度加氫的燃料油中，可使得彈性體已吸收的芳烴瀝濾出來，導致彈性體的收縮。如果彈性體仍是柔韌的，這種收縮將不會導致滲漏。但被老化的彈性體將失去彈性，因而可導致滲漏。因此，并不是低芳烴含量的柴油導致燃油系統(tǒng)滲漏，而是燃料由高芳烴含量至低芳烴含量的組成變化導致了燃油系統(tǒng)滲漏。未經(jīng)預處理的丁腈橡膠和Viton氟化橡膠在由LTFT工藝得到的柴油和美國No.2-D柴油中的老化證實了上述觀點。

發(fā)明內(nèi)容
因此，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于壓燃式發(fā)動機的烴組合物，該組合物包括由LTFT工藝得到的烴和由HTFT工藝得到的烴的混合。所述的由LTFT工藝得到的烴與由HTFT工藝得到的烴以1∶20至20∶1的體積比混合。
所述LTFT∶HTFT的比率可以是1∶8至8∶1。
所述LTFT∶HTFT的比率可以是1∶4至4∶1。
所述LTFT∶HTFT的比率可以是1∶2至2∶1。
所述LTFT∶HTFT的比率可以是1∶1。
所述烴組合物中的芳烴含量可大于1質(zhì)量％，典型地是大于3質(zhì)量％。
所述芳烴含量包括大部分的危害最小的單環(huán)芳烴，所述單環(huán)芳烴主要來自于混合物中的HTFT組分。
所述烴組合物的密度可大于0.78kg/m3(在15℃時)。
所述烴組合物的凈熱值以質(zhì)量為基準可為43.0至44.0MJ/kg，或者以體積為基準可為33.5至35.0MJ/l。
氫含量可為13.5質(zhì)量％一15質(zhì)量％。
所述烴組合物的氫碳比可為1.8mol/mol至2.2mol/mol。
按照ASTM D86方法測定的所述烴組合物的初餾點大于150℃，其T95點低于360℃。
按照ASTM D86方法測定的所述烴組合物的終餾點低于390℃。
所述烴組合物的溴值低于10.0gBr/100g。
所述烴組合物的酸值低于0.006mg KOH/g。
所述烴組合物具有所形成的不溶物低于0.7mg/100ml的氧化安定性。
所述烴組合物可以穩(wěn)定存儲超過兩年，所形成的不溶物的總量低于1.35mg/100ml，其酸值低于0.02mgKOH/g。
所述烴組合物的水含量以體積為基準可低于0.005％。
對用于壓燃式發(fā)動機內(nèi)且接觸由原油中得到的柴油燃料的彈性體而言，所述烴組合物對于彈性體無不良影響。
本發(fā)明延伸至一種含有1體積％至99體積％的如上所述的烴組合物的燃料油組合物。
所述燃料油組合物可含有15體積％如上所述的烴組合物。
所述燃料油組合物可以是一種壓燃式發(fā)動機燃料油組合物。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，除了所述烴組合物外，所述燃料油組合物還可以包括選自由原油中得到的柴油燃料、由原油中得到的石腦油、潤滑劑或輕循環(huán)油(LCO)中的一種或多種組分。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供一種用于壓燃式發(fā)動機的烴組合物的制備方法，該方法包括以下步驟-通過一種或多種合成氣生產(chǎn)方法，利用固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)的含碳原料生產(chǎn)一種或多種合成氣產(chǎn)品；-任選地，混合一種或多種合成氣產(chǎn)品以得到用于合成氣反應過程的合成氣混合物；-通過選自HTFT和LTFT的一種或多種合成方法處理一種或多種合成氣或合成氣的混合物，以生產(chǎn)合成烴和水；以及-對一種或多種合成烴的至少一部分進行加氫轉(zhuǎn)化，以生產(chǎn)一種或多種餾程在150℃至390℃范圍內(nèi)的烴，所述烴經(jīng)調(diào)合后制備用作壓燃式發(fā)動機燃料的烴組合物。
所述方法可包括兩種或更多種餾程在150℃至390℃范圍內(nèi)的烴的調(diào)合步驟，以制備用于壓燃式發(fā)動機的烴組合物。
所述合成氣可通過轉(zhuǎn)化天然氣來制備。
所述合成氣可通過汽化適合的含碳氫化合物的原料來制備，例如，煤。
所述的將合成氣合成為合成烴和水的方法可以是一種HTFT方法。
所述的將合成氣合成為合成烴和水的方法可以是一種LTFT方法。
所述的合成烴可以是一種含烯烴的烴類。
所述的合成烴可以是一種適于轉(zhuǎn)化為餾分油的烴。
兩種通過所述方法制備的烴可以是DHT柴油和Sasol SPDTM柴油。
DHT柴油和Sasol SPDTM柴油可以用1∶100至100∶1的體積比調(diào)合。
DHT柴油和Sasol SPDTM柴油可以用1∶40至40∶1的體積比調(diào)合。
DHT柴油和Sasol SPDTM柴油可以用1∶20至20∶1的體積比調(diào)合。
在合成氣進行反應之前，通過天然氣轉(zhuǎn)化得到的合成氣原料與通過汽化得到的合成氣原料可按照1∶100至100∶1的體積比混合。
在合成氣進行反應之前，通過天然氣轉(zhuǎn)化得到的合成氣原料與通過汽化得到的合成氣原料可按照1∶40至40∶1的體積比混合。
在加氫轉(zhuǎn)化之前，分別由LTFT合成氣反應過程和HTFT合成氣反應過程得到的LTFT合成烴和HTFT合成烴可以按照1∶100至100∶1的體積比混合。
在加氫轉(zhuǎn)化之前，分別由LTFT合成氣反應過程和HTFT合成氣反應過程得到的LTFT合成烴和HTFT合成烴可以按照1∶40至40∶1的體積比混合。
具體實施例方式
通過調(diào)合由LTFT過程得到的烴與由HTFT過程得到的烴制備本發(fā)明所述的烴組合物。
在下述實施例中，采用以下縮寫DHT-是指主要用于對HTFT SLO中所含有的餾分進行改質(zhì)的加氫轉(zhuǎn)化過程。
DHT柴油-是指由HTFT過程得到的且已經(jīng)過加氫處理的烴。
GTL-是基于天然氣的LTFT過程，任選地，該過程也可利用可選擇的含碳氫化合物的原料制備合成氣。
薩索爾淤漿蒸餾(Sasol SPDTM)柴油或GTL柴油-是指由LTFT過程得到的且已經(jīng)過充分地加氫處理的烴。
為了進行研究，采用兩種基礎(chǔ)的燃料油制備五種烴組合物。這兩種基礎(chǔ)燃料油包括Sasol SPDTM柴油和DHT柴油。
實驗的調(diào)合油包括分別為15體積％、30體積％、50體積％、70體積％和85體積％的Sasol SPDTM柴油與DHT柴油調(diào)合所得到的混合物。純的Sasol SPDTM柴油和DHT柴油以及它們的調(diào)合油的性質(zhì)概括于表1、2、3和4中。本發(fā)明所述費-托烴組合物以及與由原油中得到的柴油(US 2-D柴油)的調(diào)合物的燃料性質(zhì)的實施例列于表5中。
表1Sasol SPDTM-DHT烴組合物的性質(zhì)


表2DHT-Sasol SPDTM烴組合物的熱值

表3通過高頻往復運動裝置(HFRR)和磨損負載球圓柱體潤滑性能評價儀(SL BOCLE)評價Sasol SPDTM-DHT烴組合物的潤滑性能

另一個需要考慮的性質(zhì)是烴組合物的熱值。有兩個熱值通常會被提到，總熱值(或高熱值)和凈熱值(或低熱值)，它們依據(jù)燃燒產(chǎn)物中水的含量是以液相考慮還是以氣相考慮而不同。Sasol SPDTM柴油-DHT柴油調(diào)和物的總熱值(Qgross)按照美國材料試驗學會(ASTM)D240試驗方法測定。單位質(zhì)量的凈熱值(Qnett)按照下式計算Qnett25℃＝Qgross25℃-0.2122xH(質(zhì)量％)其中，這兩個值的差值是水的冷凝潛熱和組合物氫含量的函數(shù)。有關(guān)測試結(jié)果參見表2。
當采用深度加氫處理低硫柴油時就會涉及到潤滑性能問題。評價潤滑性能有兩個通用的方法，即，磨損負載下球圓柱體潤滑性能評價法(SL BOCLE)和HFRR法。不同烴組合物的潤滑性能評價試驗結(jié)果見表3，所述試驗是按照ASTM D6078和ASTM D6079的方法進行的。
最后，按照ASTM D4625試驗方法對純的Sasol SPDTM柴油和DHT柴油以及包括它們的調(diào)合物在內(nèi)的烴組合物進行了長期儲存安定性試驗。在43℃下經(jīng)過24周，測定油品的酸值和所形成的不溶物總量，測定結(jié)果分別為小于0.02mgKOH/g和1.35mg/100ml。
還對所述燃料和所提出的調(diào)合物的溴值(IP 129程序)、酸值(ASTM D694試驗方法)、氧化安定性(ASTM D2274)和水含量(ASTMD1744試驗方法)進行了測試，結(jié)果見表1。在所有的Sasol SPDTM柴油和DHT柴油的調(diào)合物的測試結(jié)果中，明顯具有以下品質(zhì)特性1-溴值低于10.0gBr/100g。這是產(chǎn)品中殘留烯烴的指標。含烯烴的化合物易于形成膠質(zhì)，且不夠穩(wěn)定。
2-酸值低于0.004mgKOH/g。酸值主要是產(chǎn)品中殘留的有機酸和醇的指標，并且顯示燃料腐蝕性傾向。
3-氧化安定性低于0.6mg/100ml。氧化安定性是通過計算在氧氣的存在下所形成的不溶物的數(shù)量來進行測試的。氧化安定性是當燃料處于標準儲存條件下且暴露于大氣的氧氣環(huán)境中的性能指標，也顯示了燃料的抗降級性能。
4-水含量低于0.004體積％。水含量是最終經(jīng)分餾所得到產(chǎn)品品質(zhì)的指標。所夾帶的水可形成穩(wěn)定的乳化液和懸浮物質(zhì)，這些物質(zhì)會像云霧一樣覆蓋塞閥過濾器。
通過熒光指示劑吸收法(FIA)和高效液相色譜法(HPLC)測定純的Sasol SPDTM柴油和DHT柴油的特性和量化組成(見表4)。
表4Sasol SPDTM柴油and DHT柴油的族組成

柴油的性質(zhì)包括十六烷值、芳烴含量、密度、熱值、蒸餾曲線、硫含量、粘度和低溫流動特性，這些性質(zhì)對于確保良好的發(fā)動機性能是非常重要的，它們也影響著尾氣排放。烴組合物的這些性質(zhì)將在下面進行討論。
密度-柴油密度的規(guī)范趨于更加嚴格。這是由于以下矛盾的需求所導致的為了減少顆粒物的排放，需要較低密度的燃料；同時，為了確保足夠的熱含量，需要保持一最低的密度。這種矛盾的需求與燃料的經(jīng)濟性有關(guān)。提高DHT柴油相對于Sasol SPDTM柴油的比率可提高烴組合物的密度，甚至超出0.800kg/l的最低要求，但并未超過規(guī)定的上限0.845kg/l(15℃)(見

圖1)。
圖1顯示了燃料的密度與不同的Sasol SPDTM柴油和DHT柴油調(diào)合油之間的一種線性關(guān)系。
熱值-與由原油中得到的經(jīng)深度加氫處理的柴油相比，費-托合成燃料具有高得多的重量熱值和低得多的體積凈熱值。與相同碳數(shù)的環(huán)烷烴和鏈烷烴相比，芳烴化合物具有高得多的密度和體積熱值。隨著DHT柴油含量的增加，烴組合物的體積凈熱值增加。含有相同數(shù)量的Sasol SPDTM柴油和DHT柴油的烴組合物的體積凈熱值為34.5MJ/l(見圖2)。
圖2顯示了本發(fā)明所述烴組合物的重量和體積凈熱值。
粘度-燃料粘度過低會使得噴射出的霧狀燃料不能穿過足夠遠的距離進入到汽缸中，從而導致空轉(zhuǎn)和熱啟動問題；反之，高粘度會降低燃料的流動速率。上述的所有烴組合物的粘度都在EN5901999柴油規(guī)范所要求的粘度范圍內(nèi)。
蒸餾曲線-與Sasol SPDTM柴油相比，DHT柴油具有高得多的初餾點(IBP)，參見圖3中的DHT柴油蒸餾曲線，因而，DHT柴油的閃點也比Sasol SPDTM柴油要高。本發(fā)明所述烴組合物都符合EN5901999T95點柴油規(guī)范的要求。與具有較低的終餾點的燃料相比，具有較高終餾點的燃料的低溫流動性能一般較差，因此，對于在極圈地區(qū)使用的柴油有低的最高T95點的限制。另一方面，Sasol SPDTM柴油具有良好的低溫流動性能和較高的十六烷值，因為Sasol SPDTM柴油中主要含有單甲基支鏈的鏈烷烴，而雙甲基支鏈的鏈烷烴含量較少(thepredominately mono-and to a lesser extent di-methyl branchingof the paraffins)。Sasol SPDTM柴油可改進DHT柴油的低溫流動性能，使其較高的T95點滿足歐洲夏季級別的CFPP值-5℃和-10℃的要求。
圖3是Sasol SPDTM柴油和DHT柴油的蒸餾曲線。
十六烷值-Sasol SPDTM柴油的十六烷值為72，可線性地提高十六烷值為57的DHT柴油的十六烷值(見圖4)。具有較高十六烷值的燃料點火迅速，因所用的燃料量比較少，所以表現(xiàn)出更少的無控制燃燒。無控制燃燒的減少意味著受控制燃燒的增加，這樣可使空氣/燃料混合得更好，燃燒更加充分，同時減少NOX的排放，并表現(xiàn)出更好的低溫啟動性能。點火滯后時間較短意味著較低的壓力升高速率、較低的溫度上升和較少的機械應力。本發(fā)明所述烴組合物的十六烷值遠高于所有規(guī)范的要求。
圖4是本發(fā)明所述烴組合物的十六烷值的線性關(guān)系。
本發(fā)明所述烴組合物的其它優(yōu)異的性能包括超低的硫含量(小于5ppm)、無不飽和烴或多環(huán)芳烴、低溴值。依據(jù)測試所得到的極低的酸值和水含量，本發(fā)明所述烴組合物引起腐蝕的可能性是極低的。
表5Sasol SPDTM-DHT烴組合物與US 2-D柴油調(diào)合油的選定性質(zhì)

彈性體的適用性-采用一種含有50體積％DHT柴油和50體積％Sasol SPDTM柴油(FT調(diào)合油)的烴組合物研究Sasol SPDTM柴油中單環(huán)芳烴對于密封件的物理性質(zhì)的影響。以未經(jīng)處理的彈性體的物理性質(zhì)作為比較基準。將置于所述烴組合物中的經(jīng)預處理的標準丁腈橡膠在質(zhì)量、厚度、抗拉強度和硬度方面的總變化與置于基準燃料中的丁腈橡膠進行比較。所述丁腈橡膠，即丙烯腈丁二烯共聚物，在高芳烴含量的US NO.2-D柴油中預處理166個小時，所述預處理過程分別按照以下ASTM試驗方法進行關(guān)于橡膠性能-液體的影響(ASTM D471)、硫化橡膠與熱塑性彈性體-拉伸性能(ASTM D412)以及計示硬度(ASTMD2240)。五個新的啞鈴狀丁腈橡膠試樣經(jīng)預處理以及其后置于USNO.2-D柴油中、費-托柴油中以及它們的調(diào)合油中所測得的平均質(zhì)量變化、厚度變化、抗拉強度變化和硬度變化列于表6。
表6新的丁腈橡膠在US NO.2-D柴油中預處理以及進一步置于烴組合物中的樣品的物理性質(zhì)變化的百分數(shù)

質(zhì)量和尺寸的變化-在Sasol SPDTM柴油中丁腈橡膠的老化使得膨脹的預處理啞鈴狀試樣收縮且重量減輕(見圖5)。采用DHT柴油和Sasol SPDTM柴油的調(diào)合油時這種影響減弱，使得丁腈橡膠恢復其原有的厚度，且質(zhì)量與其原有質(zhì)量相差不超過1.5％。再將預處理后的丁腈橡膠置于US NO.2-D柴油中166個小時，與新的啞鈴狀試樣相比，質(zhì)量總共增加了10％。按照關(guān)于彈性體II的化學穩(wěn)定性指南，如果從30天至1年，在尺寸方面的損失小于15％，這種腐蝕仍然可認為是優(yōu)異的且具有較輕微的表面消耗。
圖5顯示了在US NO.2-D柴油中預處理以及隨后在包含DHT/SasolSPDTM柴油和US NO.2-D柴油的烴混合物中進一步老化的新的啞鈴狀丁腈橡膠試樣在質(zhì)量和厚度方面變化的百分數(shù)。
抗拉強度-所有的柴油樣品都可以軟化新的彈性體。Sasol SPDTM柴油使預處理后的啞鈴狀丁腈橡膠試樣變硬，因而提高了它的抗拉強度(見圖6)。與US NO.2-D柴油相比，DHT柴油中的單環(huán)芳烴含量對丁腈橡膠的抗拉強度的降低程度略小一些。
圖6顯示了在US NO.2-D柴油中預處理以及隨后再在本發(fā)明所述烴組合物中和US NO.2-D柴油中進一步老化的丁腈橡膠啞鈴狀試樣的抗拉強度變化的百分數(shù)。
硬度-將丁腈橡膠置于本發(fā)明所述的烴組合物中會使得壓痕更加困難，并使預處理后的啞鈴狀試樣硬化。持續(xù)地將預處理后的啞鈴狀試樣置于US NO.2-D柴油中，可使其進一步軟化。在Sasol SPDTM柴油中，DHT柴油的存在降低其對于啞鈴狀試樣的硬化作用。
圖7顯示了在US NO.2-D柴油中預處理、隨后再在本發(fā)明所述烴組合物和US NO.2-D柴油中進一步老化的丁腈橡膠的啞鈴狀試樣在硬度方面變化的百分數(shù)。
本發(fā)明所述烴組合物具有極為穩(wěn)定的品質(zhì)，極低的硫含量和高的十六烷值。這些組合物以與現(xiàn)有的基礎(chǔ)設施和技術(shù)相兼容的形式，提供符合未來燃料要求的特性。
工藝方案所述工藝在圖8中進行說明。
采用天然氣轉(zhuǎn)化4或適合的碳氫化合物原料汽化1生產(chǎn)合成氣。第一個方法選項得到合成氣10a，后者得到10b。兩股物流可能是可互換的和/或操控為所需的初次混合物(primary compositon)。這種情況通過圖8中連接10a和10b的虛線進行說明。
合成氣或其混合物送至HTFT合成步驟2，得到合成烴和水的混合物。該混合物至少分離為兩股物流物流11是含烯烴的餾分；為了便于說明，物流17聚集所有非餾分范圍的烴，對它們可進行再處理，在該說明書中未進行說明。物流11送至加氫轉(zhuǎn)化單元3，以得到DHT柴油12以及其它副產(chǎn)品16。所述副產(chǎn)品在本發(fā)明中未具體限定，但為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知。
平行地，另一部分的合成氣或其混合物被送至LTFT合成步驟5，也得到了合成烴和水的混合物。該混合物分離為至少兩股物流。物流13包括適合在加氫轉(zhuǎn)化單元6中進行加氫轉(zhuǎn)化的合成烴，經(jīng)加氫轉(zhuǎn)化后生成Sasol SPDTM柴油餾分14和其它產(chǎn)物。為了便于說明，所述其它產(chǎn)物歸集于物流18。來自LTFT單元5的物流19包括所有不送至加氫轉(zhuǎn)化單元6的合成產(chǎn)品。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可對這部分產(chǎn)品進行再處理是顯而易見的，未超出本發(fā)明所述范圍。
物流12-DHT柴油和物流14-Sasol SPDTM柴油可進行調(diào)合，得到本發(fā)明所述的壓燃式發(fā)動機燃料，即物流15。這兩種合成燃料的調(diào)合比例(以體積為基準)可以為1∶100至100∶1，優(yōu)選1∶40至40∶1，進一步優(yōu)選1∶20至20∶1。
為了得到合成的餾分油的加氫處理可在如上所述的平行的單元內(nèi)進行，或者為了優(yōu)化該工藝過程，使其在一單獨的單元內(nèi)進行。在后一種情況下，在圖8中通過連接物流11和13的虛線進行說明。兩種合成原料的調(diào)合比例(以體積為基準)可以為1∶100至100∶1，優(yōu)選1∶40至40∶1，進一步優(yōu)選1∶20至20∶1。
值得注意的是，雖然兩個FT步驟可以各自在不同的地點進行操作，在同一地點共同運行這兩個FT步驟可獲得一些顯著的協(xié)同效應。這些效應包括更好地利用合成氣、公用設施的一體化以及本發(fā)明所述的來自于產(chǎn)品調(diào)合的好處。
權(quán)利要求
1.一種用于壓燃式(CI)發(fā)動機的烴組合物，該組合物包括一種由低溫費-托過程(LTFT)得到的烴與由高溫費-托過程(HTFT)得到的烴的調(diào)合物，所述由LTFT得到的烴與由HTFT得到的烴按照1∶20至20∶1的體積比進行調(diào)合。
2.按照權(quán)利要求1所述的烴組合物，其中，所述調(diào)合的體積比LTFT∶HTFT為1∶8至8∶1。
3.按照權(quán)利要求2所述的烴組合物，其中，所述調(diào)合的體積比LTFT∶HTFT為1∶4至4∶1。
4.按照權(quán)利要求3所述的烴組合物，其中，所述調(diào)合的體積比LTFT∶HTFT為1∶2至2∶1。
5.按照權(quán)利要求4所述的烴組合物，其中，所述調(diào)合的體積比LTFT∶HTFT為1∶1。
6.按照前述權(quán)利要求中的任意一項所述的烴組合物，其中，所述烴組合物的芳烴含量大于1質(zhì)量％。
7.按照前述權(quán)利要求中的任意一項所述的烴組合物，其中，所述烴組合物的凈熱值為43.0MJ/kg至44.0MJ/kg，以質(zhì)量為基準。
8.按照前述權(quán)利要求中的任意一項所述的烴組合物，其中，所述烴組合物的氫含量為13.5質(zhì)量％至15質(zhì)量％。
9.按照前述權(quán)利要求中的任意一項所述的烴組合物，其中，所述烴組合物的氫碳比為1.8mol/mol至2.2mol/mol。
10.按照前述權(quán)利要求中的任意一項所述的烴組合物，其中，按照ASTM D86方法測得的所述烴組合物的初餾點大于150℃，其T95點低于360℃。
11.按照前述權(quán)利要求中的任意一項所述的烴組合物，其中，按照ASTM D86方法測得的所述烴組合物的終餾點低于390℃。
12.按照前述權(quán)利要求中的任意一項所述的烴組合物，其中，所述烴組合物的溴值小于10.0gBr/100g。
13.按照前述權(quán)利要求中的任意一項所述的烴組合物，其中，所述烴組合物的酸值小于0.006mgKOH/g。
14.按照前述權(quán)利要求中的任意一項所述的烴組合物，其中，所述烴組合物具有所形成的總不溶物低于0.7mg/100ml的氧化安定性。
15.一種燃料組合物，包括1體積％至99體積％的按照前述權(quán)利要求中的任意一項所述的烴組合物。
16.按照權(quán)利要求15所述的燃料組合物，所述燃料組合物是一種用于壓燃式發(fā)動機的燃料組合物。
17.一種燃料組合物，包括按照權(quán)利要求1至14中任意一項所述的烴組合物，以及選自由原油中得到的柴油燃料、由原油中得到的石腦油、潤滑劑和輕循環(huán)油(LCO)中的一種或多種組分。
18.一種生產(chǎn)用于壓燃式發(fā)動機的烴組合物的方法，該方法包括以下步驟a.通過一種或多種合成氣生產(chǎn)方法，由固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)的含碳原料中生產(chǎn)一種或多種合成氣產(chǎn)品；b.任選地，將兩種或更多種合成氣產(chǎn)品混合為一種用于合成氣反應過程的合成氣混合物；c.通過一種或多種選自HTFT和LTFT的合成方法，處理一種或多種合成氣或合成氣混合物，以生產(chǎn)合成烴和水；以及d.對至少一部分的一種或多種合成烴進行加氫轉(zhuǎn)化，以生產(chǎn)一種或多種餾程范圍為150℃至390℃的烴，用于調(diào)合作為壓燃式發(fā)動機燃料的烴組合物。
19.按照權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述合成氣通過天然氣轉(zhuǎn)化制備。
20.按照權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述合成氣通過碳氫化合物原料的汽化制備。
21.按照權(quán)利要求18至20中任意一項所述的方法，其中，所述的將合成氣合成為合成烴和水的合成方法是一種HTFT方法。
22.按照權(quán)利要求18至20中任意一項所述的方法，其中，所述的將合成氣合成為合成烴和水的合成方法是一種LTFT方法。
23.按照權(quán)利要求18至22中任意一項所述的方法，其中，所述合成烴是一種含烯烴的烴類。
24.按照權(quán)利要求18至23中任意一項所述的方法，其中，所述合成烴是一種適合于轉(zhuǎn)化為餾分油的烴類。
25.按照權(quán)利要求18至24中任意一項所述的方法，其中，可由該方法生產(chǎn)的烴類中的兩種分別是由HTFT方法得到的且已加氫處理的烴(DHT柴油)和由LTFT方法得到的且已充分加氫轉(zhuǎn)化的烴(GTL柴油)。
26.按照權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述DHT柴油和GTL柴油按照1∶100至100∶1的體積比進行調(diào)合。
27.按照權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述DHT柴油和GTL柴油按照1∶40至40∶1的體積比進行調(diào)合。
28.按照權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述DHT柴油和GTL柴油按照1∶20至20∶1的體積比進行調(diào)合。
29.按照權(quán)利要求18至28中任意一項所述的方法，其中，在合成氣反應過程之前，經(jīng)天然氣轉(zhuǎn)化制備的合成氣與經(jīng)汽化制備的合成氣按照1∶100至100∶1的體積比進行混合，以制備所述合成氣原料。
30.按照權(quán)利要求29所述的方法，其中，在合成氣反應過程之前，經(jīng)天然氣轉(zhuǎn)化制備的合成氣與經(jīng)汽化制備的合成氣按照1∶40至40∶1的體積比進行混合，以制備所述合成氣原料。
31.按照權(quán)利要求18至30中任意一項所述的方法，其中，在加氫轉(zhuǎn)化之前，由LTFT合成氣反應過程制備的LTFT合成烴與由HTFT合成氣反應過程制備的HTFT合成烴按照1∶100至100∶1的體積比混合。
32.按照權(quán)利要求31所述的方法，其中，在加氫轉(zhuǎn)化之前，由LTFT合成氣反應過程制備的LTFT合成烴與由HTFT合成氣反應過程制備的HTFT合成烴按照1∶40至40∶1的體積比混合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于壓燃式發(fā)動機的烴組合物，該組合物包括一種由LTFT過程得到的烴與由HTFT過程得到的烴的調(diào)合物，所述由LTFT得到的烴與由HTFT得到的烴按照1∶20至20∶1的體積比進行調(diào)合。本發(fā)明還提供了一種生產(chǎn)該烴組合物的方法和一種燃料油組合物，所述燃料油組合物除了包括所述烴組合物外，還包括選自由原油中得到的柴油燃料、由原油中得到的石腦油、潤滑劑和輕循環(huán)油(LCO)中的一種或多種組分。
文檔編號C10C1/08GK1802424SQ200480014020
公開日2006年7月12日 申請日期2004年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月19日
發(fā)明者路易斯·巴勃羅·菲德爾·丹庫阿特·科勒, 薩比特·布利, 德拉尼·蘭普雷克特 申請人:Sasol技術(shù)股份有限公司