具有改善的氧化稳定性和润滑性的生物燃料共混物的制作方法

背景技术：

1、由于世界范围的经济增长和发展，对能源的需求正在增加。这种对能源需求的增加已经导致温室气体量和总体碳足迹的增加。此外，随着对液体运输燃料的需求的增加、可容易地获取和回收的原油的储量的减少以及对此类燃料的碳足迹的限制越来越多，可能需要开发以有效方式从可再生资源生产液体运输燃料的途径。由生物质生产的此类液体运输燃料有时也被称为生物燃料。生物质提供可再生碳源。合适的生物质的示例包括植物油、从藻类和动物脂获得的油、解构材料如热解的可再循环材料和木材等。因此，当使用衍生自可再生资源的燃料时，可能实现比石油衍生的燃料更可持续的co2排放。对于替代所有或至少一部分碳基化石燃料的生物燃料，生物燃料应符合碳基化石燃料所需的性能和排放规格。

2、一种从可再生资源生产液体运输燃料的技术是加氢处理。然而，某些基于加氢处理的技术生产的烃液体产品不符合柴油和汽油范围产品所需的规格。例如，由基于加氢处理的技术生产的烃液体产品可能具有各种类别或烃化合物(例如芳烃、链烷烃和环烷烃)的不期望分布。因此，由基于加氢处理的技术产生的烃液体产品可能分别具有汽油和柴油的辛烷值和十六烷值，这不符合它们将被使用的位置所要求的规格。

3、此外，烃液体产品的某些特性可能使烃液体产品不适合用作运输燃料。例如，基于生物质的来源，所得烃液体产物(例如，生物燃料)可能易于氧化降解，这使烃液体产物的质量随时间劣化。因此，这些产品可能不适合使用和长期储存。燃料(诸如生物燃料)经历氧化稳定性测试以确定这些燃料是否适用于市场并用作运输燃料。欧洲标准en 12205是用于欧洲市场汽车柴油标准(en 590)中的参考稳定性测试，其用于确定柴油燃料对氧化的稳定性。该测试测量当纯氧流在95℃处鼓泡通过样品16小时时形成的不溶性物质的量。与氧气的反应引发一些分解过程，从而导致大部分不溶于柴油样品中的高分子量物质的形成。这些不溶性材料的量越高，燃料对氧化越不稳定。在根据en 12205标准测试氧化稳定性期间，测试某些生物燃料(例如，具有支链链烷烃和/或芳烃的那些)的条件可能导致不符合该标准所提出的规格的氧化稳定性性能。因此，这些不合格的生物燃料可能不适合于市场和用作运输燃料。另外，在某些情况下，烃液体产物(例如，加氢处理的酯脂肪酸(hefa)和重瓦斯油)可能不符合用作合适的运输燃料所需的规格或具有不期望的特性(例如，氧化稳定性、润滑性、十六烷值/指数)。因此，烃液体产物可用作化石燃料中的共混组分、改质或与性能增强添加剂混合以便用作燃料本身。

4、因此，为了满足对衍生自可再生资源的燃料和/或燃料组分的日益增长的需求并减轻降解，用于生产生物燃料的基于加氢处理的方法可受益于节能且经济上合适的加工选择，这些加工选择提供具有所需的产品质量属性(例如，在柴油沸程馏分的情况下的冷流特性、氧化稳定性、润滑性和十六烷值，或在汽油沸程馏分的情况下的辛烷值)的生物燃料，而不必进行昂贵的改质过程和掺入特性增强添加剂。此类加工选择可根据需要进行调整，以满足对可再生燃料不断变化的最终产品需求，从而使总体价值和加工经济性最大化。

技术实现思路

1、在一个实施方案中，生物燃料包含具有由包含木质纤维素的固体生物质的加氢热解和加氢转化生成的瓦斯油和由加氢处理具有脂肪和油的可再生资源生成的异构化的加氢处理的酯和脂肪酸(hefa)的混合物。该瓦斯油具有小于46的十六烷指数和至少10重量百万分率(ppmw)的杂原子，并且该生物燃料的十六烷指数大于46。

2、在另一个实施方案中，用于生产生物燃料的方法包括将固体原料和氢气进料至第一级加氢热解反应器。第一级加氢热解反应器包含一种或多种脱氧催化剂，并且固体原料包含含有木质纤维素的生物质。该方法还包括将固体原料在第一级加氢热解反应器中加氢热解以生成具有部分脱氧的加氢热解产物、h2o、h2、co2、co、c1-c3气体、炭和催化剂细粒的产物流，将产物流的至少一部分进料至具有一种或多种加氢转化催化剂的第二级加氢转化反应器，将产物流中的部分脱氧的加氢热解产物加氢转化以生成具有基本上完全脱氧的烃产物、h2o、co、co2和c1–c3气体的气相产物，以及冷凝气相产物以生成包含基本上完全脱氧的烃产物的脱氧烃液体。基本上完全脱氧的烃产物包含具有小于46的十六烷指数和至少10重量百万分率(ppmw)的杂原子的瓦斯油。该方法还包括将瓦斯油与异构化的加氢处理的酯脂肪酸(hefa)混合以生成生物燃料，其中生物燃料的十六烷指数大于46。

3、在另一个实施方案中，用于生产生物燃料的方法包括将衍生自包含木质纤维素的生物质的加氢热解和加氢转化的瓦斯油与异构化的加氢处理的酯脂肪酸(hefa)混合。该瓦斯油具有小于46的十六烷指数、至少10重量百万分率(ppmw)的杂原子和大于145摄氏度(℃)的沸点。

4、本公开的示例性具体实施的附加特征和优点将在随后的描述中阐述，并且部分地将从该描述中显而易见，或者可通过此类示例性具体实施的实践而获知。此类具体实施的特征和优点可通过在所附权利要求中特别指出的仪器和组合来实现和获得。从下面的描述和所附权利要求中，这些和其他特征将变得更加显而易见，或者可通过实践下文阐述的此类示例性具体实施来了解。

技术特征：

1.一种生物燃料，所述生物燃料包含：

2.根据权利要求1所述的生物燃料，其中所述瓦斯油以小于所述hefa的量存在。

3.根据权利要求1所述的生物燃料，其中所述瓦斯油以约5体积％(vol％)至60体积％的量存在。

4.根据权利要求3所述的生物燃料，所述生物燃料具有小于约450微米(μm)的润滑性。

5.根据权利要求4所述的生物燃料，所述生物燃料具有小于25克/立方米(g/m3)的氧化稳定性。

6.根据权利要求1所述的生物燃料，其中所述瓦斯油具有大于145℃的初沸点。

7.根据权利要求1所述的生物燃料，其中所述至少一个杂原子是氮、硫或两者。

8.根据权利要求1所述的生物燃料，其中所述瓦斯油通过加氢处理生成，所述加氢处理包括：

9.一种用于生产生物燃料的方法，所述方法包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述异构化的hefa是通过加氢处理包含脂肪和油的可再生资源而产生的。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述瓦斯油以小于所述hefa的量存在。

12.根据权利要求9所述的方法，其中将所述瓦斯油与所述异构化的hefa混合包括将约10体积(vol)％至35体积％的所述异构化的hefa添加到所述瓦斯油中。

13.根据权利要求9所述的方法，其中润滑性小于约450微米(μm)且氧化稳定性小于约25克/立方米(g/m3)。

14.根据权利要求9所述的方法，其中所述杂原子是氮、硫或两者。

技术总结一种生物燃料，该生物燃料包含具有由含有木质纤维素的固体生物质的加氢热解和加氢转化生成的瓦斯油和由加氢处理具有脂肪和油的可再生资源生成的异构化的加氢处理的酯和脂肪酸(HEFA)的混合物。该瓦斯油具有小于46的十六烷指数和至少10重量百万分率(ppmw)的杂原子，并且该生物燃料的十六烷指数大于46。技术研发人员：N·范迪杰克,A·卡亚佐,H·K·巴拉姆,D·M·A·德约格受保护的技术使用者：国际壳牌研究有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29