可再生的喷气燃料组合物的制作方法

本发明涉及喷气燃料特别是由可再生原料产生的喷气燃料的领域。

背景技术：

0、发明背景

1、喷气燃料类型的常规燃料由原油生产，并且包含通常具有6至18个碳原子的烃的复杂混合物。这些烃包括线性和支化烷烃、环烷烃和芳族烃。由于石油来源的原料和生产方法，喷气燃料类型的常规燃料(也称为航空煤油)通常包含最高达25质量％的芳族烃，更通常10质量％至25质量％的芳族烃。相当一部分(通常至少约5％)的芳族烃是多环的(即它们包含两个或更多个芳族环)，并且通常是萘型的。这样的化合物对健康有害(例如致癌)并且具有差的燃烧特性。

2、环境、经济和能源的限制鼓励了能量资源的多样化和新燃料的开发，特别是在航空领域。

3、源自生物物质的可再生燃料是常规化石燃料的替代品。如根据d7566-21标准所规定，常规喷气燃料可以与来自可再生原料的石蜡基质混合，从而允许生产替代的航空燃料。可以掺入化石喷气燃料中的用于来自可再生原料的航空燃料的基质是：

4、·由诸如费托(fischer-tropsch)法、酯和脂肪酸的加氢处理[hefa-spk]的方法产生或通过醇制航空煤油法(alcohol-to-jetmethod)(将醇转化为煤油)[atj-sbk]生产的合成石蜡煤油[synthetic paraffinic kerosene，spk]。

5、·通过由发酵糖的加氢处理生产的合成异链烷烃[sip-hfs]。

6、·通过非石油来源的轻质芳族化合物的烷基化获得的合成芳族煤油[spk/a]。

7、·由脂肪酸酯和脂肪酸的水热转化获得的合成煤油。

8、·由酯烃和经加氢处理的脂肪酸获得的合成石蜡煤油[spk]。

9、目前，这些可再生航空燃料基质由于其组成与化石喷气燃料非常不同而在很大程度上不能单独使用，这特别地造成与燃料所接触的元件的材料的相容性问题。在这一点上，在大多数可用的可再生航空燃料基质中不存在芳族化合物可能导致与材料特别是某些密封件的相容性问题。

10、事实上，根据astm-d1655-21规范，喷气燃料中的最小芳族化合物含量被固定为8体积％。此外，根据喷气燃料a1的astmd1655-21a规范，喷气燃料中的芳族化合物含量被限制为最大25体积％。过高的芳族化合物含量和多芳族型芳族化合物的掺入可能导致燃烧特性不合格。

11、现有技术

12、专利us10,731,085描述了用于柴油或航空煤油应用的包含石蜡和芳族化合物的可再生燃料的生产。该组合物通过将生物原料加氢处理然后分级而获得。该组合物包含10质量％至40质量％的c8-c30环烷烃。该组合物可以与来自化石原料的喷气燃料混合使用。

13、专利us2009/0253947描述了一种由富链烷烃的组分和富含环状化合物的组分生产燃料混合物的方法，特别是综合生产方法，各组分均由可再生原料产生。

14、专利ep3292187描述了用于包含石油来源的煤油和生物煤油的混合物中的芳族化合物。

15、专利fr3041360描述了煤油和一种或更多种芳族化合物的混合物，所述煤油可以为合成石蜡煤油(spk-hefa或spk-ft)或合成异链烷烃(synthetic isoparaffin，sip)，所述芳族化合物可以是单独的或者是混合物。所描述的芳族化合物为经取代的苯和/或四氢化萘(c10h12)和/或十氢化萘(c10h16)。相对于组合物的总体积，经n个甲基取代的苯的比例为2体积％至15体积％，n为1至6的整数。

16、文献us2009/0000185描述了包含以下的煤油：主要包含异链烷烃和正链烷烃的非石油来源的第一组分和主要包含选自环烷烃和芳族化合物的烃的第二组分。

17、这些组合物都不可能使最终的喷气燃料组合物中芳族化合物的比例和类型优化以改善燃烧品质，特别是烟点，同时确保与现有体系的良好相容性。

18、因此，确实需要完全来自可再生原料的新燃料，特别是喷气燃料，其中通过在主要含有石蜡族基质的混合物中掺入芳族基质，优化了芳族化合物主要是单芳族化合物的比例。

技术实现思路

1、本发明旨在提供其中芳族化合物的比例和所述芳族化合物的性质得到优化的组合物。事实上，优化的芳族化合物比例使得可以调节共混，特别是像化石燃料的情况那样，在不引入过量芳族化合物的情况下实现芳族化合物规格。此外，优化使得可以控制芳族烃的性质并且主要掺入单芳族烃，从而使得可以改善燃烧特性。

2、出于该目的，本发明涉及来自可再生原料的喷气燃料组合物，其包含：

3、a)65质量％至95质量％、优选70质量％至95质量％的至少一种石蜡族基质，所述至少一种石蜡族基质来自酯和脂肪酸的加氢处理或来自费托法并且包含至少90质量％的石蜡，

4、b)5质量％至35质量％、优选5质量％至30质量％的至少一种c6-c16或c8-c16芳族基质，其特征在于所述芳族基质对应于通过用于将至少一种c2生物醇转化为燃料的方法生产的生物燃料的c6-c16或c8-c16级分，并且其特征在于所述芳族基质包含至少60质量％的芳族化合物，所述芳族化合物包含至少50质量％的经至少n个c2-c5烷基取代的苯，n为1至3的整数，

5、其中所述喷气燃料组合物包含小于9.5质量％的c6-c16环烷烃。

6、有利地，芳族基质可以对应于c4+生物燃料特别是c4-c20或c6-c20生物燃料的c6-c16或c8-c16级分，所述生物燃料通过用于将至少一种c2生物醇转化为燃料的方法生产。

7、在一个实施方案中，至少一种芳族基质b)可以为c8-c16芳族基质，并且所述芳族基质对应于通过用于将至少一种c2生物醇转化为燃料的方法生产的c6-c20生物燃料的c8-c16级分。

8、应注意，65质量％至95质量％和相应地70质量％至95质量％的石蜡族基质的比例对应于约68体积％至96体积％和相应地约73体积％至96体积％的比例。5质量％至35质量％和相应地5质量％至30质量％的芳族基质的比例对应于约4体积％至32体积％和相应地约4体积％至27体积％的比例。

9、有利地，喷气燃料组合物包含70质量％至80质量％、优选80质量％至85质量％、优选85质量％至92质量％、甚至更优选92质量％至95质量％的至少一种石蜡族基质a)。

10、有利地，喷气燃料组合物包含20质量％至30质量％、优选15质量％至20质量％、优选8质量％至15质量％、甚至更优选5质量％至8质量％的至少一种芳族基质b)。

11、有利地，根据b)的至少一种芳族基质包含至少70质量％的芳族化合物，优选至少80质量％的芳族化合物，优选至少90质量％的芳族化合物。特别地，这些芳族化合物主要(即大于50质量％的程度)为单芳族化合物。

12、有利地，至少一种石蜡基质a)由选自以下的一种或更多种油生产：植物油、动物脂肪、优选不可食用的高饱和油、废油、含有游离脂肪酸的油或植物油或动物油的精炼副产物、妥尔油以及由细菌、酵母、藻类、原核生物或真核生物产生的油。

13、本发明还涉及用于生产来自可再生原料的喷气燃料组合物的方法，所述方法包括至少以下步骤：

14、a)由酯和脂肪酸的加氢处理或费托法生产至少一种石蜡族基质，所述至少一种石蜡族基质包含至少90质量％的石蜡

15、b)生产至少一种c6-c16或c8-c16芳族基质，其包括至少以下步骤：

16、i)通过用于将单独的生物乙醇或生物乙醇与其他c1-c6生物醇的混合物转化为燃料的方法生产生物燃料，

17、ii)通过将步骤i)中获得的所述生物燃料分级来回收所述c6-c16或c8-c16芳族基质。

18、所述c6-c16或c8-c16芳族基质包含至少60％的芳族化合物，所述芳族化合物包含至少50质量％的经至少n个c2-c5烷基取代的苯，n为1至3的整数，

19、c)65质量％至95质量％、优选70质量％至95质量％的在步骤a)中生产的至少一种石蜡族基质与5质量％至35质量％、优选5质量％至30质量％的在步骤b)中生产的至少一种芳族基质的混合，从而获得含有小于9.5质量％的c6-c16环烷烃的喷气燃料组合物。

20、在一个实施方案中，步骤b)的i)是通过用于将单独的生物乙醇或生物乙醇与其他c1-c6生物醇的混合物转化为燃料的方法生产c4+生物燃料，特别是c4-c20或c6-c20生物燃料的步骤。

21、有利地，来自步骤a)的至少一种石蜡族基质由选自以下的一种或更多种油生产：植物油、动物脂肪、优选不可食用的高饱和油、废油、含有游离脂肪酸的油或植物油或动物油的精炼副产物、妥尔油以及由细菌、酵母、藻类、原核生物或真核生物产生的油。

22、有利地，步骤c)包括将70质量％至80质量％的在步骤a)中生产的至少一种石蜡族基质与20质量％至30质量％的在步骤b)中生产的至少一种芳族基质混合。

23、或者，步骤c)包括将80质量％至85质量％的在步骤a)中生产的至少一种石蜡族基质与20质量％至15质量％的在步骤b)中生产的至少一种芳族基质混合。

24、或者，步骤c)包括将85质量％至92质量％的在步骤a)中生产的至少一种石蜡族基质与15质量％至8质量％的在步骤b)中生产的至少一种芳族基质混合。

25、或者，步骤c)包括将92质量％至95质量％的在步骤a)中生产的至少一种石蜡族基质与5质量％至8质量％的在步骤b)中生产的至少一种芳族基质混合。

26、步骤a)、b)和c)可以以不同的方法实施。