[发明专利]将含氧物料转化成高辛烷值汽油的改进方法

说明书

与相关申请的交叉引用

本申请要求2008年7月25日提交的美国临时专利申请no.61/083,823的优先权益。

关于联邦资助的研究或开发的陈述

无。

技术领域

本发明涉及从含氧物料制造液体燃料的方法，特别是涉及制造具有低杜烯含量的高辛烷值汽油。

背景技术

随着石油价格的升高，汽油或其他液体燃料的可替代来源对于解决未来的运输燃料问题将是重要的。美国具有丰富的煤资源，而且许多人正考虑将生物质和其他碳源转化成可替代燃料。一般来说，这些碳基原料被转化成合成气体或合成气(氢气和一氧化碳)，其被进一步合成为烃类。一种公知的方法是由德国人在第二次世界大战期间开始实用的费-托合成方法。费-托方法具有众多限制，包括倾向于生产具有非常低辛烷值的直链烷烃。

已讨论并考虑过将合成气转化成甲醇和/或二甲醚(DME)，尽管存在优点，但基本上不存在现成的基础设施和市场，是它们本身被采纳作为运输燃料的重要障碍。创建制造现有燃料例如汽油的新方法，是最可能成功的技术。例如，DME转化成汽油是已知的，但是产生显著量的杜烯(四甲基苯)异构体。杜烯(1，2，4，5-四甲基苯)需要进一步被加工成异杜烯(1，2，3，5-四甲基苯)或取代较少的芳香族化合物，并可能降低汽油产量。此外，DME向汽油的转化倾向于产生含有过量苯的汽油，所述苯是致癌的，并且在适于销售的汽油中只允许非常少量的苯。

美国专利6,066,770、美国专利6,395,949和美国专利6,417,421讲述了利用沸石生产烃类的能力，但是它们没有讲述起始原料是含氧物料。这些专利利用低碳数烷烃和芳香族烃类例如丁烷、戊烷、己烷、苯、甲苯和二甲苯，生产具有相应低碳数的汽油。这些专利没有讲述利用含氧物料生产具有低杜烯水平的汽油的能力。

对于任何燃料、特别是运输燃料来说，新的技术或对现有技术的改进是非常合乎需要的。

发明简述

在一个实施方案中，方法描述了对沸石催化剂进行改性以生产改性沸石催化剂的方法，其中改性沸石催化剂具有被封阻的孔位点。将含氧物料流过改性沸石催化剂，其中含氧物料包含烃类、甲醇和二甲醚或其混合物。含氧物料中的烃类、甲醇和二甲醚与改性沸石催化剂反应产生环状烃类，其中产生的环状烃类具有少于10％的杜烯，并且中值碳数是C8。

在另一个实施方案中，方法描述了用原硅酸四乙酯、钼或磷的化合物对ZSM-5催化剂进行改性以生产改性ZSM-5催化剂的方法，其中改性ZSM-5催化剂具有被封阻的孔位点和表面酸位点以及受保护的酸位点，并且其中ZSM-5催化剂在改性前不被煅烧。将含氧物料流过改性沸石催化剂，其中含氧物料包含烃类、甲醇和二甲醚及其混合物。含氧物料中的烃类、甲醇和二甲醚同时与改性沸石催化剂反应产生环状烃类，其中产生的环状烃类具有少于4％的杜烯、少于0.5％的苯，并且中值碳数是C₈。该实施方案中的含氧物料来自于煤的气化、天然气重整或生物质气化。

附图说明

通过参考下面的说明书并结合附图，可以最好地理解本发明及其进一步的优点，在所述图中：

图1是显示了碳数向C₆到C₈移动的图解。

发明详述

本发明的方法是通过催化剂将含氧物料、特别是非石油基物料转化成具有低杜烯水平的高辛烷值汽油的方法。

含氧物料

含氧物料可以被描述成不仅包含显著量的碳和氢，而且还含有氧原子的物料。典型情况下，这样的物料来自于非石油基领域，例如来自于煤的气化、天然气重整或生物质气化经合成气转化成含氧物(oxygenate)。典型的含氧物包含醇类和醚类。含氧物料的碳数在C₁到C₆的范围内。当含氧物在转化成汽油之前不进行分离时，物料流也可能含有未反应的合成气(H₂和CO)、CO₂、H₂O以及同时产生的轻质烃类(＜C₃)。

催化剂