[发明专利]用于生物材料的酮化的方法

说明书

本发明涉及一种用于生产酮的方法，该方法包括以下步骤：a)提供包含具有24个C原子或更少的平均链长度的脂肪酸和/或脂肪酸衍生物的生物来源的原料，b)在K₂O/TiO₂催化剂存在下使所述原料经历催化酮化反应，c)由所述酮化反应得到包含酮的产物流，酮具有的平均烃链长度长于所述原料中的平均烃链长度，其中，直接对所述原料以及在作为应用于所述酮化反应的唯一催化剂的所述K₂O/TiO₂催化剂存在下进行步骤b)。

技术领域

本发明涉及以新的催化方法生产酮的方法及这种酮的用途。

背景技术

由于它们生产自可持续来源的有机化合物，因此来自生物质的用作燃料、重油和基础油(原油，base oil)组分和化学品的烃的生产越来越重要。

发现基础油可用于现代的发动机润滑技术。高质量的基础油可以使发动机能够在不损害燃料经济性或环境标准的情况下实现高水平的性能和动力，并且在基础油和润滑剂的生产中存在对可再生来源的需要。来自生物质的油包含游离脂肪酸和甘油三酯；然而，脂肪酸中的烃链长度对于具有希望的质量的基础油而言过短。通过结合两种脂肪酸以形成长链酮的酮化是用于形成可用作基础油组分的合适的长链烃的适当反应路线。长链酮可以容易地氢化以产生直链烃。进而可以进一步异构化烃以产生多种基础油组分。

WO2013/113976描述了用于通过在双催化剂系统存在下的反应区域中的包含游离脂肪酸和/或脂肪酸酯的原料的反应，由可再生原料同时生产燃料组分和基础油组分的方法。公开中描述的双催化剂系统配置为进行酮化反应和氢处理反应。所描述的方法的目的是生产基础油组分(C24烃链)和燃料油组分(C11-C23烃链)的混合物。

WO2007/068795描述了由生物材料生产的基础油组分，以及用于由生物材料生产基础油组分的方法两者。所描述的方法包括酮化步骤，随后是加氢脱氧步骤和异构化步骤。通过该方法，在使原料经受酮化步骤之前，水解并饱和所有生物材料，脂肪酸和甘油三酯。此外，必须在气相中进行酮化步骤。因此，该方法需要若干额外的步骤和苛刻的条件。

公开WO2013/113977描述了用于通过在氢气压力下在氢处理催化剂的存在下，使具有低于C23烃链长度的脂肪酸和/或脂肪酸酯经受酮化步骤来增加脂肪酸中的烃链的长度的方法。在该公开中使用的催化剂是典型的脱硫催化剂，即负载的NiMo催化剂。

仍需要由生物材料生产基础油组分的更实用(有效，robust)且更简单的方法。该方法可以需求仅仅少量的步骤和相对温和的条件、容易控制并产生高产量，使得经济和技术上可行。

发明内容

考虑到上述现有技术作出本发明，并且本发明的主要目的是提供简单的、成本有效的和直接的方法，用于通过天然存在的脂肪酸的酮化增加生物来源的烃的链长度，使得酮适合用作基础油组分或作为用于基础油组分的中间体材料。天然存在的脂肪酸的碳链长度在C12至C24的范围内，这例如对于柴油燃料是合适的。然而，基础油组分典型地具有C24至C48的碳链长度。

另一个目的是提供可以对甘油三酯原料或甘油三酯和游离脂肪酸的混合物，以及对脂肪酸衍生物如脂肪酸酯(包括甘油单酯、甘油二酯和甘油三酯)进行的方法。

又一个目的是提供在不需要氢化天然存在的脂肪酸的双键的情况下也可以直接在不饱和脂肪酸上进行的酮化方法。

此外，本发明的一个目的是提供在不需要气化原料的情况下可以对液体原料进行并且容易控制的酮化方法。

通过使用K2O/TiO2酮化催化剂实现了这些目的。

相应地，本发明在第一方面中提供了用于生产酮的方法，该方法包括以下步骤：

a)提供包含具有24个C原子或更少的平均链长度的脂肪酸和/或脂肪酸衍生物的生物来源的原料，