Составы синтетического топлива для реактивных и дизельных двигателей и способы их получения

Составы синтетического топлива для реактивных и дизельных двигателей и способы их получения

Реферат

 

Изобретение относится к области синтетических топлив, к синтетическим топливам для реактивных двигателей и/или синтетическим топливам для дизельных двигателей. Топливные составы включают от 5 мас.% топливных углеводородов и от 0,001 мас.% нелинейных первичных алифатических спиртов, содержащих 11 атомов углерода, причем предпочтительно указанные компоненты образуются совместно при синтезе. Описаны также топливные составы для использования в качестве реактивного или дизельного топлива, включающие от 90 мас.% до 99,9 мас.% топливных углеводородов, содержащих от 9 до 20 атомов углерода и от 0,01 мас.% до 10 мас.% нелинейных первичных алифатических оксоспиртов, причем указанные спирты получены различными процессами. Описаны также способы получения топливного состава, способы сжигания топливного состава, способ биоразрушения топливного состава, способ транспортировки топливного состава по трубопроводу. Описан состав, включающий диолы. Полученные топливные составы имеют отличные низкотемпературные характеристики и улучшенную маслянистость для реактивных, дизельных и турбинных двигателей. 10 с. и 29 з. п. ф-лы, 4 табл., 7 ил.

Настоящее изобретение относится к области синтетических топлив, в частности синтетических топлив для реактивных двигателей и/или синтетических топлив для дизельных двигателей, и способам их получения. В частности, изобретение относится к области получения топлив с низким содержанием серы или бессерным топливам, включающим добавки для компенсации удаленной серы.

В соответствии с прогнозами ожидается резкое увеличение спроса на топлива для реактивных двигателей или топлива для дизельных двигателей, которые являются чистыми и по существу не содержат серы, азота или ароматических соединений, например, чтобы обеспечить настоятельное требование производителей автомобилей на всеобщий стандарт. См. показания в Конгрессе США 5 октября 1999 James A. Spearot, заведующего лабораторией по химии и проблемам окружающей среды фирмы General Motors (Director, Chemical and Environmental Sciences Laboratory, General Motors) от имени Partnership for a New Generation of Vehicles Advanced Fuels Group. Однако это перспективное направление работ сопряжено с существенными нерешенными техническими проблемами.

Некоторые совсем недавно разработанные топливные составы являются чистыми, но существенно уступают по некоторым желательным с точки зрения топлив техническим характеристикам. Очевидно, что ухудшение последних происходит наряду с удалением серы и/или азота. В соответствии с этим возникает необходимость и соответствующая ей важная техническая проблема, требующая решения. А именно, как гарантировать реактивное или дизельное топливо повышенной чистоты, которое более эффективно компенсирует удаление серы, азота и/или ароматических соединений, особенно удаление серы.

Такие топлива, обладающие новизной, могли бы соответствовать возрастающим требованиям строгих определяющих стандартов и могли бы найти высокий спрос у потребителей за счет своей повышенной приемлемости для окружающей среды и отсутствия необходимости компромисса с точки зрения эффективности, особенно для смазки инжекторов топливных систем и топливных насосов современных двигателей.

Другой возрастающей необходимостью в области реактивных/дизельных топлив с низким содержанием серы (включая в общем бессерные типы топлив) является необходимость в общей или "гибкой", т.е. экономически взаимозаменяемой, системе топливо/добавка или "концентрат" топливной добавки. Такая общность позволила бы относительно небольшому числу специализированных предприятий, таких как заводы Фишера-Тропша, служить источником поставок "концентрата", который можно было бы смешивать на любом нефтеочистительном заводе со всеми типами реактивных/дизельных топлив, особенно топлив с низким содержанием серы, включая гидродесульфурированные и/или биодесульфурированные обычные нефтяные топлива, а также топлива, полученные способом Фишера-Тропша. Таким образом, выгода от использования такой добавки распространилась бы на все основные реактивные/дизельные топлива с ультранизким содержанием серы и позволила бы решить для всех из них проблемы, связанные с удалением серы. Такая выгода действительно могла бы быть материальной защитой всего базиса капиталовложений в обычный процесс переработки нефти. Кроме того, если бы добавка была в виде концентрата, то вышеуказанная необходимость имела бы значительно более конкретный и экономически обоснованный адрес.

К сожалению, характерной особенностью известных способов получения смазочных добавок для топлива требуемого относительно длинноцепочечного типа является слишком низкий уровень содержания полезной добавки, разбавленной углеводородами, которые с экономической точки зрения нецелесообразно транспортировать или удалять. Кроме того, существует важная ниша в области усовершенствования свойств таких добавок.

Известные способы, например, включают те, которые позволяют получить так называемые нативные спирты в топливе, полученном способом Фишера-Тропша; в настоящее время недостатком таких способов является то, что они содержат и несоответствующий тип, и несоответствующий уровень содержания разветвлений в нативном спирте. Более того, общее количество таких "нативных" спиртов недостаточно при смешивании до высокой степени разбавления для смазки современными реактивными/дизельными топливами. Кроме того, в продуктах производства таких процессов не существует независимой изменчивости числа разветвлений/тяжелый атом в спиртах по сравнению с совместно содержащимися углеводородами топлива, таким образом, нет возможности совместной оптимизации (а) смазочных свойств и (b) других важных параметров, например цетанового числа или максимальной высоты некоптящего пламени. (Число тяжелых атомов для углеводорода = сумме атомов углерода; число тяжелых атомов для спирта = сумме атомов углерода и кислорода).

Были опробованы неспиртовые подходы к добавкам для топлив с низким содержанием серы, и оказалось, что они имеют недостатки. Известный уровень техники, например, представлен WO 96/25473; WO 98/21293; WO 98/28383; WO 99/00467 и патентом США 5488191. Такие добавки имеют один или несколько существенных недостатков, например они содержат азот, ароматические кольца, имеют чрезмерно высокую молекулярную массу или являются относительно неэкономичными.

Тогда особенно желательной была бы обычная концентрированная биоразлагаемая экономичная добавка, которая обладала большей смазывающей способностью. В идеале такая добавка была бы менее полярной и имела бы значительно более низкую точку плавления, чем любая известная добавка, доступная в настоящее время в промышленном масштабе в концентрированной форме. Кроме того, такая особенно желательная добавка не имела бы таких недостатков, как чрезмерно высокая молекулярная масса, и полностью и чисто сгорала безо всяких трудностей. Составы, включающие такую добавку, позволили бы независимо регулировать структуру спиртов и структуру топливных углеводородов для полной оптимизации топливных свойств смесей, содержащих оба компонента.

В соответствии с этим целью настоящего изобретения является упомянутая концентрированная добавка, содержащие ее топлива с низким содержанием серы или бессерные и способы ее получения.

Способы получения реактивного и/или дизельного топлив значительно усовершенствованы за последние годы. Такие способы включают глубокую гидропереработку сырья, а также усовершенствованные в последние годы реакции Фишера-Тропша в суспензионном слое с превращением синтетического газа (синтез-газа) в парафин и последующим гидрокрекингом/гидроизомеризацией и перегонкой с разделением желательных потоков топлива. Продукты могут быть оптимизированы с точки зрения свойств реактивного/дизельного топлива.

Настоящее изобретение фактически модифицирует такие способы и композиции, позволяет получать топливные составы, обладающие новизной, включая желательную концентрированную добавку, и решает вышеупомянутые технические задачи.

Составы настоящего изобретения обладают многочисленными преимуществами, например, обеспечивая составителю значительно большую гибкость при получении конечных топлив или концентрированных базовых компонентов добавки, которые являются чистыми, обладают высокой биоразлагаемостью, обладают превосходными смазочными свойствами и могут транспортироваться по трубопроводу или морским путем в виде жидкостей при температуре окружающей среды или даже температурах арктической зоны (например, при -30 град. F или даже ниже).

Топлива и способы их получения согласно изобретению позволяют осуществить независимую оптимизацию свойств топливных углеводородов и спиртов для достижения общих превосходных результатов.

Особенно важным преимуществом является то, что концентрированные добавки или "концентраты" согласно изобретению отделяются значительно менее легко от разбавленных базовых компонентов и/или конечных топлив при низких температурах. Это делает их особенно желательными в ряде критических областей применения, включая использование их в топливе для реактивных двигателей. Кроме того, в предпочтительных вариантах осуществления составы по существу не содержат олефинов и карбоксилатов, заметно подавляя тенденции к образованию пероксидов и снижая коррозию/образование смолы.

Настоящее изобретение характеризуется преимуществами, которые могут быть реализованы не только производителями и потребителями топлив, но также производителями и потребителями моющих средств, например в том, что, способствуя производству ряда спиртов для топливных целей, обеспечивают существенную экономию в промышленном масштабе и обуславливают возможность использования таких спиртов в производстве моющих средств.

Термин "короткая цепь", использованный в сочетании со спиртами, относится к спиртам, имеющим содержание углерода от 1 атома углерода до 10 атомов углерода, к смесям спиртов, в которых такие спирты преобладают, или к разветвленным спиртам, в которых самая возможно более длинная линейная цепь имеет не более 9 атомов углерода, таким как 2-этилгексанол или 2-пропилгептанол. "Короткоцепочечные" спирты обычно включают спирты пластификатора, но не спирты типов, обычно известных как спирты для моющих средств.

Термин "длинноцепочечные", использованный в данном тексте в сочетании со спиртами, относится к спиртам, имеющим содержание углерода от 11 атомов углерода до 21 атома углерода, хотя в общем, когда существует распределение цепей по длинам, небольшая часть в хвостах распределения может лежать вне этого диапазона, и, когда есть разветвление, в общем может содержаться более 20 атомов углерода. Термин "длинноцепочечный" может быть соответствующим образом применен к основным спиртам (нелинейным спиртам) в данном описании.

Спирты в данной области техники могут иметь очень широкий спектр структур и включают природные и синтетические типы, линейные, разветвленные или циклические алифатические одноатомные спирты, диолы и полиолы; и ароматические или гетероциклические спирты, включая природные спирты, например сахара и/или гетероатомные функциональные алифатические спирты, такие как аминоспирты. Кроме того, существуют различные промышленные спирты, такие как спирты типа NEODOL, коммерчески доступные от фирмы Shell, спирты ряда EXXAL, коммерчески доступные от фирмы Еххоn, спирты ряда ISOFOL, коммерчески доступные от фирмы Condea, спирты Циглера (Ziegler), спирты Гюбета (Guerbet) и другие. В общем спирты могут быть насыщенными или ненасыщенными, могут быть линейными или могут иметь разветвления широкого ряда известных типов в зависимости от размера и расположения фрагментов разветвлений или, говоря другими словами, их аналитической характеристики (например, методом ЯМР), их технологических свойств или способов их получения.

Как и в случае спиртов, известны углеводороды огромного числа структур и схем замещения. Углеводороды включают сырую нефть и смазочные масла. Использованный в данном тексте термин "топливо", например, в выражениях "базовый топливной состав", "конечный топливный состав" или "топливный углеводород" является значительно более специфическим термином, чем (неопределенный) "углеводород", и относится к содержащей углеводороды жидкости, подходящей для сжигания в двигателях турбинного или нетурбинного типа, включая двигатели внутреннего сгорания или поверхностного сгорания, в частности типы двигателей внутреннего сгорания, включая реактивные и дизельные двигатели.

Свойства, определяющие или допускающие выбор углеводородов как топлива, широко документированы в технической литературе, см., например, Kirk Othmer’s Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Edition, Wiley, NY, Volume 3, 1992, pp. 788-812, и Kirk Othmer’s Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Edition, Wiley, NY, Volume 12, 1994, pp. 373-388, и некоторые из этих свойств также легко понятны для людей без технического образования.

Например, хорошо известно, что использование неподходящего углеводорода, такого как смазочное масло, в качестве топлива сопровождается, по меньшей мере, выделением дыма и обычно катастрофическими результатами для двигателя, в который подают неподходящее топливо. Сахара также являются типом многоатомного спирта с относительно низкой молекулярной массой. Они хорошо известны любителям машин для передвижения по газону как источник повреждения двигателей указанных средств передвижения при добавлении их к топливу. Из этого должно быть совершенно очевидно, что возможно огромное число вариантов свойств, начиная от очень ценных до очень вредных, различных спиртов, поскольку они относятся к топливному сектору или отсутствуют.

Некоторые спирты широко описаны в смесях с углеводородами для большого числа важных областей применения. Например, короткоцепочечные спирты, такие как метанол или этанол, смешивают с бензином для применения в автомобилях, или смешивают с другими топливами. При таком использовании короткоцепочечный спирт является неуглеводородным топливом или оксигенатом для топлива. В общем оксигенаты включают другие материалы, такие как МТВЕ или метилтетрагидрофуран, см., например, разработки Pure Energy Co.

Термин "оксигенат" не всегда используют последовательно в данной области, иногда его путают с очень низкомолекулярными материалами, такими как короткоцепочечные спирты, используемыми для улучшения сгорания топлива, и любыми другими, неспецифическими кислородсодержащими молекулами, желательными или нежелательными, некоторые из которых могут иметь совершенно иной технический эффект, например иметь смазочные или растворительные свойства, и которые, в принципе, могут содержаться в топливе.

Некоторые спирты смешивают с другими спиртами или с углеводородами или другими неспиртовыми оксигенатами в областях применения, начиная от духов и чистящих или обезжиривающих композиций до ускоренных методов регенерации масел. Указанные последние области использования и составы существенно отличаются от областей использования и составов настоящего изобретения, во-первых, тем, что углеводороды общего назначения, такие как сырая нефть, непосредственно не подходят для использования в качестве дизельного или реактивного топлива; и во-вторых, тем, что спирты выбирают для другого технического эффекта, и они уступают по эффективности при осуществлении целей настоящего изобретения.

См. также: патент США 5621155, патент США 5645613, патент США 5324335, патент США 5506272, патент США 5504118, патент США 5500449, патент США 5689031, патент США 5766274, патент США 5814109, патент США 5895506 и WO 98/34999.

Таким образом, изобретение является продолжением инноваций в данной области, и при этом все еще существуют нереализованные потребности дальнейших усовершенствований. С другой стороны, существует огромное количество спиртов, и потребовалось бы значительно большее количество экспериментов, чтобы исчерпывающе оценить их для реализации их полезного действия в топливах.

Уровень техники в области гидрокрекинга/гидроизомеризации широко описан; см., например, "Hydrocracking Science and Technology", J.Scherzer and A.J.Gruia, Marcel Dekker, NY, 1996, ISBN 0-8247-9760-4, см. особенно главы 10 и 13.

Реакции крекинга парафинов или технологические стадии, осуществляемые без добавления водорода, описаны в патенте Великобритании 843385, патенте США 2945076 и патенте США 2172228.

Суммируя вышеизложенное, различные известные способы и композиции, относящиеся к спиртам в топливах, имеют один или несколько недостатков, таких как:

- использование линейных спиртов с неподходящими низкотемпературными свойствами;

- ограниченная смешиваемость спиртов с остальным топливом;

- очевидное отсутствие возможностей получать добавки, имеющие высокое содержание желательных спиртов хорошо известной структуры, подходящих для улучшения смазывающей способности, и которые затем могут быть смешаны с различными базовыми топливными составами;

- использование так называемых "нативных" спиртов, т.е. спиртов, которые являются побочным продуктом процесса Фишера-Тропша и которые не доступны в регулированных количествах и с оптимальными структурами;

- отсутствие возможности обеспечить концентраты и транспортировать их морским путем или по трубопроводу в виде жидкости при температуре окружающей среды или арктических температурах и

- отсутствие возможности регулировать разветвленность в спирте независимо от разветвленности в углеводороде.

Вариант осуществления простого способа настоящего изобретения имеет две технологические батареи, например, А и В. Обе эти батареи представлены на каждой из фиг.1а и 1b. Входящий поток 1, различный на фиг.1а и фиг.1b. На фиг.1а входящим потоком целесообразно является парафин нефти, а на фиг.1b входящим потоком целесообразно является парафин Фишера-Тропша. Источником такого технологического потока 1 предпочтительно является современная технология Фишера-Тропша в суспензионной фазе.

На каждой из фиг.1а и 1b первая батарея А, представляет крупномасштабную батарею по производству топлива, которая включает самые большие потоки процесса с точки зрения объема. На каждой из фиг.1а и 1b парафиновый поток 1 разделяют и часть его направляют в батарею В, где он расщепляется на длинноцепочечные альфа-олефины и парафины на одной или нескольких стадиях, показанных как B(i), по существу в отсутствие добавленного водорода, в отличие от основной части потока 1, который претерпевает гидрокрекинг/гидроизомеризацию на одной или нескольких стадиях, показанных как A(i), в присутствии добавленного водорода (поток 22). Следует обратить внимание, что B(i) использует старую технологию моющих средств (которая совсем не является традиционной при таких больших длинах цепей на современных заводах по производству топлива).

Как только поток 10 из технологической установки B(i) получен, то в соответствии с настоящим изобретением его превращают в нелинейные первичные алифатические оксо-спирты, например, по реакции изомеризации, в технологической установке или секции B(iii), на фиг.2, 3 и 5, с помощью, по меньшей мере, одной стадии оксо-реакции в технологической установке или секции B(iv) на фиг.2, 3 и 5, и дополнительно смешивают эти спирты с углеводородами топлива различными путями, например, как показано в смесительной батарее С на фиг.3.

Другой предпочтительный вариант осуществления способа показан без ограничения объема притязаний на фиг.4, который отличается от других фигур тем, что отвод от батареи А к батарее В осуществляют из ректификационной колонны по перегонке продукта A(ii), т.е. на обратном конце батареи А.

На фиг.2 представлена схема расположения, на которой поток продуктов крекинга 10 перегоняют на узкие фракции, поток 11 в установке B(ii), скелетную структуру которой подвергают изомеризации (см., например, патент США 5589442, с использованием в качестве катализатора Pt-SAPO, или патент США 5849960, с использованием в качестве катализатора Pd/феррита патента США 5510306) в установке B(iii), и выходящий из нее поток 12, включающий линейные парафины и метил-разветвленные внутренние олефины средней длины, вводят в реакцию обработки в процессе, включающем одну или более оксо-стадий (установка(и) B(iv)) в условиях, при которых реакция гидроформилирования протекает предпочтительно по концевому атому углерода. B(iv) обычно также включает средства, не показанные на фигурах, для восстановления промежуточных альдегидов в спирты.

Образующийся обогащенный спиртом поток 13, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, включает смесь, обогащенную нелинейными первичными алифатическими оксо-спиртами, которая также содержит оксо-углеводороды Фишера-Тропша: спирты могут быть использованы непосредственно как добавка к реактивному и/или дизельному топливу или могут быть перегнаны с выделением, например, метил-разветвленного первичного спирта для моющих средств со средней длиной цепи 14, который может быть продан производителям моющих средств. Следует обратить внимание, что в вышеизложенном оксо-углеводороды Фишера-Тропша, присутствующие в обогащенном спиртом потоке 13, могут быть отделены перегонкой, в результате которой образуется обогащенный спиртом с отогнанным углеводородом поток 14 и обогащенный оксо-углеводородом Фишера-Тропша поток 15. Это разделение значительно облегчается за счет того, что спирт имеет приращение одного атома углерода и одного атома кислорода по сравнению с углеводородом. Следует также обратить внимание, что такие потоки, как 15 или 19, последний из которых также может включать димеры олефина и/или диолы, могут быть просто направлены обратно в главную ректификационную колонну для топлива, например, на входе в батарею А в точке (II) или батарею А в точке (I), или могут быть смешаны непосредственно с потоками дистиллята, например 4-8. Аналогично отходящие потоки продуктов крекинга 16 и 17 могут быть направлены обратно в батарею А, точка (II), на перегонку.

Фиг.3 отличается от фиг.2 тем, что она дополнительно поясняет без ограничения объема притязаний детали смесительной батареи С, в которой обогащенный нелинейным первичным алифатическим оксо-спиртом поток 13 смешивают с фракциями реактивного и/или дизельного топлива с получением компонентов смешивания. Компоненты смешивания могут быть дополнительно разбавлены углеводородами топлива из способа настоящего изобретения или из других способов с получением других композиций настоящего изобретения, как описано более подробно ниже по тексту.

На фиг.4 сырой Ф.-Т. парафин 1, объединенный с рециркуляционным потоком 10, входит в реактор гидрокрекинга/гидроизомеризации как поток 2. Поток 23 представляет собой водород. Поток 3, включающий углеводороды после гидрокрекинга/гидроизомеризации в виде широкого ряда и смеси парафинов (например, С₄-С₃₀, включая метил-разветвленные соединения), проходит в дистилляционную секцию установки A(ii). Дистилляционные фракции из этой части установки включают потоки, подходящие для реактивных 6 и дизельных 8 топлив. Фракцию из диапазона общего кипения С₁₀-С₂₀, предпочтительно свыше С₁₁, например C₁₃-C₁₆, отбирают в виде бокового потока 7 и направляют в батарею В для переработки в нелинейные первичные алифатические спирты (НЛАС), как определено далее по тексту. На первой стадии в батарее В сохраняют относительно узкую (от двух до четырех атомов углерода) основную фракцию продукта с четко выраженной точкой кипения и отсечку. Верхний и кубовый потоки 16 и 17 смешивают обратно в соответствующих точках смешения (I, II, III и IV) в батарее А. Поток основной фракции 11, обогащенный метил-разветвленными парафинами, дегидрогенизируют в B(iii) с получением большей, чем обычная, степени конверсии олефина (обычно примерно 35%), наряду с некоторым количеством диолефина (до примерно 10%). Это иллюстрирует то, что можно было бы назвать "глубокой дегидрогенизацией" для настоящих целей. Отходящий поток 18 выводит водород и любые образовавшиеся низкокипящие продукты крекинга. Поток 12, обогащенный метил-разветвленными олефинами, необязательно подвергают дополнительной переработке в гидрогенизаторе типа диолефин-в-олефин, таком как коммерческая установка типа DEFINE. Поток 12 или 13 несет продукт из дегидрогенизатора, необязательно через гидрогенизатор DEFINE, в оксо-реакторное звено или секцию установки B(iv). В последнем преимущественно двойные связи содержащихся внутренних олефинов изомеризуются с образованием концевых и участвуют в реакции гидроформилирования с образованием потока 14, включающего нелинейные первичные алифатические спирты, как определено далее по тексту, и, как основной компонент, метил-разветвленные парафины, подходящие для использования в качестве Ф.-Т. оксо-топливных углеводородов, которые проходят через весь технологический процесс. При необходимости, не показано, но включено в оксо-реактор, стадия B(iv) представляет полирующую гидрогенизацию промежуточной стадии превращения альдегида в спирт. Поток 20 представляет газ - монооксид углерода/водород. Сырой поток 14 подходит для использования в качестве концентрированной топливной добавки ("гибкий" концентрат присадки к смазочному маслу, т.е. концентрат, который является экономически взаимозаменяемым "стандартным материалом" для торговли) или (необязательно как показано на фиг.4 пунктирной линией) для обратного смешивания с реактивными/дизельными потоками батареи А с образованием гибких компонентов смешивания или конечных топлив. При желании и как показано на фиг.4, может быть использована стадия дополнительной перегонки В(v) для гарантированного получения нелинейных первичных алифатических оксо-спиртов, по существу не содержащих топливных углеводородов, поток 15, которые могут быть использованы, например, производителями моющих средств или других продуктов. Восстановленные углеводороды 21 могут быть направлены на рециркуляцию, а кубовые фракции 22 содержат нелинейные диолы, которые могут быть использованы в составе или сами по себе как топливные смазки и могут быть добавлены к соответствующим потокам смешивания или могут быть использованы для других целей, например, в моющих средствах.

Фиг.5 представляет способ, очень похожий на тот, что описан в связи с фиг.2, но с тем исключением или изменением, что имеется дополнительная секция установки или стадия B(vi), который представляет сепаратор олефин/парафин, например сепаратор, основанный на адсорбционном разделении на цеолитах, например, на установке OLEX. Эта установка может быть использована для увеличения отношения олефин/парафин в потоке, поступающем на участок B(iv) оксо-реактора. Таким образом, в частности, поток 12 на фиг.5 при поступлении на оксо-участок B(iv) имеет более высокое отношение олефин/парафин, чем поток 12 на фиг.2 при поступлении на оксо-участок B(iv).

Фиг.6 представляет способ, который имеет аспекты, аналогичные тем, что описаны в связи с фиг.2, но также некоторые важные отличия. Основным отличием является то, что изомеризацию осуществляют, как для парафина. Это требует дополнительной установки по изомеризации парафина B(i), выходящий поток 10b из которой может быть подвергнут крекингу в B(ii) с образованием высоко разветвленных альфа-олефинов в потоке 11. Они идеальны для оксо-реакции в присутствии неизомеризационноспособного оксо-катализатора, использованного в звене или секции B(iv). Тогда как на фиг.2 участок батареи А по гидрокрекингу/гидроизомеризации показан как один блок, на фиг.6 A(i) и A(ii) показывают гидроизомеризацию и гидрокрекинг выделенного парафина.

В варианте осуществления составов настоящее изобретение охватывает топливные составы для двигателей внутреннего сгорания, таких как реактивные двигатели, дизельные двигатели или вновь разработанные двигатели, включающие новые типы компактных дизельных двигателей. Топливные композиции имеют совместно оптимизированные свойства горения и характеристики смазывающей способности топлива/транспортировки/хранения для областей применения, требующих низкого содержания серы.

В широком смысле новые топливные композиции включают, по меньшей мере, примерно 5% топливных углеводородов и, по меньшей мере, примерно 10 млн.д. специально выбранных нелинейных алифатических (НЛА) спиртов, предпочтительно содержащих, по меньшей мере, 11 атомов углерода. Во всех предпочтительных вариантах осуществления составов НЛА спирты как компоненты композиций включают и предпочтительно в основном состоят из смеси, по меньшей мере, двух спиртов, имеющих различное число атомов углерода. В настоящих процессах, особенно технологических потоках, НЛАС на практике обычно дополнительно смешивают с Ф.-Т. оксо-углеводородами. В способах или составах также могут содержаться некоторые диолы и другие необязательные добавки. С точки зрения составов предпочтительные НЛА спирты включают специально выбранные нелинейные первичные спирты, которые являются насыщенными ациклическими и представляют одноатомные спирты и которые включают такие нелинейные спирты (либо оксо-производные, либо не оксо-производные, но предпочтительно оксо-производные), которые имеют выбранные структуры, специально описанные далее по тексту. Особо предпочтительными нелинейными спиртами являются некоторые насыщенные ациклические спирты оксо-типа, которые имеют специальное разветвление, как подробно описано далее по тексту. В одном предпочтительном варианте осуществления спирты являются почти полностью ациклическими, содержание циклических спиртов составляет всего от 0% почти до 1%; в этом варианте осуществления спирты обычно ограничены по содержанию коротких цепей и имеют число атомов углерода от 13 до 21, предпочтительно от 14 до 17.

Топливные составы настоящего изобретения включают составы типов, которые называются "концентратами", а также составы типов, которые называются "базовые составы", и типов, которые называются "конечные топлива". "Концентраты" или "концентрированные добавки" могут включать обогащенные нелинейными оксо-спиртами смеси с различным содержанием оксо-углеводородов Фишера-Тропша (Ф.-Т.) и обогащенные нелинейными оксо-спиртами смеси, содержащие неоксо-топливные углеводороды, помимо вышеуказанного углеводородного компонента. "Концентрат" или "концентрированная добавка", как определено в данном тексте, представляет предшественник конечного топливного состава или состава базового компонента и может быть использован для различных целей. Например, концентрат можно хранить в виде жидкости даже при чрезвычайно низких температурах и его можно перекачивать или транспортировать на другие нефтеперерабатывающие заводы, где есть необходимость в преимуществах смазывающей способности нелинейных спиртов в концентрате, все без затрат на транспортировку большого количества углеводорода. Необязательно при дополнительной перегонке концентрат может служить важным высококонцентрированным источником очень желательных спиртов для производителей моющих средств. Кроме того, концентрат может быть использован на предприятии как обогащенный спиртом поток для дополнительного смешивания и разбавления до смазывающих топлив с низким содержанием серы. Как определено в данном тексте, концентрат представляет состав, подходящий для превращения в базовый топливный состав или в конечный топливный состав смешиванием с дополнительными компонентами.

Топливные составы также включают типы, которые называются "базовые составы". Они отличаются от "концентратов" тем, что в базовых составах желательные нелинейные спирты, как и содержащиеся в вышеупомянутых концентратах, смешивают с некоторыми углеводородами, достигая таким образом полной независимости в совместной регулировке смазочной способности топлива и второго параметра топлива, выбранного из максимальной высоты некоптящего пламени топлива и цетанового числа топлива. Такая независимость включает регулируемость и вверх, и вниз этого второго параметра. Предпочтительные "базовые составы", как определено в данном описании, включают, по меньшей мере, топливные углеводороды двух типов, особенно включающие оба типа Ф.-Т. оксо-углеводородов и, по меньшей мере, один тип Ф.-Т. неоксо-углеводородов, причем последний тип составляет основную часть от общего содержания углеводородов топлива.

Базовые составы могут быть особенно пригодны там, где они могут использовать всю продукцию Ф.-Т. завода, в которой смешано значительное содержание НЛА спиртов. При отгрузке на обычные нефтеперерабатывающие заводы конечное топливо может быть получено смешиванием от примерно 5% до примерно 25% этого базового состава, а остальную часть составляет обычное очищенное топливо с низким содержанием серы. Перед таким окончательным смешиванием базовый состав может периодически перекачиваться по трубопроводу попеременно с порциями других нефтепродуктов или сырой нефти. Например, Trans Mountain Pipeline Co. Ltd., Vancouver, успешно транспортирует различные нефтепродукты и сырую нефть партиями по общему трубопроводу через Canadian Rockies, по меньшей мере, на 1100 километров от Edmonton до Vancouver. См. Oil & Gas Journal, vol/96, No 40, Oct. 5, 1998, pp. 49-55.

Топливные составы также включают типы, которые называются "конечные топлива". Они отличаются от "концентратов" и "базовых составов" тем, что они включают только низкое, смазывающее количество НЛАС, например от примерно 10 млн.д. до примерно 1%, тогда как содержание НЛАС в базовых составах и концентратах обычно составляет значительно большую величину, как правило, меняющуюся в широких пределах, но остающуюся в пределах соответствия предполагаемой области использования. По экономическим причинам "конечные топлива" включают, если это желательно, разбавляющие количества углеводородов переработанной нефти. Они отличаются от Ф.-Т. углеводородов и, в частности, обычно включают значительное количество циклических углеводородов, хотя верхние пределы желательного содержания некоторых циклических углеводородов описаны далее по тексту.

Предпочтительные НЛАС включают нелинейные первичные насыщенные алифатические ациклические одноатомные оксо-спирты, по меньшей мере, 60% этих спиртов включает, по меньшей мере, одно C₁-С₃ алкильное разветвление на третьем или более удаленном атоме углерода, начиная от гидроксигруппы (-ОН) оксо-спирта. Особенно предпочтительные НЛАС включают спирты формулы

где один из символов X, Y и Z означает СН₂ОН; предпочтительно один из символов X и Y означает CH₂OH; более предпочтительно X означает СН₂ОН; любой из символов X, Y и Z, который не является CH₂OH, представляет Н; E, G и J выбирают из Н и метила, при условии, что, по меньшей мере, один из символов E, G и J означает метил, более предпочтительно, по меньшей мере, один из символов G и J означает метил; все же более предпочтительно J означает метил, а E и G означают Н; остаток C_aH_2a-1 представляет линейный насыщенный гидрокарбил; и а означает целое число, выбранное таким образом, что общее количество углерода в указанных НЛАС составляет от 11 до 21. Следует обратить внимание, что предпочтительные из вышеуказанных структур не образуют спирта, содержащего любые четвертичные атомы углерода, и являются сильно биоразрушаемыми.

В варианте осуществления способа настоящее изобретение модифицирует раскрытые до настоящего времени способы получения реактивных и/или дизельных базовых топливных составов с обеспечением возможности получения НЛАС как концентратов реактивного и/или дизельного топлива, и/или базовых составов, и/или конечных топлив.

В одном варианте осуществления способ настоящего изобретения предусматривает использование конфигурации "пиггибек" крекинга без водорода парафинов боковой фракции из парафина Фишера-Тропша и одновременное осуществление традиционного гидрокрекинга/гидроизомеризации (т.е. с водородом) основного потока. Переработка боковой фракции снижает молекулярную массу, обеспечивает образование подходящего разветвления и добавляет мононенасыщенности, так что в последующем может образоваться подходящий НЛАС по оксо-реакции, который может быть исп