來自獨立生產的混合物料的航空級煤油的製作方法

2024-01-28 04:58:15

專利名稱：：來自獨立生產的混合物料的航空級煤油的製作方法
技術領域：
：本發明總體上涉及航空級高十六烷煤油燃料。更具體地，本文公開了一種部分或全部由非石油原料生產的航空級煤油燃料。特別地，所公開的煤油燃料含有至少兩種獨立生產的混合物料，第一混合物料主要含有由非石油原料得到的異鏈烷烴和正鏈烷烴(1/N)，第二混合物料主要含有由石油或非石油原料得到的環烷烴和芳香烴(C/A)。在一些實施方案中，適於用作與常規的由石油得到的燃料具有混入(drop-in)相容性和適合目的(fit-forpurpose)相容性的航空渦輪機燃料的煤油燃料含有最多達95體積％(vol%)的I/N混合物料和最多達35vol%的C/A混合物料。
背景技術：
：寬泛術語"煤油"被用於描述在約293。F_572°F(145°C-300°C)的範圍內沸騰並由主要在(:8-(:16範圍內的烴類組成的原油餾分。煤油是石油物質中稱為中間餾分的一類中的較輕餾分。例如，在美國高十六烷煤油的主要用途為民用(JetA或JetA_l)和軍用(JP-8或JP-5)航空器的航空渦輪機燃料。煤油基燃料在性能規格方面相互不同。JetA和JetA_l為煤油型燃料。JetA和JetA-l之間的主要物理差別為凝點(在實驗室試驗中蠟晶體消失的溫度)。JetA——其主要在美國使用——必須具有-4(TC或更低的凝點，而JetA_l必須具有-47t:或更低的凝點。JetA通常不含防靜電添加劑，而JetA-l通常需要該添加劑。這兩種燃料之間還存在其他差異，全部規格分別概述於ASTMD1655和DefStan91-91/5標準中。軍用渦輪機燃料等級例如JP-5和JP-8分別由Mil-DTL-5624和Mil-DTL-83133限定。這些燃料為製備得比商用噴氣式發動機燃料具有更嚴格規格的煤油型燃料。它們還含有獨特的增強性能的添加劑。世界上許多國家已頒布了多種標準，例如俄國頒布了TS-1特級煤油、TS-1普通煤油和T-l普通煤油的標準。所有這些航空級煤油的原油餾分基本限於300°F-500°F(149°C-260°C)的範圍，其它規格基於給定溫度點時的回收率。烴類主要在。8-(:16的範圍內。原油的容易獲得促使建立了上述煤油規格，作為多種類型發動機燃料的依據，並因此而對發動機進行了優化以便使用具有這些規格的煤油運行。對於石油供給的可靠性和易得性已出現擔憂，其剌激了對替代物的研究。已提出由煤、頁巖、瀝青砂和可再生資源例如生物質來獲得液體燃料。這些方法不足以生產出符合當今噴氣式發動機燃料規格的航空級煤油。無法由非石油原料獲得適宜的航空級煤油引發了產品下遊加工方面的發展。例4如，美國專利No.4，645，585公開了通過氫化處理高芳香性重油來生產新的燃料混合物，所述重油例如由煤熱解和煤氫化而得到的那些重油。國際專利WO2005/001002A2涉及一種含有穩定、低硫、高石蠟、中度不飽和的餾出燃料混合物料的餾出燃料。所述高石蠟、中度不飽和的餾出燃料混合物料由費託衍產品(Fischer-Tropsch-derivedproduct)在一定條件下氫化處理製備，在氫化處理過程中，形成或保留適量的不飽和物來改善該產品的穩定性。雖然可滿足航空級煤油的許多物理性能並且甚至比其更優，但是如上文所述的由氫化處理及其他提質處理得到的燃料不能提供與常規的由石油得到的航空級煤油的混入相容性，因為它們缺少常規的由石油得到的煤油的一些主要烴組分。Violi等人嘗試模擬了多種不同的烴組分(Violi，A.;Yan，S.;Eddings，E.G.;Sarofim，A.F.;Granata，S.;Faravelli，T.;Ranzi，E.;Combust.Sci.Technol.2002，174(11-12)399-417)。Violi等人將JP-8模擬為一種由以下摩爾組成的公知烴類組成的六元化合物混合物10%異辛烷((^18)、20%甲基環己烷((^14)、15%間二甲苯(C8H10)、30%正十二烷(C12H26)、5%1，2，3，4-四氫化萘(C10H12)和20%十四烷(C14H3。)。該替代混合物能模擬實際JP-8燃料的揮發度和煙點。但是，將該燃料簡化為僅六種化合物的混合物的這一方法無法再現JP-8的所有所需性能規格。美國專利申請2006/0138025尋求的是一種不同的方法，該方法涉及餾出燃料或餾出燃料混合物料，其含有費託產品和石油產品的混合物，然後將該混合物在一定條件下加氫裂化以保留芳香烴。雖然這可由某些石油原料產生一些所需特徵，例如密封件溶脹(sealswell)和密度，但是該方法降低了獲得有競爭力的特徵例如凝點規格的能力。因此，現需要一種允許使用環境敏感的處理過程的燃料和方法以作為通向未來的橋梁，並提供與現有的石油基航空級煤油的混入相容性，從而獲得由可靠的國內資源生產的清潔燃料。
發明內容本文公開了航空級煤油，其含有由非石油原料得到並主要含有選自異鏈烷烴和正鏈烷烴的烴類的第一混合物料，和主要含有選自環烷烴和芳香烴的烴類的第二混合物料。在一些實施方案中，所述第二混合物料由包括非石油原料的原料得到。希望所述航空級煤油能夠與由石油得到的噴氣式發動機燃料以任意比例混合，從而使得到的混合物滿足由石油得到的噴氣式發動機燃料的燃料等級規格。在一些實施方案中，所述航空級煤油含有最多達95vol%的第一混合物料和最多達35vol%的第二混合物料。在特定的實施方案中，所述航空級煤油含有最多達95vol^的第一混合物料、約Ovol%至約30vol%的環烷烴和約Ovol%至約15vol%的芳香烴。在一些實施方案中，含有最多達95vo1%的第一混合物料、約Ovol%至約30vol%的環烷烴和約Ovol%至約15vol%的芳香烴的該煤油滿足適合目的要求。在一些實施方案中，至少50重量％的所述煤油由煤、天然氣或其組合物得到。在一些實施方案中，所述第二混合物料由煤、生物質、油頁巖、焦油、油砂或其組合物得到。在一些實施方案中，至少50重量％的所述煤油由生物質得到。在一些實施方案中，至少10重量％的所述煤油由非裂化的生物油(bio-oil)得到。本文還公開了一種生產航空級煤油的方法，包括由至少一種非石油原料生產第5一混合物料，所述第一混合物料主要含有選自異鏈烷烴和正鏈烷烴的烴類；生產主要含有選自環烷烴和芳香烴的烴類的第二混合物料；和將第一混合物料的至少一部分與第二混合物料的至少一部分混合以生產航空級煤油。在生產航空級煤油的方法的實施方案中，第一和第二混合物料是獨立生產的。在所述方法的實施方案中，所述非石油原料選自煤、天然氣、生物質、植物油、生物質熱解的生物油、生物衍生油，及其組合。在所述方法的一些實施方案中，至少一部分第一混合物料通過間接液化生產。間接液化可包括費託處理選自天然氣、煤、生物質和其組合的原料。所述煤油可含有最多達約90vol%的由間接液化生產的第一混合物料。在生產航空級煤油的方法的實施方案中，所述至少一種非石油原料包括甘油三酯和/或脂肪酸原料。所述煤油可含有約65vol^至約75vol^的第一混合物料，所述第一混合物料所用的至少一種非石油原料包括甘油三酯和/或脂肪酸原料。在一些實施方案中，第二混合物料通過一部分第一混合物料的催化環化和/或重整而生產，所述第一混合物料所用的至少一種非石油原料包括甘油三酯和/或脂肪酸原料。所述煤油可含有約65vol%的第一混合物料，和約35vol^的通過一部分第一混合物料的催化環化和/或重整而生產的第二混合物料，所述第一混合物料所用的至少一種非石油原料包括甘油三酯和/或脂肪酸原料。在一些實施方案中，所述煤油含有約70vol^的通過催化處理甘油三酯和/或脂肪酸原料而生產的第一混合物料和約30vol^的通過熱解處理高環烷烴含量的物質而生產的第二混合物料。在生產航空級煤油的方法的實施方案中，第二混合物料通過熱解選自煤、油頁巖、油砂、焦油、生物質及其組合的原料而生產。在特定的實施方案中，所述煤油可含有約80vol^的通過費託處理天然氣、煤和/或生物質生產的第一混合物料和約20vol^的通過熱解處理煤焦油餾分而生產的第二混合物料。在生產航空級煤油的方法的一些實施方案中，所述第二混合物料通過直接液化而生產。在一些實施方案中，所述煤油含有約25vol^的通過直接液化生產的第二混合物料。在特定的實施方案中，所述煤油還含有約75vol^的通過費託處理天然氣、煤和/或生物質而得到的第一混合物料。在生產航空級煤油的方法的一些實施方案中，第二混合物料由來自生物質的木素原料生產。所述煤油可含有約25vol%至約30vol%的由來自生物質的木素原料生產的第二混合物料。在一些實施方案中，所述煤油含有約30vol^的通過熱解處理來自生物質的木素而生產的第二混合物料和約70vol^的通過費託處理天然氣、煤和/或生物質而生產的第一混合物料。在一些實施方案中，所述煤油含有約25vol%的由來自生物質的木素原料生產的第二混合物料和約75vol%的由催化處理甘油三酯原料得到的第一混合物料。在生產航空級煤油的方法的實施方案中，所述方法還包括對航空級煤油在選自適合目的要求、ASTM要求及其組合中的至少一種要求方面進行測試。在一些實施方案中，所述方法還包括調節煤油中第一混合物料和第二混合物料的比例以滿足選自適合目的要求、ASTM要求及其組合中的至少一種要求。在一些實施方案中，所述方法還包括調節第二混合物料中的環烷烴和芳香烴的量以滿足選自適合目的要求、ASTM要求及其組合中的至少一種要求。現將參照附圖更詳細地描述本發明的優選實施方案，其中圖1為根據本發明的一個實施方案的適於生產異鏈烷烴/正鏈烷烴(I/N)混合物料的一種間接液化方法的示意圖。圖2為根據本發明的一個實施方案的適於生產環烷烴/芳香烴(C/A)混合物料的一種熱解方法的示意圖。圖3為根據本發明的一個實施方案的適於生產環烷烴/芳香烴(C/A)混合物料的一種直接液化方法的示意圖。圖4為FT(由天然氣生產的FT液體燃料_下部)和由兩種單獨的混合物料和工藝過程生產的燃料試樣A(上部)的氣相色譜數據的比較(l)一種由FT工藝和天然氣原料生產的異鏈烷烴煤油(IPK)和(2)—種由石油原料生產的芳香烴/環烷烴混合物料。圖5為常規JP_8(下部)和由兩種單獨的混合物料和工藝過程生產的燃料試樣C(上部)的氣相色譜數據的比較(l)一種由作物油原料生產的異鏈烷烴煤油(IPK)和(2)一種由作物油原料生產的芳香烴/環烷烴混合物料。注釋和命名本文所用術語"I/N混合物料"是指含有至少95重量％的異鏈烷烴、正鏈烷烴或其混合物的物質。本文所用術語"C/A混合物料"是指含有至少95重量％的環烷烴、芳香烴或其混合物的物質。本文所用術語"航空級煤油"或"噴氣式發動機燃料"是指通過軍用渦輪機燃料等級例如JP-5和JP-8規定並分別由MiI-DTL-5624和Mil-DTL-83133定義的煤油型燃料，或民用航空噴氣式發動機燃料，例如具有分別按ASTMD1655和DefStan91-91/5標準概述的全部規格的JetA或JetA-l。世界範圍內存在多種類似的標準，其可能隨時間而變化，但應考慮在該定義內。本文所用術語"適合目的要求"是指不一定按軍方標準或ASTM標準提出，但在噴氣發動機中和燃料處理、分配和貯存過程中對燃料性能和穩定性仍然重要的燃料性能要求。適合目的要求的實例包括與航空器燃料及發動機系統構造材料的燃料相容性，在多種地面環境中在壓縮點火(相對於渦輪機)發動機中的足夠的燃料性能，以及可能的與例如渦輪發動機中的彈性密封件的溶脹有關的燃料性能要求。本文所用術語"混入相容性"是指航空級煤油能夠與由石油得到的噴氣式發動機燃料以任意比例(即從0%至100%)混合從而使得到的混合物滿足同等石油基噴氣式發動機燃料的燃料等級規格和適合目的要求。本文所用術語"I/N-C/A燃料"是指由至少兩種獨立生產的混合物料——由非石油原料得到的第一I/N混合物料和由石油或非石油原料得到的第二C/A混合物料——得到的航空級煤油。具體實施方式I.概述本文公開了一種燃料和一種製備所述燃料的方法，由此使所述燃料具有與現有的由石油得到的燃料的混入相容性，並能夠由國內的非石油和/或可再生原料生產大部分或所有燃料。製備該航空級噴氣式發動機燃料的方法在燃料配製中可具有較大的靈活性以便滿足特定的最終使用要求。所公開的1/N-C/A燃料含有燃料組分的混合物，所述燃料組分即直鏈(正鏈)烷烴和支鏈(異鏈)烷烴、環烷烴和/或芳香烴。滿足航空級煤油的規格需要提供一種在物理性能上具有互相牴觸作用的燃料化學品類別的複合混合物。例如，較長的碳鏈分子用於減少揮發性和增加密度，而這又將凝點增加至高空飛行可接受的水平以上。平衡這些特徵以及能量密度、閃點、粘度、煙點、密封件溶脹能力及其他特徵使得當燃料來自單一的非石油資源時燃料配製困難。本文公開的航空級煤油由至少兩種獨立生產的混合物料——主要含有選自異鏈烷烴和正鏈烷烴的烴類(I/N)並由非石油原料得到的第一混合物料和主要含有選自環烷烴和芳香烴的烴類(C/A)並由石油或非石油原料得到的第二混合物料——製備。在一些實施方案中，製得的I/N-C/A噴氣式發動機燃料含有最多達95體積X(vol%)的I/N混合物料和最多達35(vol%)的C/A混合物料。II.煤油石油基煤油可由原油的常壓蒸餾得到(〃直餾〃煤油)或由重質石油物流的裂化得到(〃裂化〃煤油)。所述煤油還通過多種方法進一步處理以除去或降低不希望的組分的水平，例如芳香烴、硫、氮或烯屬物質。所述的進一步處理還減少了成分的改變並增加了改善性能的組分(例如，環烷烴和異鏈烷烴)。實際上，所用的主要方法有加氫脫硫(用氫進行處理來除去硫組分)、用苛性鈉溶液洗滌(以除去硫組分)和氫化(以除去例如烯烴、硫、金屬和/或氮組分)。在裂化操作中可能形成的芳香烴通過溶劑萃取除去。例如，加氫脫硫的煤油通過用氫處理煤油範圍的石油物料以將有機硫轉化為硫化氫然後將其除去而獲得。這些後續處理可使直餾煤油和裂化煤油之間的差別變得不明顯。雖然煤油組成基本類似，但是特定的煤油範圍的精煉物流的確切組成取決於製備煤油的原油以及用於生產該煤油的精煉方法。由於它們是複合的烴混合物，因此該類別中的物質通常不通過詳細的組成數據限定而是通過處理過程、物理性能和產品用途ASTM和類似的規格而限定。因此，關於該類別的物流的詳細組成信息有限。表1中所示的關於代表性的煤油範圍精煉物流和燃料的一般組成信息說明了該類別中的物質在物理性質和組成方面類似。無論原油來源或處理過程如何，煤油的主要組分包括支鏈和直鏈烷烴(異烷烴和正烷烴)和環烷烴，它們通常佔所製得燃料的至少75volX。在該沸程中的芳香烴，例如烷基苯(單環)和烷基萘(雙環)通常不超過煤油產品的25volX。存在的烯烴通常不多於5volX。煤油的餾程為使苯(8(TC沸點)和正己烷(69"沸點)的濃度通常小於0.01質量％。3-7稠環的多環芳族化合物(PAC)的沸點遠高於直餾煤油物流的沸程。因此，煤油中PAC的濃度即使不低於有效分析方法的檢測限，也是很低的。對加氫脫硫的煤油的詳細分析說明了這一點並示於表2中。表1:煤油組成的一般信息tableseeoriginaldocumentpage9III.1/N混合物料本文公開的1/N-C/A混合燃料含有至少一種主要含有選自異鏈烷烴和正鏈烷烴的烴類的1/N混合物料，所述烴由非石油原料得到。製得的I/N-C/A噴氣式發動機燃料含有最多達95vol%的I/N混合物料。在一些實施方案中，I/N混合物料含有異鏈烷烴和/或正鏈烷烴化合物，所述烷烴化合物的每個分子主要含有8至16個碳原子(C8至C16的化合物)。在一些實施方案中，這些化合物通過化學方法直接生產，所述化學方法例如，但不限於，合成氣的費託縮合、植物油的熱催化處理、熱解、液化和氣變油處理。在一些實施方案中，1/N混合物料由以下原料之一或其組合得到天然氣、煤、生物質、植物油、生物質熱解生物油及其他生物衍生油。I/N混合物料可通過幾種途徑生產。在一個特定的實施方案中，如圖l所示，使用間接液化來生產1/N混合物料。間接液化原料例如煤或生物質10在氣化器40中用蒸汽20和/或油30氣化。氣化器排出物50可含有一氧化碳、氫氣、二氧化碳、硫化氫和/或氨氣。氣化器排出物50在步驟60中進行純化和提質，由此除去一個或多個包括例如硫化氫、氨氣和/或二氧化碳的汙染物流70。主要含有CO和H2的合成氣物流80經過液化90產生液體產物100。在一些實施方案中，液體產物100由合成氣80通過催化費託(F-T)處理合成。所述費託反應產生多種氧化的化合物，特別是碳數在C,-Cs(氣態)至C35+(固態蠟)範圍內的醇和烷烴。這些費託產物產生含有C8-C16烷烴和通過異構化形成的C8-C16異鏈烷烴的燃料，其具有優良的十六烷值和極低的硫含量及芳香烴含量。這些性能使得F-T產物適於用作1/N混合物料。但是，由於缺少足夠的環烷烴和芳香烴，因此費託餾出燃料通常不能滿足所有軍方及ASTM規格和適合目的要求。因此，如下文進一步所述，將I/N混合物料與C/A混合物料混合從而得到航空級I/N-C/A燃料。在一些實施方案中，I/N-C/A燃料含有最多達95vol%的I/N混合物料，或者約90vol%的I/N混合物料，所述I/N混合物料由天然氣、煤和/或生物質的費託處理得到。在一些實施方案中，所述I/N-C/A燃料含有約80vol^的由天然氣、煤和/或生物質的費託處理得到的I/N混合物料。在替代的實施方案中，1/N-C/A燃料含有約70vol^的由天然氣、煤和/或生物質的費託處理得到的1/N混合物料。在一些實施方案中，1/N混合物料由甘油三酯和/或脂肪酸原料生產。1/N混合物料正鏈烷烴可例如通過以下步驟生產(l)催化甘油三酯分解成脂肪酸和甘油，(2)除去甘油，和(3)從脂肪酸中除去氧(例如通過催化脫羧和/或還原)，從而產生正鏈烷烴。1/N混合物料異鏈烷烴可通過(4)將所述正鏈烷烴的一部分進行催化異構化以產生異鏈烷烴而生產。在一些實施方案中，I/N-C/A燃料含有約65vol^至約95vol%的由甘油三酯原料的催化處理而得到的I/N混合物料。在特定的實施方案中，I/N-C/A燃料含有約75vol%的由甘油三酯原料的催化處理而得到的I/N混合物料。在替代的實施方案中，I/N-C/A燃料含有約80vol^的由甘油三酯原料的催化處理而得到的1/N混合物料。在替代的實施方案中，I/N-C/A燃料含有約80至90vol^的由甘油三酯原料的催化處理而得到的I/N混合物料。IV.C/A混合物料如上文所述，1/N混合物料通常具有低於最低要求的密度。例如，1/N混合物料通常具有低於MIL-DTL-83133指定的最低要求0.775kg/L的密度，並可能極接近超過或可能超過小於-47t:的凝點最大要求。由於希望I/N-C/A燃料能滿足標準(例如MIL-DTL-83133指定的)密度、凝點和閃點要求，因此所公開的I/N-C/A燃料還含有至少一種獨立生產的C/A混合物料以得到所需密度和冷流性能。所述C/A混合物料主要含有選自環烷烴和芳香烴的烴類。所述航空級I/N-C/A燃料含有一種合適的芳香烴和環烷烴的混合物，從而使所得到的高十六烷煤油燃料滿足必需的密度和凝點規格。在一些實施方案中，C/A混合物料中的烴由石油原料得到。在一些實施方案中，C/A混合物料中的烴由非石油原料得到。在一些實施方案中，C/A混合物料中的烴由石油原料和非石油原料的組合得到。在一些實施方案中，所述I/N-C/A燃料含有最多達35vol%的C/A混合物料。在一些實施方案中，C/A混合物料含有芳香烴。在一些實施方案中，C/A混合物料含有主要選自提供所需密度的C9至C15芳香烴的芳香烴。在一些實施方案中，所述芳香烴主要為烷基化的苯化合物。除了提供密度外，芳香烴還可能有助於有益的密封件溶脹，並可提供所需的潤滑性和粘度。在一些實施方案中，C/A混合物料含有小於約15vol^的芳香烴。在一些實施方案中，C/A混合物料含有約Ovol^至約15vol^的芳香烴。在一些實施方案中，C/A混合物料含有環烷烴。在一些實施方案中，C/A混合物料含有主要選自C9至C15環烷烴的環烷烴，所述C9至C15環烷烴能降低凝點(以抵抗由添加芳香烴而引起的凝點增加)而不會不利地降低閃點。在一些實施方案中，C/A混合物料含有少於約30vol%的環烷烴。在一些實施方案中，通過對C/A混合物料中的芳香烴進行選擇(即具有較高密度和較低凝點)以使該C/A混合物料含有約0%環烷烴而使I/N-C/A燃料得到適宜的凝點。在一些實施方案中，C/A混合物料含有約Ovol^至約30vol^的環烷烴。在一些實施方案中，適合噴氣式發動機燃料的I/N-C/A燃料含有最多達95vol%的選自異鏈烷烴和正鏈烷烴的烷烴、約Ovol%至約30vol%的環烷烴，和約Ovol%至約15vol%的芳香烴。在一些實施方案中，I/N-C/A燃料含有約95vol^的I/N混合物料和約5%的高密度、低凝點的芳香烴。非限制性地，C/A混合物料可由以下原料之一或其組合而得到石油、油頁巖、油砂、天然氣、煤、生物質、植物油、生物質熱解的生物油及其他生物衍生油。在一些實施方案中，航空級I/N-C/A煤油含有至少50重量％的選自環烷烴和芳香烴的烴，所述烴由煤、生物質或其組合得到。C/A混合物料可由幾種方法生產。圖2展示了通過熱解(在缺氧的環境中加熱)生產C/A混合物料的一個實施方案。熱解可通過本領域技術人員已知的任何方法實施。在圖2中，熱解原料110進行熱解120。適宜的熱解原料110包括，但不限於，煤、油頁巖、油砂、生物質及其組合。除去氣體140和焦炭/灰輝/礦物130。冷凝熱解油蒸汽，得到的熱解油150進行氫化處理，如本領域技術人員所知。在一些實施方案中，使用催化加氫處理來降低至少一種選自氮、硫、氧和金屬的汙染物的水平。在一些實施方案中，熱解油150用氫氣180處理，並通過去除含有例如硫化氫和/或氨氣的一個或多個氣體流170來降低熱解油150中硫和/或氮的水平。通過氫化處理160，得到汙染物減少的液態產物190。該過程與精煉廠中原油提質以生產多種液體燃料所用的方法類似，如本領域技術人員所知。表3示出了熱解的煤焦油餾分在通常沸程和主要烴組分方面的比較。表3:通常的煤焦油餾分tableseeoriginaldocumentpage11特別地，由次煙煤和煙煤在低於約70(TC的溫度下形成的低溫焦油和輕油相對為液態、深褐色的油，所述油含有苯酚、吡啶、烷烴和/或烯烴。所述油為非均質的，其任一種組分僅構成總質量百分比的一部分。褐煤焦油也可能含有最多達10%的石蠟，因此該產品具有〃黃油樣稠度〃並在高達6t:至8t:的溫度下固化。在70(rc以上形成的初始高溫焦油蒸汽更均勻。輕油主要為苯、甲苯和二甲苯(BTX)，並且焦油為含有高比例的縮聚芳族化合物的瀝青樣粘稠混合物。大體上，熱解焦油和油不是適宜的最終燃料產品。它們通常不穩定，並且當遇熱時，它們聚合併變得更粘稠。在熱解120中除去灰燼和礦物質130，這增加了熱值，但是硫和氮並未在熱解120中完全除去。更穩定和有用的產品通過氫化處理160和從燃料中以一個或多個物流170中的硫化氫和/或氨氣的形式除去硫和/或氮而獲得。如前文所述，這些過程同用於使天然原油提質的多種精煉過程類似。經氫化處理的液態產物190可通過本領域技術人員已知的任何方法進一步精練和提質，從而產生C/A混合物料所含的環烷烴和芳香烴的混合物。在一些實施方案中，I/N-C/A燃料含有約20vol^的由煤焦油餾分的熱解處理得到的C/A混合物料。在一些實施方案中，I/N-C/A燃料含有約80vol^的由天然氣、煤和/或生物質的費託處理得到的1/N混合物料和約20vol^的由煤焦油餾分的熱解處理得到的C/A混合物料。在一些實施方案中，I/N-C/A燃料含有約30vol%的由高環烷烴含量的物質的熱解處理得到的C/A混合物料，所述高環烷烴含量的物質由油頁巖或油砂原料得到。在一些實施方案中，I/N-C/A燃料含有約70vol^的由甘油三酯原料的催化處理得到的1/N混合物料和約30vol^的由高環烷烴含量的物質的熱解處理得到的C/A混合物料，所述高環烷烴含量的物質由油頁巖或油砂原料得到。在圖3所示的本發明的另一個實施方案中，使用液化原料210的直接液化220來生產C/A混合物料。液化原料210可含有例如煤和/或生物質。具有兩個基本過程氫化液化和溶劑萃取。在氫化液化中，將煤210與循環的煤餾油230混合，並與氫氣240—起，進料至高壓催化反應器220中並在其中發生煤210的氫化。在溶劑萃取——也稱為〃溶劑精製〃——中，煤210和氫氣240在高壓下溶於循環的由煤得到的溶劑230中，該溶劑將氫氣240傳送至煤210。相分離260之後，其中氣體270和灰燼280可從煤液體250中除去，該煤液體可通過精煉過程進行進一步清潔和提質從而生產出液體燃料290。在溶劑精製中，在較低水平的氫轉移的情況下，得到一種固態、相對清潔的稱為〃溶劑精製煤〃的燃料290。熱解中，化合物同煤焦油類似，並且其性質高度芳香化。如本領域中技術人員已知，可實施氫化和選擇性催化處理，從而產生能提供C/A混合物料的環烷烴和芳香烴的混合物。在一些實施方案中，I/N-C/A燃料含有約20vol^的由煤原料的直接液化得到的C/A混合物料。在一些實施方案中，I/N-C/A燃料含有約80vol^的由天然氣、煤和/或生物質的費託處理得到的1/N混合物料，和約20vol%的由煤原料的直接液化得到的C/A混合物料。在一個實施方案中，C/A混合物料含有環烷烴，該環烷烴通過從石油原料中分離出(例如通過蒸餾或萃取)選自C9-C15環烷烴的環烷烴而得到。在一些實施方案中，C/A混合物料含有芳香烴，該芳香烴通過從石油原料中分離出(例如通過蒸餾或萃取)選自C9-C15單環芳族化合物的芳族化合物而得到。適宜的石油原料包括由油砂和/或油頁巖得到的本身富含環烷烴的產物。在一個實施方案中，C/A混合物料通過催化環化和/或重整由甘油三酯和/或脂肪酸原料製得的1/N混合物料而生產，如上文所公開的。在該實施方案中，I/N混合物料可通過以下步驟生產(l)催化甘油三酯分解成脂肪酸和甘油，(2)除去甘油，(3)從脂肪酸中除去氧(例如通過催化脫羧和/或還原)從而產生正鏈烷烴，並且，如果需要，(4)將所述正鏈烷烴的一部分進行催化異構化從而產生異鏈烷烴。在一些實施方案中，I/N-C/A燃料含有約35vol^的由甘油三酯原料的催化處理得到的C/A混合物料。在一些實施方案中，1/N-C/A燃料含有約65vol%的由甘油三酯原料的催化處理得到的1/N混合物料和約35vol%的由甘油三酯原料的催化處理得到的C/A混合物料。在本發明的另一個實施方案中，C/A混合物料由來自生物質的木素原料製得。C/A混合物料可通過催化解聚來自生物質的木素原料接著按需要進行氫化處理從而產生所需比例的(例如JP-8品質)的環烷烴和芳香烴而製得。在一些實施方案中，I/N-C/A燃料含有約20vol%的由來自生物質的木素的熱解而得到的C/A混合物料。在替代的實施方案中，I/N-C/A燃料含有約15vol^的由木素的催化處理得到的C/A混合物料。在一些實施方案中，I/N-C/A燃料含有約80vol%的由天然氣、煤和/或生物質的費託處理得到的I/N混合物料和約20vol%的由來自生物質的木素的熱解處理而得到的C/A混合物料。在一些實施12方案中，I/N-C/A燃料含有約85vol%的由甘油三酯原料的催化處理而得到的I/N混合物料和約15vol^的由木素的催化處理而得到的C/A混合物料。V.I/N-C/A燃料製得的I/N-C/A燃料可具有與其來自石油的相應物質的〃混入相容性〃，即1/N-C/A燃料可以Ovol^至10Ovol^的任意比例與來自石油的相應物質混合。所公開的1/N-C/A燃料使燃料組分(包括異鏈烷烴、正鏈烷烴、環烷烴和/或芳香烴)——它的至少兩種由不同的處理得到——混合，從而產生I/N-C/A燃料。在一些實施方案中，至少50重量％的航空級I/N-C/A煤油燃料由煤、天然氣或其組合得到。在一些實施方案中，至少50重量％的I/N-C/A燃料由生物質得到。在一些實施方案中，至少10重量％的I/N-C/A燃料由非裂化生物油得到。在一些實施方案中，I/N-C/A燃料具有大於約70的十六烷值。在一些實施方案中，I/N-C/A燃料符合JetA和/或其他民用噴氣式發動機燃料的規格。在一些實施方案中，I/N-C/A燃料符合選自JP-8及其他軍用等級噴氣式發動機燃料規格的軍用噴氣式發動機燃料規格。在一些實施方案中，除滿足美國軍方及ASTM(美國試驗與物質協會(AmericanSocietyforTestingandMaterials))國際航空噴氣式發動機燃料規格中列出的燃料特性和性能要求外，I/N-C/A混合燃料還可滿足適用的美國軍方指定的適合目的要求，該要求涉及多項燃料性能及物質相容性方面的內容。如前文所述，適合目的要求是指不一定由軍方或ASTM標準提出，但在噴氣發動機中和燃料處理、分配和貯存過程中對燃料性能和穩定性重要的燃料性能要求。適合目的要求的實例包括與航空器燃料及發動機系統構成材料的燃料相容性，在多種地面環境中在壓縮點火(相對於渦輪機)發動機中的足夠的燃料性能，和可能的與例如渦輪發動機中的彈性密封件的溶脹有關的燃料性能要求。除原料特性和ASTM標準外，這些適合目的要求用於確定I/N混合物料對C/A混合物料的最佳比率。VI.實施例實施例l:燃料試樣A由天然氣生產的含異鏈烷烴和正鏈烷烴的FT燃料不符合JP-8軍方規格(MIL-DTL-83133E)的密度要求。在該實施例中，將含碳鏈長度為8_16的芳香烴的芳烴流體混合物用FT燃料混合至濃度為23重量％。燃料試樣A與MIL-DTL-83133E中概述的規格要求相比的結果的概要在表4中給出。13表4:含有芳香烴和費託燃料的混合物的燃料試樣A的噴氣式發動機燃_料規格試驗的結果_規格試驗試樣A軍方規格如表2中所給數據中所見，得到的燃料具有0.788g/ml的密度，該密度達到MIL-DTL-83133E所定義的最小規格要求0.775;同時符合所述規格中所含的所有參數。試樣A和常規FT燃料的氣相色譜數據在圖4中給出。實施例2:燃料試樣B將與實施例1中所用相同的FT燃料以82重量X與8重量X的混合芳香烴液體及10重量％的環烷烴液體混合。燃料試樣B的主要規格參數的結果的概要在表5中給出。表5:含有芳香烴和環烷烴及費託燃料的混合物的燃料試樣B的主要噴氣式發動機燃料tableseeoriginaldocumentpage14如表5的結果中所見，得到的燃料試樣B為密度為0.779g/ml的適應MIL-DTL-83133E規格的燃料。實施例3:燃料試樣C兩種烴混合物料——一種由正鏈烷烴和異鏈烷烴組成並且另一種由芳香烴和環烷烴的混合物組成——僅由作物油生產並混合，從而得到符合MIL-DTL-83133E要求的燃料試樣。在該實施例中，兩種燃料混合物料本身均不具有規格中所要求的物理特徵；但是通過將44%的正鏈烷烴和異鏈烷烴混合物料與66%的芳香烴和環烷烴混合物料混合，所得到tableseeoriginaldocumentpage14料試樣C與MIL-DTL-83133E中列出的規格參數相比的結果的概要在表6中給出。試樣C和常規的JP-8燃料的氣相色譜數據在圖5中給出。表6:含有兩種單獨的由作物油製得的烴混合物料的混合物的試樣C的噴氣式發動機燃料規格試驗的結果規格試驗芳香烴，vol%歸烴，vol%燃燒熱，Btu/lb蒸餾10%回收，°C終點，°C殘餘物，vol%損耗，vol%閃點，°C凝點，°C60"F時API重力15。C時比重試樣C19.81.918400m2551,20.449—5244.30.805軍方規格狄值25vo恢:i^值5vol免18400狄值205狄值300狄值1.5狄值1.5>3837.0~51.00.775^0.84雖然展示和描述了本發明的優選實施方案，但在不偏離本公開內容的主旨和教導的情況下，本領域技術人員可對其進行改進。本文公開的實施方案僅為示例性的，不意欲進行限制。此處公開的本發明的許多改變和改進均是可行的並在本發明範圍內。在清楚表述數值範圍或限制時，這類表達的範圍或限制應該理解為包括落入所清楚表述的範圍或限制中的相同量級的重疊範圍(iterativerange)或限制(例如約1至約10包括2、3、4等；大於0.10包括O.11、0.12、0.13等)。對權利要求中任一元素使用術語〃任選地〃時，意指所述元素是需要的，或者是不需要的。兩種選擇均意欲落入所要求保護的範圍內。使用寬泛術語例如含有、包括、包含等時，應該理解為支持狹義術語例如由......組成、主要由......組成、基本由......組成等。因此，保護範圍不受上文所述說明的限制，而僅受下文權利要求的限制，所述範圍包括權利要求的主題的所有等效物。每一項權利要求以本發明的實施方案的形式納入本說明書。因此，權利要求是本發明優選實施方案的進一步描述和補充。對參考文獻的論述並不是承認其為本發明的現有技術，尤其是公開日可能在本申請的優先權日之後的任意參考文獻。所有本文所引用的專利、專利申請和出版物的公開內容均通過引用納入本文，以提供本文公開內容的示例性、程序性或其他細節補充。1權利要求航空級煤油，其含有由非石油原料得到並主要含有選自異鏈烷烴和正鏈烷烴的烴類的第一混合物料；和主要含有選自環烷烴和芳香烴的烴類的第二混合物料。2.權利要求l的航空級煤油，其中所述第二混合物料由包含非石油原料的原料得到。3.權利要求1的航空級煤油，所述航空級煤油能與來自石油的噴氣式發動機燃料以任意比例混合從而使得到的混合物滿足來自石油的噴氣式發動機燃料的燃料等級規格。4.權利要求3的航空級煤油，其含有最多達95vol%的第一混合物料和最多達35vol%的第二混合物料。5.權利要求4的航空級煤油，其含有最多達95vol^的第一混合物料、約0vol^至約30vol^的環烷烴和約Ovol^至約15vol^的芳香烴。6.權利要求5的航空級煤油，其中滿足適合目的要求。7.權利要求6的航空級煤油，其中至少50重量％的煤油由煤、天然氣或其組合得到。8.權利要求6的航空級煤油，其中所述第二混合物料由煤、生物質、油頁巖、焦油、油砂或其組合得到。9.權利要求6的航空級煤油，其中至少50重量％的煤油由生物質得到。10.權利要求1的航空級煤油，其中至少10重量％的煤油由非裂化生物油得到。11.一種生產航空級煤油的方法，其包括由至少一種非石油原料生產第一混合物料，所述第一混合物料主要含有選自異鏈烷烴和正鏈烷烴的烴類；生產主要含有選自環烷烴和芳香烴的烴類的第二混合物料；禾口將第一混合物料的至少一部分與第二混合物料的至少一部分混合從而生產航空級煤油。12.權利要求ll的方法，其中所述第一和第二混合物料是獨立地生產的。13.權利要求ll的方法，其中所述非石油原料選自煤、天然氣、生物質、植物油、生物質熱解的生物油、生物衍生油及其組合。14.權利要求13的方法，其中所述第一混合物料通過間接液化生產。15.權利要求14的方法，其中間接液化包括對選自天然氣、煤、生物質及其組合的物料的費託處理。16.權利要求15的方法，其中所述煤油含有最多達約90vol^的第一混合物料。17.權利要求11的方法，其中所述至少一種非石油原料包括甘油三酯和/或脂肪酸原料。18.權利要求17的方法，其中所述煤油含有約65vol^至約75vol^的第一混合物料。19.權利要求18的方法，其中所述煤油含有約70vol^的通過甘油三酯和/或脂肪酸原料的催化處理而生產的第一混合物料和約30vol%的通過高環烷烴含量物質的熱解處理而生產的第二混合物料。20.權利要求18的方法，其中第二混合物料通過催化環化和/或重整一部分第一混合物料而生產。21.權利要求20的方法，其中所述煤油含有約65vol^的第一混合物料和約35vol^的第二混合物料。22.權利要求11的方法，其中所述第二混合物料通過熱解選自煤、油頁巖、油砂、焦油、生物質及其組合的原料而生產。23.權利要求22的方法，其中所述煤油含有約80vol^的通過天然氣、煤和/或生物質的費託處理而生產的第一混合物料和約20vol^的通過煤焦油餾分的熱解處理而生產的第二混合物料。24.權利要求ll的方法，其中所述第二混合物料通過直接液化而生產。25.權利要求24的方法，其中所述煤油含有約25vol^的第二混合物料。26.權利要求25的方法，其中所述煤油含有約75vol^的由天然氣、煤和/或生物質的費託處理而得到的第一混合物料。27.權利要求ll的方法，其中所述第二混合物料由來自生物質的木素原料生產。28.權利要求27的方法，其中所述煤油含有約25vol^至約30vol%的第二混合物料。29.權利要求28的方法，其中所述煤油含有約30vol^的通過來自生物質的木素的熱解處理而生產的第二混合物料和約70vol^的通過天然氣、煤和/或生物質的費託處理而生產的第一混合物料。30.權利要求28的方法，其中所述煤油含有約25vol%的第二混合物料和約75vol%的由甘油三酯原料的催化處理得到的第一混合物料。31.權利要求12的方法，還包括對航空級煤油在選自適合目的要求、ASTM要求及其組合中的至少一個要求方面進行測試。32.權利要求31的方法，還包括調節煤油中第一混合物料和第二混合物料的比例以滿足選自適合目的要求、ASTM要求及其組合中的至少一個要求。33.權利要求31的方法，還包括調節第二混合物料中環烷烴和芳香烴的量以滿足選自適合目的要求、ASTM要求及其組合中的至少一個要求。全文摘要航空級煤油，含有由非石油原料得到並主要含有選自異鏈烷烴和正鏈烷烴的烴類的第一混合物料和主要含有選自環烷烴和芳香烴的烴類的第二混合物料。一種生產航空級煤油的方法，該方法包括由至少一種非石油原料生產第一混合物料，所述第一混合物料主要含有選自異鏈烷烴和正鏈烷烴的烴類；生產主要含有選自環烷烴和芳香烴的烴類的第二混合物料；和將第一混合物料的至少一部分與第二混合物料的至少一部分混合，從而生產出航空級煤油。文檔編號C10G1/00GK101755038SQ200880025605公開日2010年6月23日申請日期2008年6月27日優先權日2007年6月29日發明者C·A·沃肯,C·海因德,R·C·蒂莫佩,T·R·奧利克申請人:能源與環境研究中心基金會