BR102017020819B1

BR102017020819B1 - Método para a produção de uma mistura de combustível

Info

Publication number: BR102017020819B1
Application number: BR102017020819-2A
Authority: BR
Inventors: Jukka Myllyoja; Mats Käldström; Marina Lindblad; Jarno KOHONEN; Maaria SELÄNTAUS; Elias IKONEN
Original assignee: Neste Oyj
Priority date: 2016-09-29
Filing date: 2017-09-28
Publication date: 2022-04-12
Also published as: EP3301142A1; CN107880957B; BR102017020819A2; US20180086677A1; CA2979256A1; CN107880957A; ES2842199T3; EP3301142B1; US10315966B2

Abstract

A presente invenção se refere aos componentes de combustíveis, a um método para a produção de componentes de combustíveis, à utilização de componentes de combustíveis e ao combustível contendo os componentes de combustíveis à base de 5-nonanona.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001]A presente invenção se refere à melhoria de 5-nonanona. De maneira específica, a presente invenção se refere aos componentes de combustíveis fósseis e/ou renováveis, a um método para a produção de componentes de combustíveis fósseis e/ou renováveis, à utilização dos componentes de combustíveis e ao combustível que contém os componentes de combustíveis. Em especial, a presente invenção se refere aos componentes de combustíveis à base de 5-nonanona (dibutilcetona) e derivados a partir de fontes renováveis.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002]A produção de componentes de combustíveis a partir de fontes renováveis é de crescente interesse em termos de produção de gases de efeito estufa uma vez que se utiliza o combustível convencional, isto é, o combustível fóssil ou uma mistura de componentes de combustíveis fósseis e componentes de combustíveis renováveis diferentes da cetona. Por conseguinte, diversos métodos para a melhoria do material renovável de maneira a serem adequados para a utilização em combustível foram estudados no estado da técnica. Muitos destes métodos empregam amplas quantidades de hidrogênio gasoso para converter o material renovável que contém o oxigênio em composições de hidrocarbonetos adequadas para as aplicações de combustível. No entanto, uma vez que o hidrogênio gasoso principalmente é produzido a partir de fontes fósseis, ainda existe o desejo de aprimoramento em relação aos métodos que empregam menos hidrogênio gasoso, enquanto ainda fornecem os componentes de combustíveis de qualidade elevada.

[003]A 5-nonanona pode ser produzida a partir de diversas fontes renováveis. Por exemplo, a maneira mais comum de produzir a 5-nonanona a partir de ácido levulínico (LA) é a conversão de LA em Y-valerolactona (GVL)> conversão posterior de GVL em ácido pentanoico (PA), que em seguida, é convertido em 5-nonanona.

[004]A 5-nonanona mostra diversas vantagens como intermediário na produção de componentes de combustíveis. A 5-nonanona se espontaneamente separa da água, de maneira que não é necessário empregar um processo de separação dispendioso. Além disso, a 5-nonanona pode ser produzida a partir de ácido pentanoico por meio da cetonização, cujo método não requer a adição de hidrogênio, mas, no entanto, significativamente reduz o teor de oxigênio do material bioderivado. Na reação de cetonização, o oxigênio é removido na forma de dióxido de carbono e água. No entanto, a técnica anterior ainda enfrenta problemas em relação à taxa de seletividade e de conversão na produção de 5-nonanona. Consequentemente, os processos para a produção de 5-nonanona a partir de fontes renováveis em escala industrial e à taxa elevada de seletividade e de conversão são altamente desejados.

[005]A técnica anterior relativa à produção de 5-nonanona e à produção de componentes de combustíveis e outros produtos químicos através da 5-nonanona é conhecida no estado da técnica.

[006]Acredita-se que a 5-nonanona possa ser produzida a partir de LA por meio de GVL e ácido pentanoico. O ácido pentanoico, por conseguinte, pode ser convertido em 5-nonanona sobre Pd / Nb2O5. O ácido pentanoico não reagido é a principal impureza no produto de 5-nonanona, isto é, a dibutilcetona (DBK). Os pontos de ebulição da 5-nonanona e do ácido pentanoico são muito similares, de maneira que a separação destes dois compostos utilizando métodos simples de destilação é difícil. Uma série de separação e destilação de modo flash, bem como a extração opcional utilizando o metanol, podem ser utilizadas para obter uma pureza de 90% ou superior. No entanto, esta técnica necessita de destilação em larga escala e consome muita energia. Consequentemente, ainda existe a necessidade de métodos para a produção de 5-nonanona utilizando um método simplificado e com menos consumo de energia.

[007]Também é conhecida a cetonização de ácido pentanoico em 5-nonanona, seguida de hidrogenação para fornecer o nonanol e oligomerização opcional de um alceno, tal como o non-4-eno derivado a partir de nonanol para a produção de composições de hidrocarbonetos.

[008]A publicação WO 2010/151343 A1 descreve a cetonização de ácido pentanoico em 5-nonanona e a utilização de 5-nonanona como um precursor para as aplicações de combustível.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[009]A presente invenção é definida nas reivindicações independentes. Outras realizações benéficas são apresentadas nas reivindicações dependentes. De maneira específica, a presente invenção se refere a um ou mais dos seguintes itens: (1) Um método para a produção de componentes de combustíveis, o método compreende - uma etapa de preparação de fornecimento de uma matéria prima que compreende, pelo menos, 5% em peso de 5-nonanona, e - uma etapa de condensação de condensar, pelo menos, a 5- nonanona na matéria prima na presença de um catalisador de condensação para obter um produto de condensação.

[010]A reação da presente invenção fornece um composto (ou mistura de cada composto) que possui um grande número de átomos de carbono (normalmente no intervalo a partir de 13 a 18) e um teor de oxigênio inferior que o torna adequado como um componente de combustíveis e/ou como um precursor de componente de combustíveis. Além disso, uma vez que esta reação não consome nenhum hidrogênio gasoso, o produto pode ser obtido utilizando apenas um mínimo de hidrogênio gasoso que normalmente é produzido exclusivamente a partir de fontes fósseis. Por conseguinte, a presente invenção contribuiu para a proteção de gases de efeito estufa.

[011] Na presente invenção, o termo "melhoria" se refere à modificação e/ou refinamento de um componente através de uma reação química para que possa ser utilizado como componente de combustíveis. (2) O método, de acordo com o item 1, em que a matéria prima compreende, pelo menos, 7% em peso de 5-nonanona, preferivelmente, pelo menos, 10% em peso de 5-nonanona, de maior preferência, pelo menos, 15% em peso de 5-nonanona, pelo menos, 20% em peso de 5-nonanona, pelo menos, 30% em peso de 5-nonanona, pelo menos, 40% em peso de 5- nonanona, pelo menos, 50% em peso de 5-nonanona, pelo menos, 60% em peso de 5-nonanona, pelo menos, 70% em peso de 5-nonanona, pelo menos, 80% em peso de 5-nonanona, pelo menos, 90% em peso de 5-nonanona ou, pelo menos, 95% em peso de 5-nonanona.

[012] O método da presente invenção pode ser realizado utilizando teores elevados de 5-nonanona e pode até ser realizado utilizando apenas a 5- nonanona como matéria prima, de maneira que a quantidade de impurezas geradas através de reações secundárias com componentes adicionais da matéria prima pode ser minimizada. (3) O método, de acordo com o item 1 ou 2, em que nenhuma hidrogenação é realizada na etapa de condensação. Por exemplo, nesta realização, não é adicionado nenhum hidrogênio gasoso na etapa de condensação.

[013] No método da presente invenção, que está descrito em maiores detalhes abaixo, a 5-nonanona é submetida a uma reação de condensação, que resulta em uma redução adicional do teor de oxigênio das moléculas envolvidas na reação. Por conseguinte, um produto altamente deficiente em oxigênio pode ser obtido sem a necessidade de hidrogenação adicional ou simultânea. (4) O método, de acordo com qualquer um dos itens de 1 a 3, em que o catalisador de condensação é (i) um catalisador de resina de troca iônica, preferivelmente, um catalisador acídico de resina de troca iônica, (ii) um catalisador ácido ou básico selecionado a partir do grupo de um catalisador de óxido de metal, um catalisador de hidróxido de metal, um catalisador de alcóxido de metal, um catalisador de carbonato de metal ou um catalisador de fosfato de metal ou (iii) um catalisador de óxido de metal misto ou um catalisador de óxido de metal suportado.

[014] Estes catalisadores mostraram fornecer uma boa atividade e uma adequação elevada para o método da presente invenção. (5) O método, de acordo com qualquer um dos itens de 1 a 4, em que - a etapa de condensação é realizada no fluxo de um gás de arraste, tal como o nitrogênio, hidrogênio, dióxido de carbono, metano ou água.

[015] Nesta realização do item 5, o gás de arraste é um gás que não reage com a matéria prima ou com o produto da etapa de condensação. De maneira específica, o hidrogênio gasoso nesta realização exclusivamente é utilizado como um veículo, não um reagente. Em outras palavras, as condições de reação na etapa de condensação são tais que não ocorre uma reação de hidrogenação, embora o hidrogênio gasoso esteja presente na mistura de reação. (6) O método, de acordo com qualquer um dos itens 1 a 5, que ainda compreende uma etapa de hidrogenação de hidrogenar o produto de condensação para obter um produto de condensação hidrogenado.

[016] Embora o produto de condensação possua um teor baixo de oxigênio, pode ser desejável produzir, por exemplo, uma composição de hidrocarbonetos, isto é, uma composição que essencialmente consiste em hidrocarbonetos e que não contém nenhum oxigênio (exceto as impurezas). Por conseguinte, o produto de condensação ainda pode ser tratado através da hidrogenação. Uma vez que o produto de condensação já possui um teor de oxigênio muito baixo, a reação de hidrogenação apenas necessita de pequenas quantidades de hidrogênio gasoso, de maneira que, por exemplo, uma composição de hidrocarbonetos adequada como combustível pode ser obtida utilizando apenas quantidades baixas de hidrogênio gasoso. (7) O método, de acordo com o item 6, em que o produto de condensação hidrogenado é uma composição de hidrocarbonetos, preferivelmente, um alcano ou uma mistura de alcanos.

[017]As composições de hidrocarbonetos são altamente adequadas como componentes de combustíveis. De maneira específica, uma vez que os combustíveis convencionais principalmente compreendem os hidrocarbonetos, as composições de hidrocarbonetos obtidas através do método da presente invenção podem ser misturadas com componentes de combustíveis convencionais em amplos intervalos e até mesmo podem ser utilizadas diretamente como combustível, por exemplo, como combustível diesel, combustível gasolina ou combustível para jatos.

[018] De maneira específica, o combustível da presente invenção pode ser uma mistura de compostos, em que os componentes principais, preferivelmente, 50% em volume, são os hidrocarbonetos contendo de 4 a 25 átomos de carbono. O combustível diesel pode ser uma mistura de compostos, em que os componentes principais, preferivelmente, 50% em volume ou superior, são os hidrocarbonetos contendo de 11 a 25 átomos de carbono. O combustível para jato pode ser uma mistura de compostos, em que os componentes principais, preferivelmente, 50% em volume ou superior, são os hidrocarbonetos contendo de 9 a 16 átomos de carbono. A gasolina pode ser uma mistura de compostos, em que os componentes principais, preferivelmente, 50% em volume ou superior, são os hidrocarbonetos contendo de 4 a 9 átomos de carbono. (8) O uso do produto de condensação obtido através do método, de acordo com qualquer um dos itens de 1 a 5 ou do produto de condensação hidrogenado obtido através do método, de acordo com o item 6 ou 7 como componente de combustíveis. (9) Uma mistura de combustível diesel, para jato ou gasolina que compreende o produto de condensação obtido através do método de acordo com qualquer um dos itens de 1 a 5 ou o produto de condensação hidrogenado obtido através do método de acordo com o item 6 ou 7 como componente de combustíveis.

[019]A mistura de combustível pode consistir no componente de combustíveis mencionado acima do item 8 ou 9 ou pode ser uma mistura que compreende, pelo menos, o componente de combustíveis mencionado acima dos itens 8 ou 9, além de, pelo menos, um componente de combustíveis fósseis e uma fonte renovável componente de combustíveis.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[020]A Figura 1 é um esquema que mostra uma rota para a síntese de componentes de combustíveis de hidrocarbonetos a partir de 5-nonanona.

[021]A Figura 2 é um diagrama que mostra a influência da taxa de fluxo de nitrogênio na conversão de 5-nonanona e na formação de produto de dímero em um método de melhoria de 5-nonanona, de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[022] Em geral, a presente invenção se refere aos métodos de melhoria de 5-nonanona, preferivelmente, a 5-nonanona a partir de uma fonte renovável, ao método para a produção de componentes de combustíveis e ao combustível contendo os componentes melhorados de combustíveis.

[023]A seguir, uma descrição detalhada da presente invenção será fornecida etapa a etapa.

MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE 5-NONANONA

[024] Um aspecto parcial da presente invenção se refere à produção de 5-nonanona, por exemplo, a partir de uma fonte renovável com seletividade elevada (preferivelmente, superior a 95% em volume) e conversão elevada (preferivelmente, superior a 95% em volume). Preferivelmente, é que a 5-nonanona que é melhorada, de acordo com a presente invenção, seja produzida utilizando o método descrito abaixo.

[025] O ácido levulínico (LA) é um material bruto adequado que pode ser derivado a partir de fontes renováveis em grandes quantidades em escala industrial.

[026] Uma rota de reação esquemática de produção de 5- nonanona de LA, que pode ser utilizada no método da presente invenção, é a seguinte:

[027] Outras cetonas também podem ser derivadas a partir de LA, por exemplo, por meio de intermediários de ácido carboxílico contendo de 2 a 6 átomos de carbono. Quando utilizando um único tipo de ácido carboxílico, por exemplo, o ácido pentanoico, uma cetona simétrica será produzida. Uma vez que se utilizam dois tipos de ácidos carboxílicos, por exemplo, o R1COOH e R2COOH, será formada uma mistura de duas cetonas simétricas (R1C(O)R1 e R2C(O)R2) e uma cetona assimétrica (R1C(O)R2). Se três ou mais ácidos carboxílicos diferentes estiverem presentes, uma mistura de cetonas ainda mais diferentes será obtida.

[028] Os métodos para a produção de ácido pentanoico (PA) a partir de LA em rendimentos razoáveis são conhecidos no estado da técnica e qualquer método conhecido para a produção de ácido pentanoico pode ser utilizado na presente invenção. Em uma realização, o LA derivado a partir de uma fonte renovável é submetido à hidrogenação para produzir o GVL. O GVL é posteriormente ou simultaneamente convertido em ácido pentanoico através de hidrogenação. Qualquer catalisador adequado pode ser utilizado nas reações de hidrogenação, mas, preferivelmente, é um catalisador bifuncional, que contém funcionalidade ácida (que possui, por exemplo, os zeólitos, SAPO ou IER como componente de catalisador) e funcionalidade de metal (que possui, por exemplo, o Pt ou Pd como um componente de catalisador) de maneira que a abertura do anel de GVL para o ácido pentanoico e a hidrogenação do ácido pentanoico em PA possam prosseguir simultaneamente.

[029]Qualquer outro esquema de reação pode ser utilizado para a produção de ácido pentanoico, preferivelmente, a partir de uma fonte renovável. Além disso, o esquema de reação não se limita as rotas que empregam o LA como material bruto, embora esta rota seja preferivelmente.

[030]A técnica anterior descreve diversos métodos para a produção de 5-nonanona a partir de ácido pentanoico. No entanto, nenhuma das técnicas da técnica anterior alcança seletividade elevada e conversão elevada. De maneira específica, os métodos conhecidos alcançam uma seletividade de no máximo 90% em peso, em que o resíduo principal é o ácido pentanoico (PA). Isso provoca problemas no procedimento adicional. O PA deve ser separado utilizando os métodos complicados ou o PA conduz às reações secundárias no processamento posterior.

[031] Um método de produção de 5-nonanona, preferivelmente, da presente invenção, no entanto, emprega um catalisador de óxido específico constituído por um óxido de metal alcalino e, pelo menos, um outro óxido de metal que é diferente do óxido de metal alcalino e alcança a conversão quase completa do ácido carboxílico em 5-nonanona, preferivelmente, superior a 95% em volume em relação a todos os produtos de reação orgânicos líquidos. Consequentemente, não existe necessidade de técnicas de separação complicadas que aprimore a eficiência energética global do processo.

[032] O catalisador de óxido pode ser um óxido misto, um óxido de solução sólida ou um catalisador em que um óxido de metal é suportado em outro óxido de metal. O óxido de metal alcalino pode ser suportado em, pelo menos, um outro óxido de metal. O catalisador de óxido ainda pode ser suportado em um suporte diferente de um óxido de metal.

[033] Em uma realização, o óxido de metal alcalino é o K2O, que mostrou fornecer uma excelente eficiência de conversão. Pelo menos, um outro óxido de metal pode ser selecionado a partir do grupo que consiste em titânia, sílica, ceria, zircônia e Y-alumina, ou misturas, óxidos mistos ou suas soluções sólidas. Pelo menos, um outro óxido de metal pode ser o óxido misto com a ceria-zircônia, titânia ou uma mistura de alumina e titânia. Em uma realização, pelo menos, um outro óxido de metal compreende, pelo menos, a titânia. É especialmente preferivelmente que o catalisador de óxido seja o K2O / TiO2 em que com o catalisador foi alcançada uma boa conversão.

[034]A reação pode ser realizada em um reator do tipo descontínuo ou em um reator do tipo de fluxo contínuo. A temperatura de reação pode estar no intervalo a partir de 300° C a 450° C, preferivelmente, no intervalo a partir de 360° C a 390° C.

[035]A velocidade espacial horária do tempo WHSV pode estar no intervalo de 0,2 h-1 a 5,0 h-1, dependendo do dimensionamento dos parâmetros do processo. A pressão (absoluta) pode estar no intervalo de 1,0 bar a 25,0 bar, por exemplo, de 10 ± 2 bar ou de 20 ± 2 bar.

[036]A reação pode ser realizada na presença de um gás de arraste, tal como o nitrogênio, hidrogênio, dióxido de carbono, H2O (vapor de água) ou metano, preferivelmente, o H2, CO2 ou H2O. Estes gases podem ser misturados na mistura de reação e/ou podem ser formados no curso da reação. O gás de arraste pode ser utilizado para expulsar os produtos de reação gasosos ou voláteis da mistura do produto, tal como o H2O ou CO2.

[037]Além disso, um solvente pode ser utilizado na reação. A reação não necessita da presença de um solvente. Se a reação for realizada na presença de um solvente, o seu teor é de 50% em volume ou inferior. Além disso, preferivelmente, é que não seja utilizado nenhum solvente.

[038] Embora não seja desejado ficar ligado à teoria, o método de produção de 5-nonanona, em geral, é referido como uma reação de cetonização. O método fornece o benefício de que um produto altamente deficiente em oxigênio, tal como a 5-nonanona, que possui um teor de oxigênio de cerca de 11% em peso, possa ser produzido a partir de PA, que possui um teor de oxigênio de cerca de 31% em peso sem a necessidade de adicionar o hidrogênio gasoso. Consequentemente, preferivelmente, é que não seja adicionado nenhum hidrogênio gasoso na reação de cetonização enquanto se forma a 5-nonanona a partir de ácido pentanoico.

[039] No método de melhoria, de acordo com a presente invenção, a 5-nonanona, em geral, é utilizada como um componente da matéria prima. Em uma realização alternativa, é possível que uma cetona adicional, tal como o R1C(O)R2, em que R1 e R2 possam ser idênticos ou diferentes e podem ser grupos alquila, preferivelmente, os grupos alquila lineares, contendo de 1 a 5 átomos de carbono; com a condição de que a cetona adicional diferente da 5- nonanona, seja utilizada em adição ou em vez de 5-nonanona. Uma vez que uma outra cetona é utilizada em adição à 5-nonanona, o teor da cetona adicional na matéria prima é inferior a 95% em peso e pode ser 90% em peso ou inferior, 80% em peso ou inferior, 70% em peso ou inferior, 60% em peso ou inferior, 50% em peso ou inferior, 40% em peso ou inferior, 30% em peso ou inferior, 20% em peso ou inferior, ou 10% em peso ou inferior. A cetona adicional, preferivelmente, é derivada a partir do ácido levulínico, de maior preferência, utilizando o método descrito acima. Além disso, a cetona adicional pode ser uma cetona única, por exemplo, simétrica ou assimétrica ou pode ser uma mistura de cetonas, conforme descrito acima.

[040] De acordo com o método de produção de 5-nonanona, a 5- nonanona é produzida com seletividade elevada, em geral, superior a 95% em volume e conversão elevada, em geral, superior a 95% em volume, que elimina a necessidade de reciclagem de ácidos não convertidos ou etapas de separação. Por conseguinte, é especialmente preferivelmente que não seja realizada nenhuma separação diferente da remoção de água e dos componentes gasosos. A 5-nonanona se separa espontaneamente da água. Por conseguinte, nesta realização, uma técnica simples de separação de fases pode ser utilizada com eficiência elevada. A separação da água como vapor é uma opção adicional.

CONVERSÃO DE 5-NONANONA EM COMPONENTES DE COMBUSTÍVEIS GASOLINA, DIESEL E/OU PARA JATOS

[041] Na presente invenção, o termo “combustível” se refere a uma mistura de compostos. De maneira específica, o combustível da presente invenção é um combustível do motor de combustão, tal como um combustível diesel, um combustível gasolina ou um combustível para jatos.

[042] Mais especificamente, o combustível da presente invenção pode ser uma mistura de compostos, em que os componentes principais, preferivelmente, 50% em volume ou superior, são os hidrocarbonetos contendo de 4 a 25 átomos de carbono. O combustível diesel pode ser uma mistura de compostos, em que os componentes principais, preferivelmente, 50% em volume ou superior, são os hidrocarbonetos contendo de 11 a 25 átomos de carbono. O combustível para jato pode ser uma mistura de compostos, em que os componentes principais, preferivelmente, 50% em volume ou superior, são os hidrocarbonetos contendo de 9 a 16 átomos de carbono. A gasolina pode ser uma mistura de compostos, em que os componentes principais, preferivelmente, 50% em volume ou superior, são os hidrocarbonetos contendo de 4 a 9 átomos de carbono.

[043] Na presente invenção, a 5-nonanona ainda pode ser de convertida através da hidrogenação, opcionalmente resultando em composições de hidrocarbonetos que são adequadas como combustível ou como componentes de combustíveis.

[044] De maneira específica, a 5-nonanona pode ser convertida em n-nonana utilizando qualquer catalisador convencional, por exemplo, o catalisador de hidrotratamento com o sulfato de NiMo / alumina. O HDO de 5- nonanona completo em n-nonana pode ser alcançado, por exemplo, a 240° C e 40 bars com WHSV = 1 e proporção de H2 / óleo de 300 a 500 NL/L ou a 265° C com WHSV = 2 ou 290C com WHSV = 3. Se forem utilizadas condições de reação muito severas, a decomposição de cetona em cetona de metila pode ocorrer.

[045]A 5-nonanona pode ser combinada com os óleos de triglicerídeos / ácidos graxos e, em seguida, submetida ao processamento de tipo óleo vegetal hidrogenado (HVO), tal como a tecnologia NEXBTL renovável inventada por Neste Corporation, cuja tecnologia inclui o HDO e procedimentos de isomerização. O produto de tal procedimento que utiliza a 5-nonanona como a matéria prima é isoparafínico, similar a um produto de HVO, mas que possui um ponto de ebulição inferior (isoparafinas C4-C9) do que as isoparafinas com ácido graxo (C15-C18). Por conseguinte, esta fração derivada a partir de 5- nonanona pode facilmente ser separada a partir de componentes diesel renováveis derivados a partir dos óleos de triglicerídeos / ácidos graxos e é adequada para os componentes de combustíveis gasolina e/ou para jatos. Outro fenômeno benéfico é que o HDO para a produção de 5-nonanona a partir de 5-nonanona precisa de muito menos hidrogênio do que o HDO de triglicerídeos e, por conseguinte, produz muito menos calor de reação. Por conseguinte, a 5-nonanona pode ser utilizada como agente de diluição para os óleos vegetais, que criam muito calor de reação. Isso também significa que a diluição de alimentação do produto atualmente introduzida pode reduzir. Este fenômeno aumenta a eficiência e rendimento do processo HDO.

[046] Consequentemente, a utilização combinada de um óleo à base de óleo, por exemplo, o óleo de ácido graxo e materiais brutos graxos e 5-nonanona em uma etapa do processo HDO fornecem efeitos sinérgicos na medida em que o controle do processamento é facilitado e o uso do produto da reação como um diluente é evitado ou reduzido enquanto a separação dos produtos é fácil. Tal combinação, por conseguinte, é preferivelmente.

[047]Também é possível implementar a hidrogenação parcial da 5-nonanona, conversão de 5-nonanona em 5-nonanol, que também pode ser utilizada como componente de combustíveis e possuir melhor rendimento do produto em comparação com HDO completo de 5-nonanona em nonana.

[048]A isomerização posterior de n-nonana sobre um catalisador de isomerização na presença de hidrogênio gasoso resulta em uma mistura de alcanos ramificados de C4 a C9 que são adequados como componentes de combustíveis.

[049]A n-nonana até pode ser utilizada sem isomerização, uma vez que possui boas propriedades de frio. Além disso, fornece excelentes propriedades de frio, de maneira que a n-nonana também é adequada para a utilização em misturas de combustível para jatos.

[050] O número de cetano de n-nonana é de cerca de 60. Em geral, o número de octanas reduz, à medida que o comprimento da cadeia do hidrocarboneto aumenta e, para as moléculas C9, o número de octanas até mesmo pode ser inferior a 0. No entanto, no experimento, foi obtido um índice de octanas de 48,4 após a isomerização. Além disso, a isomerização aprimora as propriedades frias e aumenta o número de octanas.

[051]A reação de isomerização pode ser realizada utilizando qualquer catalisador de isomerização convencional e, preferivelmente, é realizada na presença de hidrogênio gasoso na hidroisomerização. A temperatura de reação, preferivelmente, está no intervalo a partir de 220° C a 350° C, dependendo do dimensionamento dos parâmetros do processo. A proporção de gás de hidrogênio / óleo, em que o óleo se refere ao material orgânico líquido utilizado como alimentação, preferivelmente, está no intervalo de 100 a 500 NL/L, dependendo do dimensionamento dos parâmetros do processo. A reação pode ser realizada sob uma pressão (absoluta) de 10 a 80 bar, preferivelmente, de 15 bar ou superior, ou de 20 bar ou superior, de maior preferência, de 60 bar ou inferior, ou de 50 bar ou inferior. A reação pode ser realizada em um reator de tipo descontínuo ou em um reator de tipo fluxo, preferivelmente, em um reator de tipo fluxo.

[052]A composição de hidrocarbonetos isomerizada resultante pode ser diretamente utilizada como combustível gasolina, diesel e/ou para jatos ou pode ser misturada com o combustível renovável ou com o combustível convencional, isto é, o combustível fóssil ou uma mistura de componentes de combustíveis fósseis e componentes de combustíveis renováveis, tal como o bioetanol. O teor da composição de hidrocarbonetos isomerizado em uma mistura, preferivelmente, é de 10% em peso ou superior, de 20% em peso ou superior, de 30% em peso ou superior, ou de 40% em peso ou superior, e até mesmo pode ser 100% em peso, ou pode ser de 60% em peso ou inferior.

CONDENSAÇÃO DE 5-NONANONA

[053]A presente invenção ainda se refere à condensação de 5- nonanona para a produção de componentes de combustíveis. A 5-nonanona, preferivelmente, é produzida através do processo de produção de 5-nonanona descrito acima. A reação de condensação, preferivelmente, é uma reação que necessariamente não necessita da adição de hidrogênio e é referida como uma condensação de aldol, embora não seja desejado estar ligado à teoria.

[054]A reação de condensação pode ser realizada para condensar duas ou mais moléculas de 5-nonanona para a produção de uma unidade C18 ou C27. Outras reações no curso da reação de condensação podem provocar craqueamento ou oligomerização para fornecer os produtos de reação secundários, por exemplo, as cetonas contendo 1 átomo de oxigênio e cerca de 18 a 35 átomos de carbono, preferivelmente, de 18 a 27 átomos de carbono. Outros craqueamentos podem provocar os alcenos, por exemplo, os alcenos C13.

[055] Um esquema de reação para uma reação de dimerização de 5-nonanona é fornecido abaixo, mostrando os principais produtos de reação quando emprega um catalisador de resina de troca iônica:

[056] Uma descrição detalhada do esquema de reação acima é fornecida na Figura 1, embora não seja desejado ficar ligado a um esquema de reação específico. Conforme pode ser observado na Figura 1, a dimerização de 5-nonanona pode resultar em uma espécie C18 que possui um grupo álcool e um grupo ceto. Esta espécie C18 pode ser convertida em uma olefina C13, por exemplo, como um componente de combustíveis diesel através da remoção de água e ácido pentanoico. Esta reação prossegue sem adição de hidrogênio gasoso. O ácido pentanoico pode ser reciclado para a produção de 5- nonanona, preferivelmente, utilizando o método mencionado acima. Se a olefina C13 não for utilizada diretamente como componente combustível, pode ser submetida à hidrogenação para fornecer uma parafina C13. Em uma rota alternativa, as espécies C18 podem ser submetidas à clivagem de água, que resulta em um ceto-alceno C18. Este ceto-alceno pode ser submetido à hidrogenação (HDO) para produzir uma parafina C18. Deve ser observado que o esquema acima mostra compostos específicos, mas o técnico no assunto irá reconhecer que esses esquemas também englobam as formas isoméricas desses compostos.

[057]A reação pode ser realizada de maneira similar utilizando a 5-nonanona e qualquer outra cetona ou cetona adicional, tal como a acetona, ou qualquer outro composto contendo o grupo carbonila, tal como o LA. No entanto, preferivelmente, é que a reação principalmente resulte em dimerização e/ou oligomerização de 5-nonanona. Quanto maior for o teor de 5-nonanona, maior será a probabilidade de uma reação entre duas ou mais moléculas de 5- nonanona. Consequentemente, preferivelmente, é que a reação seja realizada com uma matéria prima que compreende, pelo menos, 5% em peso de 5- nonanona em relação a todos os componentes orgânicos na matéria prima. O teor pode ser de 10% em peso ou superior, de 15% em peso ou superior, de 20% em peso ou superior, de 25% em peso ou superior, de 35% em peso ou superior, ou de 45% em peso ou superior.

[058]Além disso, uma vez que a reação necessariamente não necessite um solvente, o teor de 5-nonanona na matéria prima até mesmo pode ser 100% em peso. Se a reação for realizada na presença de um solvente, o seu teor, preferivelmente, é inferior a 50% em peso, inferior a 30% em peso, inferior a 20% em peso, inferior a 10% em peso ou inferior a 5 % em peso em relação a todos os compostos líquidos, isto é, em relação à matéria prima como um todo. É possível que não seja utilizado nenhum solvente.

[059] Conforme pode ser observado a partir do esquema de reação acima, a reação de condensação resulta em uma redução adicional do teor de oxigênio e produz a água como principal subproduto. Uma vez que esta reação não necessita da adição de hidrogênio, contribui ainda mais para a proteção de gases de efeito estufa.

[060]Qualquer catalisador de condensação adequado pode ser utilizado para promover a condensação de 5-nonanona. Os exemplos específicos de catalisadores de condensação ácidos ou básicos são um catalisador de resina de troca iônica, tal como um catalisador acídico de resina de troca iônica, um catalisador composto por um composto de metal básico, tal como um catalisador de hidróxido de metal ou um catalisador de óxido de metal, um catalisador composto de um composto de metal ácido, tal como um catalisador de fosfato de metal ou um catalisador de óxido de metal, um catalisador composto por, pelo menos, dois óxidos de metal, tal como um catalisador de óxido de metal misto ou um catalisador de óxido de metal suportado.

[061] O catalisador pode ser um catalisador para a catálise homogênea ou para a catálise heterogênea.

[062] Como os produtos comercialmente disponíveis de catalisador de resina de troca iônica podem ser utilizados, tais como o Amberlyst-15, 16, 35, 36, 39 ou 70. Os catalisadores de resina de troca iônica em geral, são os catalisadores para a catálise heterogênea.

[063]Ao empregar um catalisador de resina de troca iônica, a temperatura de reação, preferivelmente, é de 80° C ou superior, de maior preferência, de 90° C ou superior, de 100° C ou superior ou de 110° C ou superior, de maior preferência ainda, de 170° C ou inferior, de 160° C ou inferior, de 140° C ou inferior, ou de 130° C ou inferior. A utilização de temperaturas de reação moderadas possibilita a produção de produtos de reação de peso molecular elevado, por exemplo, os "dímeros" de 5-nonanona enquanto reduz o risco de reações secundárias indesejadas. A reação pode ser conduzida a uma pressão de 0,2 a 100,0 bar, preferivelmente, de 0,5 a 50,0 bar, de maior preferência, de 1,0 a 20,0 bar. A velocidade espacial horária em peso (kg de matéria prima / kg de catalisador * h) pode estar no intervalo a partir de 0,05 h-1 a 2,00 h-1, preferivelmente, de 0,10 h-1 a 1,50 h-1, de maior preferência, de 0,15 h-1 a 1,00 h- 1, de maior preferência ainda, de 0,20 h-1 a 0,75 h-1.

[064] O catalisador básico pode ser qualquer catalisador básico convencional, por exemplo, um catalisador para a catálise homogênea ou para a catálise heterogênea e pode incluir os hidróxidos de metal, tais como o NaOH, KOH ou Ca(OH)2, um óxido de metal, tal como o CaO, um alcóxido de metal, tal como o NaOCH3, ou um sal de metal, tal como o K2CO3. Os catalisadores de hidróxido de metal e catalisadores de alcóxido de metal principalmente são empregados para a catálise homogênea, embora não estejam limitados. Ao empregar um catalisador básico, a temperatura de reação, preferivelmente, é de 70° C ou superior, de 80° C ou superior, de 90° C ou superior ou de 100° C ou superior, de maior preferência, superior a 195° C ou inferior, 160° C ou inferior, 140° C ou inferior ou 120° C ou inferior. Neste caso, preferivelmente, é que a água seja contida na mistura de reação antes do início da reação, preferivelmente, em uma quantidade de 2 a 30% em peso em relação a todos os componentes líquidos da mistura de reação, mas é possível que não exista água presente. Um álcool, tal como o metanol, etanol ou propanol, pode estar presente em vez de, de maneira adicional, à água em uma quantidade de 2 a 30% em peso em relação a todos os componentes líquidos da mistura de reação. A base pode ser um hidróxido, carbonato ou fosfato de um metal alcalino ou alcalino terroso, preferivelmente, um hidróxido, carbonato ou fosfato de um de Na, Li, Be, Mg, K, Ca, Sr ou Ba, ou uma de suas combinações, de maior preferência, o hidróxido de sódio, hidróxido de potássio ou hidróxido de lítio ou uma de suas combinações.

[065] O catalisador de óxido, tal como o catalisador de óxido de metal, pode ser qualquer um convencional e pode ser um catalisador de óxido ácido, por exemplo, um catalisador a base de óxido de tungstênio, por exemplo, WO3 e, preferivelmente, é um catalisador de óxido de metal que compreende, pelo menos, dois óxidos de metal diferentes como uma mistura, incluindo o caso em que um óxido de metal é suportado sobre outro óxido de metal, como um óxido misto ou como uma solução sólida. O catalisador de óxido de metal, preferivelmente, é um catalisador de óxido de metal sólido para a catálise heterogênea. Os exemplos de um catalisador de óxido de metal misto incluem o MgO^Al2O3 (básico), SiO2^Al2O3 (ácido), e os exemplos de um catalisador de óxido de metal suportado incluem o K / Al2O3 (básico) e WO3 / ZrO2 (ácido).

[066]Ao empregar um catalisador de óxido de metal, a temperatura de reação pode ser de 70° C ou superior, preferivelmente, de 80° C ou superior, de 90° C ou superior, de 110° C ou superior, de 130° C ou superior, de 150° C ou superior, de 180° C ou superior, ou de 200° C ou superior, de maior preferência, de 300° C ou inferior, de 280° C ou inferior, de 250° C ou inferior ou de 240° C ou inferior. No caso de utilizar um catalisador de óxido de metal que compreende dois óxidos de metal, isto é, dois óxidos de metal sendo diferentes entre si, qualquer combinação de dois ou mais óxidos pode ser selecionada a partir de óxidos de Be, B, Mg, Al, Si, P, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Cd, Sn, Sb, Ba, W, Re, Bi, La, ou Ce. A reação pode ser conduzida a uma pressão de 0,5 a 100 bar, preferivelmente de 1,0 a 50 bar, de maior preferência, de 1,0 a 20 bar. A velocidade espacial horária em peso (kg de matéria prima / kg de catalisador * h) pode estar no intervalo a partir de 0,05 h-1 a 2,0 h-1, preferivelmente, de 0,1 h-1 a 1,8 h-1, de maior preferência, de 0,2 h-1 a 1,5 h-1, de maior preferência ainda, de 0,25 h-1 a 1,25 h-1.

[067]A reação pode ser realizada em um reator de tipo descontínuo ou em um reator de tipo de fluxo contínuo.

[068]A reação pode ser realizada no fluxo de um gás de arraste, tal como o nitrogênio, hidrogênio, dióxido de carbono, metano ou água. Um fluxo de gás de arraste pode aumentar a taxa de conversão total de 5- nonanona. Em especial, ao preparar os combustíveis diesel, o produto mais desejado da reação de condensação é o produto de dimerização C18, de maneira que o fluxo de gás de arraste deve ser mantido inferior, preferivelmente, inferior a 10,0 NL por L de matéria prima, de maior preferência, inferior a 5,0 NL/L, inferior a 2,0 NL/L, inferior a 1,0 NL/L, inferior a 0,5 NL/L, ou inferior a 0,3 NL/L, mas pode estar superior a 0 NL/L, preferivelmente, superior a 0,05 NL/L. Também é possível não utilizar nenhum gás de arraste.

[069]Além disso, deve ser observado que a reação de condensação da presente invenção não consome o hidrogênio gasoso, mas ainda reduz o teor de oxigênio do material orgânico. Isto é, no caso de produzir um produto de dimerização tal como o produto C18 mostrado no esquema acima, o produto possui um teor de oxigênio de cerca de 7% em peso enquanto o material bruto (5-nonanona) possui um teor de oxigênio de cerca de 11% por peso.

[070] Em vista da proteção de gases de efeito estufa, por conseguinte, preferivelmente, é que não se adicione nenhum hidrogênio gasoso à mistura de reação na etapa da reação de condensação. Por outro lado, pequenas quantidades de hidrogênio gasoso podem aumentar a estabilidade do catalisador, especialmente no caso de utilizar um catalisador acídico de resina de troca iônica, de maneira que a adição de baixas quantidades de hidrogênio para aumentar a estabilidade do catalisador pode ser benéfica.

[071] Em qualquer caso, a reação de condensação da presente invenção é uma reação de condensação, em que a 5-nonanona é diretamente condensada. Em outras palavras, a 5-nonanona não é convertida em 5-nonanol ou em um alceno, por exemplo, através da hidrogenação antes da reação de formação da ligação C-C, tal como a oligomerização de olefinas.

[072]O produto bruto da reação de condensação pode ser purificado para remover os componentes não reagidos, bem como a água e os componentes gasosos e/ou voláteis para obter o produto de condensação com maior seletividade e conversão.

UTILIZAÇÃO DE PRODUTO DE CONDENSAÇÃO E COMBUSTÍVEL QUE COMPREENDE O PRODUTO DE CONDENSAÇÃO

[073]O produto de condensação de 5-nonanona do método da presente invenção é altamente deficiente em oxigênio, enquanto que apenas uma quantidade mínima de hidrogênio é consumida no curso do processo de produção.

[074]A fim de manter este efeito excelente de proteção de gases de efeito estufa, o produto de condensação de 5-nonanona, normalmente uma mistura de cetona C18, opcionalmente a olefina C13 e baixas quantidades de outros componentes podem ser diretamente utilizados como componente de combustíveis sem a hidrogenação.

[075]Consequentemente, a presente invenção ainda fornece um uso do produto de condensação como um componente de combustíveis, preferivelmente, como um componente de combustíveis em uma mistura de combustível diesel e/ou uma mistura de combustível para jato, e uma mistura de combustível, preferivelmente, uma mistura de combustível diesel e/ou uma mistura de combustível para jato, que compreende, o produto de condensação.

[076]O teor do produto de condensação na mistura de combustível pode ser de 2% em peso ou superior, preferivelmente, de 5% em peso ou superior, de 10% em peso ou superior, de 15% em peso ou superior, ou de 20% em peso ou superior, de maior preferência, de 50% em peso ou inferior, de 40% em peso ou inferior, de 30% em peso ou inferior, ou de 25% em peso ou inferior.

HIDROGENAÇÃO DO PRODUTO DE CONDENSAÇÃO, USO DO PRODUTO DE CONDENSAÇÃO HIDROGENADO E COMBUSTÍVEL QUE COMPREENDE O PRODUTO DE CONDENSAÇÃO HIDROGENADO

[077]A fim de aprimorar ainda mais as propriedades ou a compatibilidade do produto de condensação como um componente de combustíveis, o produto de condensação pode ser submetido a uma reação de hidrogenação. Por exemplo, o número de cetano irá aumentar quando o alceno, tal como o alceno C13, for convertido na parafina correspondente. Uma vez que combinado com outros métodos da presente invenção, o processo geral que inicia a partir de LA como uma fonte renovável pode ser resumido da seguinte maneira:

[078]A reação de hidrogenação pode ser uma reação para uma remoção seletiva de uma ligação dupla que está presente no produto de condensação, por exemplo, no produto de condensação C18 ou C13, uma reação para seletivamente remover um grupo ceto que está presente no produto de condensação, ou uma hidrogenação completa, por conseguinte, produzindo uma composição de alcano / parafina. Qualquer um destes tratamentos de hidrogenação pode ser uma hidrogenação de uma etapa única ou uma hidrogenação de duas etapas, preferivelmente, hidrogenação de duas etapas. Especialmente no caso de uma hidrogenação completa, pode ser benéfico empregar um processo de etapas múltiplas (2 etapas).

[079]Qualquer método conhecido que empregue qualquer catalisador conhecido pode ser utilizado para hidrogenar ou hidrodeoxigenar o produto de condensação. Preferivelmente, o catalisador de hidrogenação compreende um metal de hidrogenação sobre um suporte, tal como, por exemplo, um metal catalisador de hidrogenação ou HDO selecionado a partir de um grupo que consiste em Pd, Pt, Ni, Co, Mo, Ru, Rh, W ou quaisquer de suas combinações. Por exemplo, um catalisador NiMo sulfidado pode ser utilizado na reação de hidrogenação.

[080]A hidrogenação pode ser conduzida a uma temperatura no intervalo a partir de 100 a 500° C, preferivelmente, de 250 a 380° C, e a uma pressão no intervalo a partir de 10 a 150 bar, preferivelmente, de 30 a 80 bar.

[081]A presente invenção ainda fornece um uso do produto de condensação hidrogenado como um componente de combustíveis, preferivelmente, como um componente de combustíveis em uma mistura de combustível diesel e uma mistura de combustível, preferivelmente, uma mistura de combustível diesel, que compreende o produto de condensação hidrogenado.

[082] O teor do produto de condensação hidrogenado na mistura de combustível não é especialmente limitado e pode ser de 5% em peso ou superior, preferivelmente, de 10% em peso ou superior, de 20% em peso ou superior, de 25% em peso ou superior, de 30% por peso ou superior, de 40% em peso ou superior, de 50% em peso ou superior, de 60% em peso ou superior, de 70% em peso ou superior, de 80% em peso ou superior, de 90% em peso ou superior, de 95% em peso ou superior, ou de 99% em peso ou superior.

EXEMPLOS

[083]A presente invenção ainda é ilustrada por meio de Exemplos. No entanto, deve ser observado que a presente invenção não se destina a ser limitada às realizações exemplificativas apresentadas nos Exemplos.

EXEMPLO 1

[084] No experimento de isomerização de n-nonana foi testado, se o tratamento de isomerização de n-nonana podia aprimorar as propriedades do combustível. As condições durante a execução do teste de isomerização de n- nonana em i-nonanos em um reator de tipo fluxo foram: catalisador de isomerização convencional como catalisador, temperaturas iniciais do reator de 310° C e 330° C, respectivamente, pressão de 40 bar, alimentação de WHSV 0,4 h-1 e proporção de hidrogênio / óleo de 300 NL/L. TABELA 1 RESULTADOS DA ISOMERIZAÇÃO DE N-NONANA

[085] Na presente invenção, os teores relativos (% em peso) de materiais em uma mistura líquida / em uma combinação líquida podem ser determinados a partir da área GC na análise GC-MS.

[086]A conversão de n-nonana em i-nonanos aumenta com o aumento da temperatura. O aumento de temperatura de 310° C a 330° C aumentou a conversão de 84% para 90%.

[087] O produto isomerizado (330° C) foi analisado para a composição detalhada através da cromatograma de alimentação GC. O produto possuía 16,7% em peso de n-parafinas e 82,8% em peso de i- parafinas. A composição do produto possuía 26% de 4-metil-octana, 25% de 3- metil-octana, 16% de 2-metil-octana, 16% de n-nonana, 7% de 3,5-dimetil- heptano, 4% de 2,6- dimetil-heptano, 3% de 2,3-dimetil-heptano, 2% de dimetil- heptano e 3% de outros componentes.

[088] O número de cetano de n-nonana é de cerca de 60, enquanto o número de cetano do componente de teste após a isomerização (310° C) reduziu para 51,2 durante a isomerização. O número de octanas do componente após a isomerização (330° C) foi medido para ser 48,4. Em geral, o número de octanas reduz, à medida que o comprimento da cadeia aumenta e, para as moléculas de C9, o número de octanas até mesmo pode estar abaixo de 0. No entanto, no experimento, foi alcançado um número de octanas de 48.4.

EXEMPLO 2

[089]A 5-nonanona foi submetida à condensação de aldol em diversas condições, por conseguinte, principalmente formando os dímeros e trímeros da cetona C-9. Os dímeros e trímeros de 5-nonanona possuem potencial como componentes de combustíveis diesel.

[090] Os testes de condensação de 5-nonanona foram realizados em um reator de tipo fluxo utilizando as seguintes condições: Amberlyst 36 como catalisador, temperatura de 120° C, WHSV de 0,22 h-1, pressão ambiente.

[091] O nitrogênio foi utilizado como gás de arraste e os níveis de fluxo de 0 L/h, 1 L/h, 2 L/h e 11 L/h foram testados. Na ausência de fluxo de nitrogênio (0 L/h), foi observado uma baixa conversão de 5-nonanona. Um aumento da taxa de fluxo de nitrogênio para 2 L/h significativamente aumentou a conversão. No entanto, a distribuição do produto não foi aprimorada. O produto mais procurado é o produto do dímero C18. Em geral, foi descoberto que o aumento da taxa de fluxo de nitrogênio reduz a quantidade da fração de dímeros no produto. A distribuição total do produto é mostrada na Tabela 2. A relação entre a taxa de fluxo de nitrogênio e a conversão de 5-nonanona e a formação de dímero é mostrada na Figura 2. TABELA 2 RESULTADOS DA CONDENSAÇÃO DE ALDOL DE 5-NONANONA

[092]A conversão de 5-nonanona aumentou, à medida que uma pequena quantidade de nitrogênio foi introduzida. Com um fluxo de nitrogênio elevado, a conversão novamente reduziu. Além dos dímeros C18, são formadas a fração C13 e C5 craquejada (ácido pentanoico).

EXEMPLO 3

[093]A condensação de Aldol de 5-nonanona foi realizada em um reator descontínuo em diferentes catalisadores com e sem o N2 como um gás de arraste. As condições de reação específicas são mostradas na Tabela 3 abaixo. A influência das condições de reação na formação de dímeros de 5- nonanona foi avaliada. TABELA 3 CONDENSAÇÃO DE ALDOL NO REATOR EM BATELADA - CONDIÇÕES DE REAÇÃO

[094]A análise de cromatografia líquida (LC) resulta do experimento com a 5-nonanona como alimentação sobre o catalisador Amberlyst-36 a uma temperatura de reação de 120° C com o nitrogênio gasosos a 10 L/h que flui através do reator (Entrada 1) ou sem o nitrogênio gasosos (Entrada 2) são mostrados nas Tabelas 4 e 5 abaixo, respectivamente. Após 24 h, a conversão sob fluxo de nitrogênio foi de 46,3% e os principais produtos de reação foram produtos menores que os dímeros (< C18). TABELA 4 CONVERSÃO DE 5-NONANONA E PRODUTOS DE REAÇÃO (ENTRADA 1) - Foram detectados o ácido pentanoico, olefinas C13 e dímeros de 5-nonanona / oligômeros superiores.

TABELA 5 CONVERSÃO DE 5-NONANONA E PRODUTOS DE REAÇÃO (ENTRADA 2)

[095] De acordo com os resultados, foi possível aumentar a conversão de 5-nonanona passando o nitrogênio gasoso através do sistema do reator e, por conseguinte, deslocando o equilíbrio em relação aos produtos.

[096] No experimento com o ácido levulínico e 5-nonanona (Entrada 6), a conversão permaneceu baixa. Após um tempo de reação de 23 h, a conversão de 5-nonanona era de cerca de 20%.

[097]Além disso, a conversão de 5-nonanona também foi baixa no experimento em que a 5-nonanona reagiu sobre La / ZrOx (Entrada 4) até mesmo após um tempo de reação de 24 h. A porcentagem (%) de área (% em peso) de 5- nonanona foi de cerca de 96% ao analisar o produto com a GC-MS. À medida que a acetona foi reagida com a 5-nonanona sobre o catalisador Amberlyst-36 (Entrada 5), pequenas quantidades de produtos foram detectadas com a GC-MS.

EXEMPLO 4

[098] O produto de condensação de aldol de 5-nonanona produzido em um reator descontínuo (Tabela 4 a partir do Exemplo 3) foi submetido ao HDO sobre catalisador de NiMo a uma temperatura de 310° C, uma pressão de 60 bar e um tempo de reação de 20 h, para remover o oxigênio da mistura do produto. O produto final foi analisado com a GC-MS. As propriedades da amostra podem ser observadas na Tabela 6. As estruturas dos produtos HDO foram caracterizadas com a GC-MS; cf. Tabela 7 abaixo. TABELA 6 PROPRIEDADES DO PRODUTO

TABELA 7 PRODUTOS DETECTADOS COM A GC-MS

EXEMPLO 5

[099] O produto de condensação de aldol de 5-nonanona produzido no reator do tipo de fluxo (Exemplo 2) foi submetido às condições de HDO sobre o catalisador NiMo a 320° C a uma pressão de hidrogênio a 50 bar durante 48 h. As propriedades do produto final podem ser observadas na Tabela 8 abaixo. TABELA 8 PROPRIEDADES DO PRODUTO DO PRODUTO DE CONDENSAÇÃO DE 5-NONANONA ALDOL APÓS AS CONDIÇÕES DE HDO

[0100]As estruturas dos produtos de HDO foram caracterizadas com a GC-MS (Tabela 9). TABELA 9 PRODUTOS IDENTIFICADOS COM A GC-MS

[0101]A distribuição do produto de acordo com o ponto de ebulição foi determinada através da análise SimDist (ASTM D2887) (Tabela 10). TABELA 10 ANÁLISE SIMDIST DO PRODUTO FINAL DE HDO

Claims

1. MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE UMA MISTURA DE COMBUSTÍVEL diesel, para jato ou gasolina, caracterizado pelo método compreender: - uma etapa de preparação de fornecimento de uma matéria prima que compreende, pelo menos, 5% em peso de 5-nonanona, - uma etapa de condensação de condensar pelo menos 5- nonanona na matéria prima na presença de um catalisador de condensação para obter um produto de condensação, em que a condensação resulta na dimerização de 5-nonanona e/ou oligomerização de 5-nonanona e/ou condensação de 5-nonanona com uma cetona adicional, com a condição de que a cetona adicional não seja 5-nonanona e seja usada em adição a 5- nonanona, e o teor da cetona adicional na matéria-prima é inferior a 95% em peso, opcionalmente compreendendo ainda uma etapa de hidrogenação de hidrogenar o produto de condensação para obter um produto de condensação hidrogenado, e empregar o produto de condensação ou o produto de condensação hidrogenado como um componente de combustível.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por nenhuma hidrogenação ser realizada na etapa de condensação.

3. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo catalisador de condensação ser: (i) um catalisador de resina de troca iônica, preferivelmente, um catalisador acídico de resina de troca iônica, (ii) um catalisador ácido ou básico selecionado a partir do grupo de um catalisador de óxido de metal, um catalisador de hidróxido de metal, um catalisador de alcóxido de metal, um catalisador de carbonato de metal ou um catalisador de fosfato de metal, ou (iii) um catalisador de óxido de metal misto ou um catalisador de óxido de metal suportado.

4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pela etapa de condensação ser realizada sob fluxo de um gás de arraste, tal como o nitrogênio, hidrogênio, dióxido de carbono, metano ou água.

5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo teor de cetona adicional na matéria prima ser de 20% em peso ou inferior, preferivelmente 10% em peso ou inferior.

6. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por compreender a etapa de hidrogenação de hidrogenar o produto de condensação para obter o produto de condensação hidrogenado.

7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo produto de condensação hidrogenado ser uma composição de hidrocarbonetos, preferivelmente, um alcano ou uma mistura de alcanos.

8. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pela mistura de combustível diesel, para jato ou gasolina ser produzida de modo que o teor do produto de condensação na mistura de combustível diesel, para jato ou gasolina seja de 2% em peso ou mais.

9. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pela mistura de combustível diesel, para jato ou gasolina ser produzida de modo que o teor do produto de condensação na mistura de combustível diesel, para jato ou gasolina seja de 50% em peso ou menos.

10. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pela mistura de combustível diesel, para jato ou gasolina ser produzida de modo que o teor do produto de condensação hidrogenado na mistura de combustível diesel, para jato ou gasolina seja de 5% em peso ou mais.