CN105132004B - 利用来源于生物质的脂肪酸制备钻井液和润滑油基础油的方法 - Google Patents

利用来源于生物质的脂肪酸制备钻井液和润滑油基础油的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用来源于生物质的脂肪酸来制备钻井液和润滑油基础油的方法，包括：将来源于生物来源的脂肪的脂肪酸混合物氢化，以转化为脂肪醇混合物，然后将其脱水以得到C16和C18线性内烯烃混合物，随后进行低聚以得到烯烃润滑油基础油，随后进行加氢精制以除去烯烃，从而得到高质量润滑油基础油(例如，III类或更高等级的润滑油基础油)。作为反应中间产物的C16和C18线性内烯烃混合物可用作高质量钻井液。

Description

利用来源于生物质的脂肪酸制备钻井液和润滑油基础油的 方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年6月2日提交的、名称为“利用来源于生物质的脂肪酸制备钻井液和润滑油基础油的方法”的韩国专利申请No.10-2014-0066991的优先权，其全部内容以引用方式并入本文。
技术领域
本发明涉及利用来源于生物质的脂肪酸制备钻井液和润滑油基础油的方法。更特别地，本发明涉及制备高质量润滑油基础油的方法，包括：将来源于生物来源的生物质的脂肪酸混合物氢化以转化为脂肪醇，然后将其脱水以得到线性内烯烃(LIO)，随后使LIO进行低聚从而得到烯烃润滑油基础油，然后进行加氢精制以除去烯烃，由此得到高质量润滑油基础油(例如，III类或更高等级的润滑油基础油)。在该工艺过程中制得的线性内烯烃可用作钻井液。
背景技术
尽管石油类能源推动了人类社会的进步，但是其存在如下问题，包括来源有限、区域差异、环境污染等，因而进行了用生物质来完全/部分取代石油资源的深入研究。
术语“生物质”泛指任何生物来源的材料，狭义地指主要来源于玉米、豆类、亚麻籽、甘蔗和棕榈油等植物来源的材料，并且可以延伸至构成碳循环的一部分的全部现存有机体或代谢副产物。
自从二十世纪七十年代以来，广泛且深入地进行了由生物质生产高附加值的材料的研究，但是尚未发现适于工业应用的独立例子。据认为这是由于生物质所具有的某些问题所致。
首先，生物质来源有限。尽管已经过于依赖石油资源，但是其目前的存量能够满足世界范围内对能量和化学品的需求。与石油资源相比，人们所较少依赖的生物质需要另外的生产工序，因而生产规模低的多。
其次，生物质的价格没有竞争力。生物质的生产前提是消耗，因此难以找到廉价的过剩生物质作为取代石油资源的原料。
第三，难以确保获得足量的生物质。而石油资源由特定区域中的已有油藏开采得到，因而不存在另外资源产量方面的问题，生物质通常需要大面积耕种，因而难以确保生产足量的生物质来作为取代石油的资源。
最后，利用生物质的产品常规上局限于廉价材料，如汽油或柴油，使得在缺乏政策支持的情况下难以提出可独立市售的模式。
然而，近来人们已设想出通过改善生物质的生产来克服上述局限的技术。具体而言，作为过剩的生物质存在的粗棕榈油(CPO)和大豆油(SBO)在全球的产量在百万吨的级别，并且在开放市场上可确保的量为约一百万吨以上。此外，随着其产量的增加，价格波动降低，并且可在开放市场上购得。另外，因为可确保粗棕榈油的大量供应性及其价格在开放市场上稳定，作为石油类产品的替代物的粗棕榈油受到关注。此外，粗棕榈油由90％至95％的甘油三酸酯构成，并且甘油三酸酯中C16碳链与C18碳链之比为约45:55(重量比)。粗棕榈油中除甘油三酸酯以外的剩余物质(占5重量％至10重量％)由C16和C18脂肪酸构成，其中包含约10％的单甘油酯或双甘油酯。将可通过粗棕榈油的精制而选择性地分离出来的甘油三酸酯称为RBD(精炼漂白除臭)棕榈油。这样，可将被除去的含量为约5重量％至10重量％的脂肪酸以及单甘油酯或双甘油酯称为棕榈脂肪酸馏分(PFAD)。
当前，可在开放市场上购得的粗棕榈油和棕榈脂肪酸馏分的量分别为约一百万吨和约四十万吨。对此，图1中表示构成甘油三酸酯和棕榈脂肪酸馏分的脂肪酸。同样，下表1中示出了粗棕榈油(CPO)和棕榈脂肪酸馏分(PFAD)中碳支链的组成。
[表1]
脂肪酸 CPO1(重量％) PFAD2(重量％)
14:0肉豆蔻酸 0.5～5.9 0.9～1.5
16:0棕榈酸 32～59 43～51
16:1棕榈油酸 <0.6 -
18:0硬脂酸 1.5～8.0 4～5
18:1油酸 27～52 33～40
18:2亚油酸 5.0～14 9～11
18:3亚麻酸 <1.5 0.2～0.6
20:0二十烷酸 <1.0 -
1:主要由甘油三酸酯构成
2:主要由脂肪酸构成
与燃料相比，已经提出了用于由生物质工业制备润滑油基础油等高附加值产品的模式。例如，已知通过低聚反应、脱氧反应和异构脱蜡(IDW)由含有50％以上的不饱和化合物的原料来生产III类润滑油基础油(例如，美国专利No.7,459,597和No.7,888,542)。
上述技术主要用于使生物质中存在的烯烃聚合。为了实现高反应活性，要求原料中的烯烃含量为50％以上，且通过无规聚合获得了环烷烃含量为约72％的环烷烃系润滑油基础油。尤其是，进行异构脱蜡以改善润滑油基础油的流动性。同样，通过加氢预处理、酮基化作用、加氢脱氧反应(HDO)和异构脱蜡从而由脂肪酸制备润滑油基础油的技术是已知的(例如，美国专利文献No.8,048,290等)。从而，根据记载相对于原料(脂肪酸)的产品(III类润滑油基础油)产率为约36％。
此外，已知由甘油三酸酯制备相当于酯类润滑油基础油的V类润滑油基础油、以及作为聚α-烯烃(PAO)的原料的1-癸烯的工艺(美国专利申请公开No.2012/0115762)。该工艺包括复分解、低聚反应和加氢异构化。这样，为了确保全经济效益，重要的是提高C18:1的比例，并且需要抑制贵金属催化剂的失活、以及用于酯的骨架异构化的氢化中酯结构的破坏。
发明内容
因此，本发明的实施方案旨在提供一种通过不同于由来源于生物质的脂肪酸制备润滑油基础油的常规技术的反应途径，制备钻井液和高质量润滑油基础油(尤其是III类或更高等级的润滑油基础油，更尤其为III+类润滑油基础油)的经济有效的方法。
本发明涉及利用来源于生物质的脂肪酸来制备钻井液和润滑油基础油的方法。根据本发明的实施方案，所述方法包括：a)提供来源于生物质的脂肪酸混合物；b)将所述脂肪酸混合物进行氢化以得到脂肪醇混合物；c)将所述脂肪醇混合物脱水以得到C16和C18线性内烯烃混合物；d)使所述C16和C18线性内烯烃混合物进行低聚反应，以得到烯烃润滑油基础油；以及e)对所述烯烃润滑油基础油进行加氢精制，得到III类或更高等级的润滑油基础油。
在示例性实施方案中，所述生物质可为动物生物质、植物生物质或其组合，动物生物质可包括鱼油、牛油、猪油、羊油、或黄油，植物生物质可包括葵花籽油、芥花油、椰油、玉米油、棉花籽油、菜子油、亚麻籽油、红花籽油、燕麦油、橄榄油、棕榈油、花生油、杏核油、杏仁油、鳄梨油、椿油、米糠油、胡桃油、油菜油、亚麻油、芝麻油、豆油、蓖麻油、可可脂、或棕榈坚果油。
在示例性实施方案中，脂肪酸混合物可包含至少80重量％的C16脂肪酸、C18脂肪酸或其组合。
在示例性实施方案中，a)中提供的脂肪酸混合物可具有4至24个碳原子。
在示例性实施方案中，a)中提供的脂肪酸混合物可为通过对生物质中的甘油三酸酯进行脱酯化而制得的脂肪酸混合物。
在示例性实施方案中，脂肪酸混合物可为从生物质中分离出的棕榈脂肪酸馏分(PFAD)。
在示例性实施方案中，b)可在金属-载体催化剂的存在下进行，所述催化剂可构造为：使得选自元素周期表中第8族至第11族金属的至少一种金属担载于选自氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiO2)、氧化硅-氧化铝、沸石、介孔二氧化硅、SAPO和AlPO中的至少一种载体上。
在示例性实施方案中，所述金属可包含选自铜(Cu)、铬(Cr)、锌(Zn)、和铝(Al)中的至少一种。
在示例性实施方案中，b)中的氢化可在温度为150℃至500℃且压力为100巴以下的条件下进行。
在示例性实施方案中，b)中的氢化可在温度为250℃至400℃且压力为50巴以下的条件下进行。
在示例性实施方案中，c)可在金属氧化物催化剂的存在下进行，该催化剂可包括氧化铝、氧化硅-氧化铝、高岭土、SAPO、AlPO、氧化锆、二氧化钛、氧化铁、氧化钒、沸石、氧化铝担载型介孔二氧化硅、或其混合物。
在示例性实施方案中，c)中的脱水可通过如下方式进行：调节反应温度和停留时间，从而控制烯烃中双键位置的转移，由此控制C16和C18线性内烯烃混合物。
在示例性实施方案中，所述反应温度可为250℃至500℃，空速可为0.01至50hr-1。
在示例性实施方案中，d)中的所述低聚反应可在阳离子聚合催化剂的存在下进行。
在示例性实施方案中，阳离子聚合催化剂可包括至少一者如下催化剂，该催化剂选自构造为使得Al担载于沸石、粘土、SAPO、AlPO、和介孔二氧化硅上的催化剂。
在示例性实施方案中，d)中的所述低聚反应可在120℃至400℃下进行。
在示例性实施方案中，e)中的所述加氢精制可利用这样的催化剂进行，该催化剂的构造为使得选自铂(Pt)、钯(Pd)、镍(Ni)、铁(Fe)、铜(Cu)、铬(Cr)、钒(V)、和钴(Co)中的至少一种金属担载于选自氧化铝、氧化硅、氧化硅-氧化铝、氧化锆、二氧化铈、二氧化钛、沸石、粘土、SAPO和AlPO中的至少一种载体上。
在示例性实施方案中，e)中的所述加氢精制可在温度为150℃至500℃、H2压力为5巴至200巴、并且气油比(H2/原料比)为300Nm3/m3至2000Nm3/m3的条件下进行。
在示例性实施方案中，c)中的所述C16和C18线性内烯烃混合物可为烯烃类钻井液。
在示例性实施方案中，所述钻井液可为倾点为-9℃以下且含有烯烃而不含有芳烃的直链或支链烃。
在示例性实施方案中，所述润滑油基础油可为具有32个以上的碳原子的支链链烷烃
在示例性实施方案中，所述润滑油基础油的黏度指数为至少137，倾点为-24℃以下，并且浊点为-20℃以下。
根据本发明的实施方案，可由来源于生物质的C16和C18脂肪酸混合物制备可工业应用的钻井液或高质量润滑油基础油。
同样，可仅调节来源于生物质的烯烃中的双键位置，由此控制所述钻井液或润滑油基础油的性质。
特别是，由于调节了脱水反应的反应条件，因此即使不使用另外的用于调节性质的反应，也能够控制重要的产品特性，包括钻井液的倾点、或者润滑油基础油的黏度指数、倾点等。
由于甚至通过使用来源于生物质的任何脂肪酸，能够根据需要来控制润滑油基础油的质量，因此只要确保这种原料的经济供给，则因其高经济影响从而可预期其的广泛应用。
附图说明
图1表示典型的粗棕榈油中所包含的甘油三酸酯和脂肪酸的化学式。
图2示意性地表示根据本发明示例性实施方案由来源于生物质的脂肪酸制备钻井液和润滑油基础油的工艺。
图3为表示在根据本发明的实施例1中，通过利用CuCr/Al2O3催化剂由C18硬脂酸的氢化得到的C18脂肪酸的选择性的图表。
图4为表示在根据本发明的实施例2中，通过利用Cu/SiO2催化剂由C18硬脂酸的氢化得到的C18醇的选择性的图表。
图5为表示在根据本发明的实施例3中，通过利用CuZnAlOx催化剂，由棕榈脂肪酸馏分的氢化得到的产品的反应转化率(基于SimDist和GC-MS分析)的图表。
图6为表示在根据本发明的实施例3中，通过利用CuZnAlOx催化剂，由棕榈脂肪酸馏分的氢化得到的产品的产率(基于SimDist和GC-MS分析)的图表。
图7为表示在根据本发明的实施例4中，来源于棕榈脂肪酸馏分的C16和C18脂肪醇的SimDist分析结果的图表。
图8为表示在根据本发明的实施例4中，通过脱水反应得到的产品的SimDist图谱的图。
图9为表示在根据本发明的实施例4中，在脱水反应之前C16和C18脂肪醇混合物的GC-MS分析结果的图表。
图10为表示在根据本发明的实施例4中，在脱水反应之后产物中C16和C18线性α烯烃(LAO)混合物和线性内烯烃(LIO)混合物的GC-MS分析结果的图表。
图11为表示在根据本发明的实施例4中，由C16和C18脂肪醇的脱水反应而得到的产物根据反应温度变化的SimDist图谱的图表。
图12为表示在根据本发明的实施例5中，由C16和C18线性α烯烃混合物和线性内烯烃混合物的低聚反应和加氢精制而得到的产物的SimDist图谱的图表。
具体实施方式
可通过参照附图的如下说明来实施本发明。提供如下说明是为了更好地理解本发明的具体实施方案，本发明并不局限于此。
本发明涉及由来源于生物质的脂肪酸制备钻井液和润滑油基础油的方法。
在本发明的实施方案中，上述方法包括：提供来源于生物质的脂肪酸混合物；将该脂肪酸混合物氢化以得到脂肪醇混合物；将该脂肪醇混合物脱水以得到C16和C18线性内烯烃(LIO)混合物；使该C16和C18线性内烯烃混合物进行低聚反应，以得到烯烃润滑油基础油；以及对所述烯烃润滑油基础油进行加氢精制，得到III类或更高等级的润滑油基础油。
在本发明的实施方案中，如图2所示，依次对来源于生物质的脂肪酸进行氢化和脱水，由此制得C16和C18线性内烯烃混合物，其可用作钻井液。
本文中所用的术语“C16和C18线性内烯烃混合物”是指由16或18个碳原子构成的线性烃，并且可定义为含有位于分子中部、而非分子端部的不饱和双键的烯烃的混合物
下表2示出了可用作钻井液的烃的性质标准。
[表2]
考虑到钻井液所需的基本功能，其必须满足特定的性质。例如，其密度与使液柱表现出与冰中的静岩压力(该静岩压力取决于钻孔深度的变化而变)类似的特性的功能有关。同时，当钻井液的倾点较高时，钻井液的黏度会在低温环境中(包括深水钻探、极地区域中的石油钻探等)急剧升高，且还会发生过度增稠。
另外，低闪点会引起稳定性问题。此外，黏度过低使得无法表现出钻井液通过浮力将钻屑传递至其表面的固有功能，而黏度过高则使得难以泵送钻井液。因此，必须将黏度设定在适当范围内。然而，这些性质之间存在权衡关系(即，当某一性质得到改善时，其它性质则劣化)，这使得难以使同一钻井液同时具有所需性质。
近来，随着对环境污染以及由钻探形成的工作环境的规定愈加严格，要求钻井液不仅表现出其固有功能，而且还要求其避免造成人类健康或环境方面的问题。然而，对于常规技术，在将对环境的负面影响降至最低方面存在局限，例如生物降解性和/或毒性。例如，石油类钻井液主要含有原油中所存在的杂质，如多环芳烃、过渡金属、硫、氮、和卤素，因此必须提供用于除去这种杂质的另外的系统或工艺。
同时，对于合成钻井液、尤其是通过烯烃的低聚反应而获得的产品，由于用于反应的催化剂(例如，三氟化硼等)可能以毒性材料的形式排放，因此其存在潜在的缺陷。另外，美国环境保护局(EPA)更为严格地限制了生物降解性、沉积物毒性、重金属和多环芳烃含量。
在图2示出的本发明的实施方案中，对来源于生物质的脂肪酸进行了氢化、脱水、低聚反应和加氢精制，从而得到了高质量的润滑油基础油。
如下表3所示，基于API，根据润滑油基础油的机械性质和化学性质对其例子进行分类。
[表3]
为了由来源于生物质的脂肪(甘油三酸酯和/或脂肪酸)制备润滑油基础油，常规的工艺包括：生物质中已存在的烯烃的低聚反应；脂肪酸的酮基化作用；以及甘油三酸酯的分解。具体而言，已存在于生物质中的烯烃的低聚反应要求进行另外的异构化工艺以降低其倾点，并且润滑油基础油的制备活性取决于原料中烯烃的含量而定。同时，由于脂肪酸的碳链过长，因此脂肪酸的酮基化作用要求进行异构化。另外，甘油三酸酯支链中的碳原子数及其双键数会对甘油三酸酯的分解产生显著影响。
对此，在本发明的实施方案中依次进行了氢化、脱水、低聚反应和加氢精制。代之以常规技术中来源于生物质的脂肪酸的结构中所随机存在的双键的低聚反应，在本发明的实施方案中，通过由脂肪酸得到的脂肪醇的脱水而制得的烯烃中的双键位置得到了控制，从而得到了具有不同性质的钻井液。另外，进行了烯烃的选择性低聚反应，由此获得了具有与PAO(聚α-烯烃)的辐射状对称结构类似的结构的润滑油基础油。这样，即使不使用异构化，也能获得具有高黏度指数、低倾点和低浊点的高质量润滑油基础油(例如，III类或更高等级的润滑油基础油，尤其是III+类润滑油基础油)。借助于上述工艺，无论使用何种具体的来源于生物质的脂肪酸作为原料，均可重复生产具有不同性质的钻井液和润滑油基础油。
具体而言，当由来源于生物质的脂肪酸混合物转化得到的烯烃混合物(尤其是C16和C18烯烃混合物)中的双键位置接近于α位时，所得钻井液的倾点会升高，并且不仅润滑油基础油的黏度指数、而且其倾点和浊点也会升高。相反，当双键的位置接近于烃链的中心时，所得钻井液的倾点会降低，并且润滑油基础油的粘度指数、倾点和浊点会降低。为了改变钻井液和最终润滑油基础油的性质，可改变脂肪醇的脱水条件，甚至可通过利用脂肪酸原料来改变其脱水条件，从而可使烯烃混合物中的双键位移。在本发明的实施方案中，低聚反应主要发生于由脂肪醇的脱水而制得的烯烃中的α双键(或位移双键)处，所得低聚物具有辐射状对称结构，因而尽管碳原子数较大(例如，约30个以上)，仍具有低倾点和低浊点。
提供来源于生物质的脂肪酸
根据本发明的实施方案，可利用本领域中已知的各种动物和植物脂肪成分来获得生物质。动物成分可例举为：鱼油、牛油、猪油、羊油、黄油等；和植物成分的例子可包括：葵花籽油、芥花油、椰油、玉米油、棉花籽油、菜子油、亚麻籽油、红花籽油、燕麦油、橄榄油、棕榈油、花生油、杏核油、杏仁油、鳄梨油、椿油、米糠油、胡桃油、油菜油、亚麻油、芝麻油、豆油、蓖麻油、可可脂、或棕榈坚果油。这些成分可单独使用或组合使用。此外，本发明的脂肪酸并不局限于上面所列的种类。下表4和表5中给出了本发明实施方案中可使用的生物质种类、其中所含的脂肪酸及其含量。
[表4]
[表5]
脂肪酸 可可脂 棕榈油 棕榈坚果油 椰油 黄油 猪油 牛油
4:0丁酸 3.6
6:0己酸 <0.5 <1.2 2.2
8:0辛酸 2.4～6.2 3.4～15 1.2
10:0癸酸 2.6～7.0 3.2～15 2.8
12:0月桂酸 <1.2 41～55 41～56 2.8
14:0肉豆蔻酸 0.1 0.5～5.9 14～20 13～23 10.1 2.0 2.5
14:1肉豆蔻烯酸 3.0
16:0棕榈酸 26.0 32～59 6.5～11 4.2～12 25.0 27.1 27.0
16:1棕榈油酸 0.3 <0.6 1.3～3.5 1.0～4.7 2.6 4.0 10.8
18:0硬脂酸 34.4 1.5～8.0 10～23 3.4～12 12.1 11.0 7.4
18:1油酸 34.8 27～52 0.7～54 0.9～3.7 27.1 44.4 47.5
18:2亚油酸 3.0 5.0～14 2.4 11.4 1.7
18:3亚麻酸 0.2 <1.5 2.1 1.1
20:0二十烷酸 1.0 <1.0
22:0二十二烷酸 0.2
从表4和表5中可清楚地看出，来源于各种动物和植物成分的生物质中所包含的脂肪酸的碳原子数均落在约4至24的范围内，尤其是，C16和C18脂肪酸是最为普遍的。举例说明，脂肪酸中C16脂肪酸、C18脂肪酸或其组合的含量可为至少约80重量％、尤其为至少约85重量％、更尤其为约90重量％至99重量％。同样，根据生物质的来源，其中可包含具有各种原子数的脂肪酸。
如上所述，来源于生物质的脂肪成分可主要含有甘油三酸酯和脂肪酸。如此，例如，甘油三酸酯与脂肪酸的比值(重量比值)范围为约100:1至6:1，尤其为约20:1至6:1，更尤其为约10:1至6:1，并且该比值可根据生物质来源的不同而改变，且并不一定局限于上述数值范围。
此外，甘油三酸酯的碳链大约由C4至C24构成，更典型地由C16和C18构成。如下面的反应式1所示，这种甘油三酸酯或一些单甘油酯和双甘油酯可通过脱酯化而转化为脂肪酸混合物。
[反应式1]
反应式1中所示的脱酯化为由生物质制备脂肪酸甲酯(FAME)的典型反应。
在示例性实施方案中，脱酯化能够在高温蒸汽(典型地为约100℃至300℃，更典型地为约100℃至200℃)的存在下，利用强酸(例如，H2SO4、HNO3)或强碱(例如，NaOH、KOH)使原料转化为脂肪酸。此外，可采用本领域中已知的使甘油三酸酯转化为脂肪酸的各种反应，而对其没有特别的限制。
如反应式1所示，关于脂肪酸的制备，生物质原料的选择是重要的。尽管本实施方案中可应用任何生物质脂肪，但是因为其工业易得性、生产市场和价格稳定性，可采用粗棕榈油和豆油作为生物质原料。这种生物质原料每年的产量为数百吨，其在开放市场上可购买的量每年为约一百吨以上，因此可稳定地确保工业用量。
对于上述原料，脂肪中的甘油三酸酯主要由C16和C18碳链构成。例如，粗棕榈油中的C16/C18比值约为1，豆油中的C16/C18比值约为0.25。为了向特定应用(例如，加工食品或化妆品成分)提供上述原料，可选择性地分离甘油三酸酯。如此，分离后剩余的材料为主要由脂肪酸(通常包含约90％以上的C16和C18脂肪酸)构成的棕榈脂肪酸馏分。因此，可将粗棕榈油中除RBD(精炼漂白除臭)棕榈油(其相当于甘油三酸酯)以外的物质称为棕榈脂肪酸馏分，并且将豆油中除甘油三酸酯以外的物质称为大豆脂肪酸馏分(SFAD)。一般来说，将这种棕榈脂肪酸馏分视为甘油三酸酯精制过程中所产生的副产物，其终端用途有限，因而售价相对低廉。
因此，在本发明的实施方案中，可利用从生物质中分离出的棕榈脂肪酸馏分作为脂肪酸混合物，其中该棕榈脂肪酸馏分具有优异的价格竞争力，并且能够进行工厂级别的生产以制备润滑油基础油。
氢化(脂肪酸转化为脂肪醇)
在本发明的实施方案中，可通过利用固定床反应器从而将来源于生物质的脂肪酸混合物转化为脂肪醇混合物。
在本发明的实施方案中，可利用任何种类的催化剂来进行通过氢化将脂肪酸混合物转化为脂肪醇的反应。尤其可使用的是这样的催化剂，该催化剂的构造为使得选自元素周期表中第8族至第11族金属的至少一种金属，更具体的是使得选自铜(Cu)、铬(Cr)、锌(Zn)、和铝(Al)中的至少一种金属担载于氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiO2)、氧化硅-氧化铝、沸石、介孔二氧化硅、SAPO或AlPO等载体上。在示例性实施方案中，可利用CuZnCrOx催化剂、CuCr/Al2O3催化剂、或Cu/SiO2催化剂来进行氢化。
脂肪酸混合物的氢化可在温度为约150℃至500℃(尤其为约200℃至450℃，更尤其为约250℃至400℃)、H2压力为约100巴以下(尤其为约50巴以下，更尤其为约1巴至70巴)、重时空速(WHSV)为约0.05hr-1至10hr-1(尤其为约0.1hr-1至3hr-1，更尤其为约0.5hr-1至2hr-1)、并且气油比(GOR)为约50至5000(尤其为约300至2500，更尤其为约500至1500)的条件下进行。上述反应可以批处理模式进行，或者以连续模式进行，但是利用固定床反应器进行大规模工业应用是经济有效的。
将酸转化为醇的反应包括两个步骤。可将酸转化为酯中间体，然后通过氢化将酯中间体转化为醇，从而代替将酸直接转化为醇。从而，这样的反应可包括将酸转化为酯、并随后通过部分氢化将酯转化为醇的步骤。尽管依次进行这两个步骤，但是反应速度本身较高，因此可找到酯中间体的产率较低时的操作条件。基于这一原因，将酸转化为醇的反应可包括：利用另外的醇以促进向酯中间体的转化。通常，另外的醇可例举为廉价醇，如甲醇。将酸与这种另外的醇一同导入，然后进行酯化以制得酯，随后将酯转化为醇，这将在如下反应式2中进行简要说明。
[反应式2]
RCOOH+R'OH→RCOOR'+H2O
RCOOR'+2H2→RCH2OH+R'OH
如反应式2中所示，由于另外的醇(其用于使酸转化为醇)在反应后未发生结构改变，因此可将其除去并从而回收。然而，甲醇等廉价的挥发性醇可不回收。
相反，可不使用另外的醇，而仅利用酸来引发反应。如此，可进行如下面的反应式3中的反应。
[反应式3]
RCOOH+R'COOH→RCOOCOR'+H2O
RCOOCOR'+2H2→RCOOH+R'CH2OH
RCOOH+R'CH2OH→RCOOCH2R'+H2O
RCOOCH2R'2H2→RCH2OH+R'CH2OH
如反应式3所示，即使当未使用另外的醇时，也可将酸转化为缩合聚合物(酸酐)，进一步将其转化为酯，并随后最终转化为醇。从收益性和反应效率的角度来看，不使用另外的醇的情况是有利的。然而，酸的缩合活性不高，并且与通过添加酸而直接制备酯中间体的情况相比，其总反应效率较低。因此，通常不采用上述情况。从而，仅在当未直接添加低级醇(如甲醇)的情况中，在用于制备与酸一同引入的醇的初始反应中，才通常采用在不存在另外醇的条件下将酸转化为醇的反应。通常采用这样的反应，其中在初始反应中仅将酸转化为醇，然后将如此制备的醇再次引入。与使用廉价的轻质醇时相比，尽管当仅利用酸来引入醇转化反应时的生产成本低，但是考虑到反应产率或操作条件，轻质醇的使用是有利的，因此使用轻质醇是主要采用的做法。
脱水(脂肪醇转化为C16和C18线性内烯烃混合物)
在本发明的实施方案中，可通过氢化将来源于生物质的脂肪酸混合物转化为脂肪醇混合物。可在固定床反应器中利用金属氧化物催化剂，从而对经氢化而转化得到的脂肪醇进行脱水，并可从而转化为C16和C18线性内烯烃混合物。
C16和C18线性内烯烃混合物还可为烯烃系钻井液。
在脱水时，可利用反应温度和停留时间来调节烯烃中双键的位移程度，由此控制C16和C18线性内烯烃混合物。
在实施方案中，对用于使脂肪醇脱水以转化为烯烃的金属氧化物催化剂的使用没有限制，只要其具有弱酸位点即可。例如，在反应温度升高的条件下，对具有弱酸位点的材料(如氧化锆)进行处理，而在反应温度降低的条件下，对具有强酸位点的材料(如沸石)进行处理，从而能够控制烯烃中双键的位移。
可用作催化剂的金属氧化物通常可例举为氧化铝、氧化硅-氧化铝、高岭土、SAPO、AlPO、氧化锆、二氧化钛、氧化铁、氧化钒、沸石、氧化铝担载型介孔二氧化硅、或其混合物。本发明并不局限于如上金属氧化物。
可在250℃至500℃下进行脱水。当控制反应条件时，可在250℃下，通过脂肪醇的脱水而发生有效的烯烃转化。随着反应温度逐渐升高，不仅会发生烯烃转化，而且会发生双键位移反应，由此逐渐提高了中心烯烃的比例。同样，在反应压力升高的情况中，实际反应所需的活化能是足够的，但是原料可转化为使得其难以参与该反应的相态，因此烯烃中双键位移反应的发生程度降低。另外，在空速(WHSV)升高的情况中，相对于单位催化剂的量而言，待处理的原料的量增加，并且不饱和双键的位移反应的发生程度降低。另外，在气油比(GOR)增加的情况中，原料存在于催化剂表面上的停留时间缩短，由此不饱和双键的位移反应减少。
根据脱水的程度，可在反应过程中使烯烃中的双键位移。通过控制上述反应条件而制得的烯烃可为线性内烯烃，而非线性α烯烃。对于该线性内烯烃，可控制烯烃中的双键位置分布。
所述反应器可具体例举为固定床反应器，固定床反应器中的反应条件包括：氮气(N2)流速为10sccm至1000sccm，具体为30sccm至200sccm。可使用价格较低的惰性载气，而非氮气(N2)。此外，可使用氩(Ar)、氦(He)等代替氮气。空速(WHSV)可设定为0.01hr-1至50hr-1，尤其为0.1hr-1至3hr-1。
在脱水之后，可将分离后获得的全部或部分线性内烯烃再循环。此外，考虑到这种再循环，中心烯烃的量可显著增加。当在脱水过程中仅控制操作条件时，主要制备了中心烯烃(其中，烯烃中的双键位于中心处)。然而，当使用具有极高或极低活性的催化剂时，从操作稳定性的角度考虑，可将线性内烯烃再循环。
还有，由于烯烃中的双键位置向线性烃的中心处移动，因此分子间的距离增大，并且有利的是，可预期倾点和浊点降低。由此，可通过烯烃的低聚反应来生产高质量钻井液以及III类或更高等级的润滑油基础油。
低聚反应
根据本发明的实施方案，可对通过脱水制得的C16和C18线性内烯烃混合物进行低聚反应。具体而言，烯烃(其通过脱水而转化得到)的低聚反应可得到具有双键的烯烃润滑油基础油。
如此，低聚物的典型例子可包括二聚体和/或三聚体，并且可还包括少量的四聚体或更大的低聚物。如果除C16和C18外，通过脱水制得的其它烯烃的碳原子数较少，则主要获得的为三聚体或更大的低聚物。尤其是，具有10个以下碳原子的烯烃主要由四聚体或更大的低聚物构成。另一方面，如果烯烃的碳原子数为16以上时，则可包含二聚体作为主要成分。
此外，低聚反应在通过脱水形成的双键处进行，但是另外还可能在已存在于来源于生物质的脂肪酸中的双键处进行。在氢化过程中，生物质中的大部分烯烃可被饱和并被除去，但是一部分烯烃可能被保留了下来，并因而会对低聚物的辐射状对称性产生影响，从而影响黏度指数。因此，必须适当地控制部分氢化以及脱水的反应条件。
在本发明的实施方案中，用于低聚反应中的催化剂可包括阳离子聚合催化剂、茂金属催化剂、和齐格勒-纳塔催化剂。通常使用的为阳离子聚合催化剂。
在示例性实施方案中，阳离子聚合催化剂可包含选自沸石和粘土(尤其是蒙脱石和高岭土)中的至少一者，此外，可使用具有SAPO或AlPO结构的阳离子聚合催化剂。或者，可使用这样的催化剂，其构造为使得铝(Al)担载于SBA-15、MCM-41或MCM-48等介孔二氧化硅上(Al含量为约0.1重量％至50重量％，尤其为约5重量％至35重量％)。
沸石可包括Y沸石(尤其是具有高硅铝比(SAR)的USY沸石)、ZSM-5和β沸石中的至少一种。尤其可用作Y沸石的是SAR为约0.5以上、尤其为约12以上、更尤其为约30至150、还更尤其为约50至100的USY沸石。
此外，可使用具有水滑石或尖晶石结构的金属催化剂，或者铌酸等强酸位点催化剂。另外，可使用包含Y沸石和高岭土(例如，Y沸石与高岭土的混合比例为约5重量％至50重量％)的RFCC催化剂，尤其可使用RFCC闪催化剂(flash catalyst)或RFCC平衡催化剂(E-催化剂)。
在示例性实施方案中，在阳离子聚合催化剂的存在下的低聚反应可在约120℃至400℃(尤其为约150℃至300℃，更尤其为约180℃至250℃)的温度下进行。如此，反应可进行约1分钟至24小时，尤其为约30分钟至5小时。或者，可通过连续模式(例如，利用CSTR反应器)进行低聚反应。如此，空速(WHSV)可设定为约0.01hr-1至10hr-1，尤其为约0.1hr-1至5hr-1。另外，低聚反应之后形成于催化剂上的焦炭可通过空气燃烧或烧灼而简单地除去，从而可使催化剂的活性接近初始状态。
同时，当使用茂金属催化剂或齐格勒-纳塔催化剂时，可利用批处理反应器在约100℃以下的温度下进行反应，但是本发明并不一定局限于此。
可调节由低聚反应得到的烯烃润滑油基础油，从而具有如下性质。
-二聚体(D)含量：约10重量％至100重量％(尤其为约50重量％至80重量％)
-三聚体或更大的低聚物(T+)含量：约1重量％至100重量％(尤其为约10重量％至50重量％)
-二聚体/三聚体或更大的低聚物的比值(D/T+比值；以重量计)：约0.1至100(尤其为约1至4)
-链长度(低聚物分子结构中最长碳链的碳原子数)：约16至36
加氢精制
在本发明的实施方案中，通过低聚反应制得的烯烃润滑油基础油在其分子结构中含有双键。因此，考虑到最终产品的氧化稳定性，除去双键是有利的。为此，可通过加氢精制使双键饱和并从而除去，这在本领域中是已知的。
润滑油基础油的重要性质之一为氧化稳定性。氧化稳定性是指基于与空气中的氧键合的变性程度。由于与氧的键合会造成变色和腐蚀，因此润滑油基础油不应具有任何不饱和双键。
然而，通过烯烃的低聚反应而制得的烯烃润滑油基础油主要含有不饱和双键。可通过氢气(H2)使烯烃中的不饱和双键饱和并由此除去，从而得到润滑油基础油。
在加氢精制时，可使用典型的精制工艺中用于加氢精制的催化剂，而对其没有特别的限制。具体而言，催化剂中的金属可包括选自元素周期表中第8族、第9族、第10族、第11族和第12族金属中的任意一者，且尤其包括选自铂(Pt)、钯(Pd)、镍(Ni)、铁(Fe)、铜(Cu)、铬(Cr)、钒(V)、和钴(Co)中的至少一者。更尤其可使用铂(Pt)和/或钯(Pd)。
上述金属还可担载于无机氧化物载体上，尤其是选自氧化铝、氧化硅、氧化硅-氧化铝、氧化锆、二氧化铈、二氧化钛、沸石(例如，Y沸石(SAR为约12以上的Y沸石))、粘土、SAPO和AlPO中的至少一种载体。
加氢精制的反应条件可包括：反应温度为约150℃至500℃(尤其为约180℃至350℃，更尤其为约200℃至350℃)，氢气(H2)压力为约5巴至200巴(尤其为约20巴至180巴)，GOR(H2/原料比值)为约300Nm3/m3至2000Nm3/m3(尤其为约500Nm3/m3至1500Nm3/m3)。
在连续模式中(例如，使用CSTR反应器)，空速(WHSV)可设定为约0.1hr-1至5hr-1，尤其为约0.1hr-1至3hr-1，更尤其为约0.1hr-1至1hr-1。
如上所述，由脱水(其在来源于生物质的脂肪酸的氢化之后进行)得到的C16和C18线性内烯烃的倾点小于-9℃，可满足对钻井液的要求，因此可用作高质量钻井液。此外，钻井液可为含有烯烃而不含芳烃的直链或支链烃。
通过对来源于生物质的脂肪酸进行氢化、脱水、低聚反应和加氢精制而获得的润滑油基础油还可为具有32个以上的碳原子的支链链烷烃，其为具有X形结构的烃材料，因此可表现出黏度指数为至少137,倾点为约-24℃以下，浊点为-20℃以下。如上所述，即使在未进行另外的异构化时，所得的润滑油基础油也满足倾点和浊点的要求，从而有利地避免了另外的工艺成本。
在生产具有优异的低温性能的特定润滑油基础油时，根据其最终用途，可任选地进行异构化。异构化工艺可在催化剂的存在下进行，该催化剂构造为使得单独的第10族金属(例如，Pt或Pd等贵金属)或其组合担载于介孔沸石(EU-1、ZSM-35、ZSM-11、ZSM-57、NU-87、ZSM-22、EU-2、EU-11、ZBM-30、ZSM-48、ZSM-23或其组合)上。
通过如下实施例可更好地理解本发明，这些实施例仅用于说明本发明，而不应理解为对本发明的限制。
实施例1
利用CuCr/Al2O3催化剂将C18脂肪酸转化为C18醇
利用容纳有CuCr/Al2O3催化剂的固定床反应器将C18硬脂酸转化为十八烷醇。具体而言，将6g的市售CuCr/Al2O3催化剂置于固定床反应器中，催化剂的顶部和底部用玻璃棉封闭，反应器的剩余部分填充氧化硅珠，设置热电偶以使其与催化剂接触。在N2为约200sccm且H2约为200sccm的条件下将反应温度升至约400℃，以约5℃/分钟的速率加热反应器，然后在约50巴的反应压力下保持3小时。随后，将反应温度降至约300℃，然后以约0.13sccm的速率供给摩尔比为1:5的C18脂肪酸与乙醇的混合溶液，以约1hr-1的空速(WHSV)运行反应器。在最初的16个小时内进行排液，然后每隔8小时进行取样，并测量氢化活性和选择性。在约300℃下测量反应活性，随后随着反应温度和压力的变化来监测反应活性的改变。考虑到反应稳定性，采用了在反应条件改变两天后得到的稳定的产品图谱结果。通过SimDist分析来测量产物的转化率。通过GC-MS和SimDist分析来测量产品选择性以及是否存在副反应。结果示于下表6中。
[表6]
从表6和图3中可清楚地看出，催化剂CuCr/Al2O3表现出了C18脂肪酸的高转化率以及C18醇的高选择性。在反应温度为约320℃、H2压力为50巴且H2流速为200sccm的条件下，C18醇的产率为80％以上。如此，未发生副反应，然而，随着反应温度的升高(升至360℃以上)，发生了副反应，如重质烃的形成，并且转化率有所下降。另外，当H2流速降低并因此延长反应原料的催化剂停留时间时，制得了少量的C18线性α-烯烃。然而，其含量极低，为约4％，因而可在工业上应用上述产品。
实施例2
利用Cu/SiO2催化剂将C18脂肪酸转化为C18醇
利用容纳有Cu/SiO2催化剂的固定床反应器将C18硬脂酸转化为十八烷醇。在与实施例1相同的运行条件下进行该反应，不同之处在于使用了市售的Cu/SiO2催化剂。该Cu/SiO2催化剂由76％的CuO的和14％的SiO2构成，还含有MgO(3重量％)、Cr2O3(1.5重量％)和石墨(2重量％)。类似地，通过GC-MS和SimDist分析来测量产品的反应转化率、选择性以及是否存在副反应。结果示于下表7中。
[表7]
从表7和图4中可清楚地看出，Cu/SiO2催化剂表现出的C18醇的选择性为约54％，这低于利用CuCr/Al2O3催化剂的实施例1的产率。此外，在300℃的低温下发生了副反应，包括生成了沸点为480℃以上的重质烃、以及C17和C18链烷烃的形成。此外，随着更高的反应温度，C17和C18链烷烃的选择性大幅升高，并且目标产物C18醇的选择性逐渐降低。然而，C18醇的产率为40％至54％，因此该催化剂表现出了作为C18醇生产的候选催化剂的可用性。
实施例3
利用CuZnCrOx催化剂将棕榈脂肪酸馏分(PFAD)转化为C16和C18脂肪醇
在与实施例1相同的运行条件下进行该反应，不同之处在于：使用了棕榈脂肪酸馏分作为原料来代替C18脂肪酸，并且使用了市售的CuZnCrOx催化剂。所用的CuZnCrOx催化剂的比表面积为约78m2/g，总孔隙体积为3.5cc/g，并且CuO/ZnO/Cr2O3＝15重量％至20重量％/25重量％至35重量％/35重量％至50重量％。类似地，通过SimDist和GC-MS分析来测量产品的反应转化率、选择性以及是否存在副反应。结果以图表的形式示于图5和6中。
在CuZnCrOx催化剂的存在下，棕榈脂肪酸馏分原料很少会造成副反应。在约350℃的反应温度下，产率表明C16和C18脂肪醇的产率为约58％。由于未发生副反应，因此可通过再循环将该较低的产率提高，因此棕榈脂肪酸馏分足以应用于工业中。
实施例4
C16和C18脂肪醇的脱水活性的评价
利用固定床反应器，在铝催化剂的存在下对实施例3中获得的C16和C18脂肪醇的脱水活性进行评价。具体而言，将6g的氧化铝催化剂置于固定床反应器中，催化剂的顶部和底部用玻璃棉封闭，反应器的剩余部分填充氧化硅珠，设置热电偶以使其与催化剂接触。氧化铝的表面积为约260m2/g，平均孔径为约10nm，总孔隙体积为约0.83cc/g。在N2为约5巴和100sccm的条件下以5℃/分钟的速率加热反应器，并在约500℃下保持3小时，从而除去催化剂表面的水或者吸附的气体。随后，将反应温度降至约300℃，然后以约0.13sccm的速率供给摩尔比为6:4的C16和C18脂肪醇与正庚烷的混合物，以约1hr-1的空速(WHSV)运行反应器。在第一个16个小时后排液，然后每隔8小时进行取样，并测量线性内烯烃的转化活性及其选择性。在约300℃下测量反应活性，随后以50℃的增幅将反应温度升至500℃，并测量反应活性。考虑到反应稳定性，采用了在反应条件改变两天后的稳定的产物图谱结果。通过SimDist分析来测量所制得的线性内烯烃的转化率。通过GC分析所制得的气体，并通过GC-MS和SimDist分析来测量产品选择性以及是否存在副反应。此外，为了检测所制得的线性内烯烃作为钻井液的适用性，分析了其倾点和浊点。
图7为表示来源于棕榈脂肪酸馏分原料的C16和C18脂肪醇的SimDist分析结果的图。如SimDist图谱中所示，来源于棕榈脂肪酸馏分的脂肪醇由比例为约1:1(51.3重量％:48.7重量％)的C16醇和C18醇构成。
对通过在上述测试条件下对具有如上组成的原料进行脱水而获得的产品进行SimDist分析。图8中示出了所得的SimDist图谱。
如图11所示，基于脱水结果，可以95％以上的高转化率将C16和C18脂肪醇转化为C16和C18线性内烯烃。经确定余量(小于5％)为酯中间体。基于脱水活性的评价结果，作为目标产物的C16和C18线性内烯烃的选择性和产率极高，并且不存在副反应，因此实现了其高工业适用性。
对脱水前后的材料进行GC-MS分析。其结果示于图9。图9示出了用作脱水原料的C16和C18脂肪醇混合物的GC-MS分析结果。如图9所示，仅存在C16醇和C18醇。
对通过对具有如上组成的原料进行脱水而获得的产品进行GC-MS分析。其结果示于图10中。
通过脱水获得的线性烯烃由混合在一起的线性α烯烃和线性内烯烃构成，不存在裂化副产物。基于图10的分析结果，通过脱水获得的产物主要为内烯烃混合物，而非α烯烃混合物。对所制得的线性烯烃混合物进行分析，以确定其倾点和浊点。其结果示于下表8中。
[表8]
脱水温度(℃) 倾点(℃) 浊点(℃)
400 -9 -10
由全馏程线性α烯烃得到的C16和C18线性α烯烃的倾点分别为2℃和18℃。由于钻井液的倾点必须小于-5℃，因此无法将由全馏程线性α烯烃得到的C16和C18线性α烯烃直接用作钻井液。目前，可将由全馏程线性α烯烃得到的C14和C16线性α烯烃的混合物用作钻井液产品。
然而，如表8所示，当将这种烯烃转化为线性内烯烃时，可将倾点降至低于-9℃。此外，这种烯烃为来源于生物质脂肪的钻井液，因此认为其价值较大。
[表9]
从表9和图11中可清楚地看出，在400℃下未发生诸如裂化和骨架异构化之类的副反应，但是当反应温度升至500℃时，则发生了裂化和骨架异构化。
因此，当将棕榈脂肪酸馏分用作原料时，可将其转化为C16和C18线性内烯烃混合物以及线性α烯烃混合物，而不会发生副反应。考虑到进行再循环，可将该原料完全无损耗地转化为线性内烯烃混合物和线性α烯烃混合物。所得到的C16和C18线性内烯烃混合物以及线性α烯烃混合物不含有芳烃，并且倾点为约-9℃，因而发现可将其应用为钻井液。此外，当另外改变反应条件时，烯烃中双键的位移反应被引发，从而显著降低倾点。
实施例5
C16和C18线性α烯烃混合物以及线性内烯烃混合物转化为润滑油基础油
将约200g的实施例4中的C16和C18线性α烯烃混合物以及线性内烯烃混合物、以及20g的低聚反应催化剂沸石置于500cc的玻璃烧瓶中。然后，在以约500rpm的速率搅拌的同时，将反应混合物加热至180℃。当反应温度达到180℃时，将反应保持约3小时，然后停止反应。作为沸石催化剂，使用了Y沸石，尤其是SAR为80的Y沸石。在反应结束之后，将催化剂和反应产物的混合物过滤，由此将催化剂与反应产物彼此分离。储存催化剂以用于再循环，储存反应产物以用于随后的加氢精制。在CSTR反应器中，利用NiMo/ZrO2催化剂进行加氢精制反应。如此，反应条件包括：温度为约200℃，H2压力为20巴，空速(WHSV)为0.5hr-1，并且GOR为1000Nm3/m3，从而选择性地除去反应产物中的双键。通过SimDist分析测量最终反应产物的反应产率，并通过GC-MS分析测量是否存在副反应。为了使反应产物具备适宜用作润滑油基础油的性质，在约40℃和100℃下测量黏度，并基于此来计算黏度指数。此外，测量C18线性内烯烃的低聚物的倾点，由此检测其作为润滑油基础油的适用性。其测试结果示于下表和附图中。
[表10]
从表10和图12中可清楚地看出，通过低聚反应而转化得到的润滑油基础油的产率为约50％，但是考虑到进行再循环，由于不存在其它副反应，因此还可另外提高其产率。如图12所示，SimDist图谱中的润滑油基础油区域中存在斜率的原因为：用于润滑油基础油的线性α烯烃和线性内烯烃由C16和C18线性α烯烃混合物以及线性内烯烃混合物构成，而非单独由单一材料构成。
本发明的相应简单修改或变型均落在由随附权利要求书所限定的本发明范围内。

Claims (22)

1.一种利用来源于生物质的脂肪酸来制备钻井液和润滑油基础油的方法，包括：
a)提供来源于生物质的脂肪酸混合物；
b)将所述脂肪酸混合物进行氢化以得到脂肪醇混合物；
c)将所述脂肪醇混合物脱水，以得到C16和C18线性内烯烃混合物；
d)使所述C16和C18线性内烯烃混合物进行低聚反应，以得到烯烃润滑油基础油；以及
e)对所述烯烃润滑油基础油进行加氢精制，得到III类或更高等级的润滑油基础油，其中c)中的所述C16和C18线性内烯烃混合物为烯烃类钻井液，并且
其中c)中的所述脱水通过如下方式进行：调节反应温度和停留时间，从而控制烯烃中双键位置的转移，由此控制所述C16和C18线性内烯烃混合物。
2.权利要求1所述的方法，所述生物质为动物生物质、植物生物质或其组合，
所述动物生物质包括鱼油、牛油、猪油、羊油、或黄油；并且
所述植物生物质包括葵花籽油、芥花油、椰油、玉米油、棉花籽油、菜子油、亚麻籽油、红花籽油、燕麦油、橄榄油、棕榈油、花生油、杏核油、杏仁油、鳄梨油、椿油、米糠油、胡桃油、油菜油、亚麻油、芝麻油、豆油、蓖麻油、可可脂、或棕榈坚果油。
3.权利要求1所述的方法，其中所述脂肪酸混合物包含至少80重量％的C16脂肪酸、C18脂肪酸或其组合。
4.权利要求1所述的方法，其中a)中提供的所述脂肪酸混合物具有4至24个碳原子。
5.权利要求1所述的方法，其中a)中提供的所述脂肪酸混合物为通过对所述生物质中的甘油三酸酯进行脱酯化而制得的脂肪酸混合物。
6.权利要求1所述的方法，所述脂肪酸混合物为从所述生物质中分离出的棕榈脂肪酸馏分。
7.权利要求1所述的方法，其中b)在金属-载体催化剂的存在下进行，并且所述催化剂的构造为：使得选自铬(Cr)、锌(Zn)、铝(Al)和元素周期表中第8族至第11族金属的至少一种金属担载于选自氧化铝、氧化硅、氧化硅-氧化铝、沸石、介孔二氧化硅、SAPO和AlPO中的至少一种载体上。
8.权利要求7所述的方法，其中所述催化剂包含选自铜(Cu)、铬(Cr)、锌(Zn)、和铝(Al)中的至少一种。
9.权利要求1所述的方法，其中b)中的所述氢化在温度为150℃至500℃且压力为100巴以下的条件下进行。
10.权利要求1所述的方法，其中b)中的氢化在温度为250℃至400℃且压力为50巴以下的条件下进行。
11.权利要求1所述的方法，其中c)在金属氧化物催化剂的存在下进行，且所述催化剂包括氧化铝、氧化硅-氧化铝、高岭土、SAPO、AlPO、氧化锆、二氧化钛、氧化铁、氧化钒、沸石、氧化铝担载型介孔二氧化硅、或其混合物。
12.权利要求1所述的方法，其中所述反应温度为250℃至500℃，空速为0.01至50hr-1。
13.权利要求1所述的方法，其中d)中的所述低聚反应在阳离子聚合催化剂的存在下进行。
14.权利要求13所述的方法，其中所述阳离子聚合催化剂包括至少一种如下催化剂，该催化剂选自构造为使得铝担载于沸石、粘土、SAPO、AlPO、和介孔二氧化硅上的催化剂。
15.权利要求1所述的方法，其中d)中的所述低聚反应在120℃至400℃下进行。
16.权利要求1所述的方法，其中使用如下催化剂进行e)中的所述加氢精制，该催化剂构造为使得选自铂、钯、镍、铁、铜、铬、钒、和钴中的至少一种金属担载于选自氧化铝、氧化硅、氧化硅-氧化铝、氧化锆、二氧化铈、二氧化钛、沸石、粘土、SAPO和AlPO中的至少一种载体上。
17.权利要求1所述的方法，其中e)中的所述加氢精制在温度为150℃至500℃、H2压力为5巴至200巴、并且H2/进料之比的气油比为300Nm3/m3至2000Nm3/m3的条件下进行。
18.权利要求1所述的方法，其中所述钻井液为倾点为-9℃以下且含有烯烃而不含有芳烃的直链或支链烃。
19.权利要求1所述的方法，其中所述润滑油基础油为具有32个以上的碳原子的支链链烷烃。
20.权利要求1所述的方法，其中所述润滑油基础油的黏度指数为至少137，倾点为-24℃以下，并且浊点为-20℃以下。
21.权利要求1所述的方法，其中在茂金属催化剂或齐格勒-纳塔催化剂的存在下进行d)中的低聚反应。
22.权利要求21所述的方法，其中在100℃以下的温度下在批处理反应器内进行d)中的低聚反应。
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