[發明專利]將木質纖維素材料轉化為有用的化學品的方法

有效

• 申請號: 201080033232.7
• 申請日: 2010-06-29
• 公開（公告）號: CN102471694A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: G·R·考特;C·H·勞倫斯;W·D·拉沃提;A·J·鄧肯
• 申請（專利權）人: 西爾卡集團私人有限公司
• 主分類號: C10G1/02
• 分類號: C10G1/02;C10G11/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 任永利

1.使微粒木質纖維素材料轉化以生產揮發性有機化合物和木炭的方法，其包含：

形成所述微粒木質纖維素材料與含有極性有機液體和酸的催化劑組合物的混合物，

在攪拌所述混合物的同時，將所述混合物加熱到足夠高的溫度且歷時足夠長的時間以便將所述混合物的所有剩余固相的主要部分轉化為木炭，和

將所述揮發性有機化合物和催化劑組合物作為氣相與所述固相分離。

2.權利要求1的方法，其中在將所述固相轉化為木炭期間，可使所述溫度升高到足以蒸發所述催化劑組合物的水平。

3.權利要求1或權利要求2的方法，其中所述混合物在低于常壓下反應。

4.權利要求3的方法，其中所述混合物在小于900毫巴的壓力下反應。

5.前述權利要求中任一項的方法，其中所述極性有機液體選自雙極性疏質子液體或具有通式A_xM_y的室溫離子液體，其中A為有機陽離子，M為從鹵化物、硫酸鹽得到陰離子或有機陰離子，且x和y為整數。

6.權利要求5的方法，其中A為二烷基咪唑鎓或烷基吡啶鎓且M為鹵離子、硫酸根、甲酸根、乙酸根、三氟甲烷磺酸根或雙(三氟甲烷)磺酰亞胺。

7.權利要求5的方法，其中所述雙極性疏質子液體包含二烷基甲酰胺、N-烷基嗎啉氧化物、二烷基亞砜或具有化學通式R₁-SO₂-R₂的二烷基砜，其中R₁和R₂為含有1-10個碳原子的烷基，包括環砜，其中R₁和R₂形成環狀聚亞甲基環的一部分。

8.前述權利要求中任一項的方法，其中所述極性有機液體包含四亞甲基砜。

9.前述權利要求中任一項的方法，其中所述酸選自正磷酸、硫酸、甲磺酸、三氟甲烷磺酸、氫鹵酸、硝酸和甲酸。

10.前述權利要求中任一項的方法，其中所述酸占所述催化劑組合物的0.1％-10重量％。

11.前述權利要求中任一項的方法，其中在所述混合物中所述催化劑組合物的重量為所述微粒木質纖維素材料的重量的1-10倍。

12.前述權利要求中任一項的方法，其中所述混合物通過單或雙螺桿擠壓機、輥磨機、碾磨機、碎磨機和錘磨機中的任一種或多種進行剪切和壓縮。

13.前述權利要求中任一項的方法，其中將所述混合物加熱到在190℃-500℃范圍內的溫度。

14.權利要求14的方法，其中所述混合物的加熱在具有所述混合物的入口和木炭的出口的旋轉螺桿反應器中進行，其中所述壓力保持在50-150毫巴的范圍內，在所述反應器中的溫度沿反應器的長度控制，使得所述反應器的溫度從緊靠所述入口的較低溫度升高到緊靠所述出口的較高溫度。

15.使木質纖維素材料轉化為揮發性有機液體和木炭的設備，其包含：

混合并粉碎站，其用于混合所述木質纖維素材料與催化劑組合物并粉碎所述木質纖維素材料，

反應器，布置用于經入口從所述混合并粉碎站接收混合物并從位于所述入口下游的出口排出木炭，

真空泵，布置用于降低所述反應器中的壓力，

進料組件，布置用于將所述混合物從所述入口移動到所述出口以便從所述出口排出木炭，

加熱組件，用于加熱所述反應器中的所述混合物到當其穿過所述反應器時發生所述混合物的熱解的溫度，和

揮發物冷凝組件，用于從所述反應器中回收催化劑并分離揮發性化學產物。

16.權利要求15的設備，其中所述反應器具有長管狀段且所述進料組件在所述管狀段內包含螺桿進料器。

17.權利要求15或權利要求16的設備，其包含蒸汽組件，該蒸汽組件布置用于將蒸汽在所述入口下游的至少一個位置處注入所述反應器中。

18.權利要求15-17中任一項的設備，其包含氣-固分離系統和分餾系統。