[發(fā)明專(zhuān)利]用于生物質(zhì)的液化的兩步優(yōu)化

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380022618.1
• 申請(qǐng)日: 2013-04-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104379768A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 赫伊屈爾·約翰內(nèi)松;安德列亞斯·格拉姆;安德斯·卡利尤斯;戈蘭·卡爾森
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 雷克燃料公司
• 主分類(lèi)號(hào): C13K1/02
• 分類(lèi)號(hào): C13K1/02;C07H1/00;B01J3/00;C12P7/10
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 高瑜;鄭霞

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種包括通過(guò)在熱壓水(HCW)中處理使生物質(zhì)漿料液化的工藝，所述工藝包括在溫和的處理和單體例如葡萄糖的高收率方面優(yōu)化的兩步分解。

技術(shù)背景

當(dāng)今存在用于生物質(zhì)原料的液化的連續(xù)流動(dòng)工藝。特別地，US2010/0184176A1公開(kāi)了一種生物質(zhì)水熱分解的方法，該方法包括在正常壓力至增大的壓力下供給生物質(zhì)材料，在綜合條件下允許供給的生物質(zhì)材料逐步地從裝置主體的任一端移動(dòng)至裝置主體內(nèi)部和允許熱壓水(HCW)從生物質(zhì)材料的進(jìn)料區(qū)的另一端供給至該主體內(nèi)，以致引起生物質(zhì)材料和熱壓水彼此逆流接觸并且經(jīng)歷水熱分解，洗脫木質(zhì)素組分和半纖維素組分至熱壓水內(nèi)，以便從生物質(zhì)材料分離木質(zhì)素組分和半纖維素組分，和在增大的壓力至正常壓力下從熱壓水供給至裝置主體內(nèi)的那側(cè)排放生物質(zhì)固體殘?jiān)?/p>

而且，當(dāng)今也進(jìn)行過(guò)在熱壓水中分離纖維素。舉例來(lái)說(shuō)，從US2010/0175690A1已知，通過(guò)在亞臨界條件下使用高溫和高壓水將生物質(zhì)中所含有的纖維素和/或半纖維素水解成單糖和低聚糖。該申請(qǐng)?zhí)峁┮环N包括使用多個(gè)壓力容器進(jìn)行纖維素生物質(zhì)的水解糖化的方法，該方法包括裝料步驟、升溫步驟、水解步驟、降溫步驟和排放步驟，它們通過(guò)每個(gè)所述壓力容器順序地進(jìn)行。根據(jù)該方法，所述水解步驟可以在不低于140℃且不高于180℃的溫度下進(jìn)行以使半纖維素水解成糖。而且根據(jù)該方法，所述水解步驟可以在不低于240℃且不高于280℃的溫度下進(jìn)行以使纖維素水解成糖。在一個(gè)工藝步驟中可以使用兩個(gè)不同的溫度范圍。US2010/0175690A1中所示的系統(tǒng)是順序分批系統(tǒng)。如US?2010/0175690所提到，不同步驟例如裝載所需的時(shí)間以及實(shí)際反應(yīng)時(shí)間是長(zhǎng)的，例如，每個(gè)步驟大于5分鐘。

許多生物質(zhì)原料包含有價(jià)值的組分，而且現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)問(wèn)題在于精制生物質(zhì)原料成為有價(jià)值產(chǎn)物并不是優(yōu)化的。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種在從生物質(zhì)原料特別是木質(zhì)纖維素原料分餾、分離和收集有價(jià)值組分方面優(yōu)化的方法。而且，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種得到高收率有價(jià)值產(chǎn)物組分的方法，該方法與已知方法相比是快速的并且該方法不對(duì)該工藝中所使用的設(shè)備施加嚴(yán)重壓力。

發(fā)明概述

上述目的通過(guò)一種包括通過(guò)在熱壓水(HCW)中處理使生物質(zhì)漿料液化的工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述工藝包括：

-第一分解步驟，其在至多4.5的平均pH水平下進(jìn)行，其中生物質(zhì)漿料中的半纖維素部分被分解成水溶性單體和/或低聚物，并且其中纖維素部分經(jīng)歷用于纖維素聚合物的解晶的預(yù)處理；

-分離步驟；和

-第二分解步驟，其中生物質(zhì)漿料中的纖維素部分被分解成水溶性單體和/或低聚物；

其中第一分解步驟和第二分解步驟兩者均在意味著相對(duì)溫和的條件的亞臨界溫度下進(jìn)行。

如上所提到，當(dāng)今存在生物質(zhì)的兩步工藝。舉例來(lái)說(shuō)，在CN101613377中公開(kāi)了一種通過(guò)包括兩個(gè)步驟的工藝使纖維素降解成單體的方法，該兩個(gè)步驟是：一個(gè)第一步驟，在超臨界條件下使纖維素降解成低聚物，和接下來(lái)的一個(gè)第二步驟，在亞臨界條件下進(jìn)一步降解成單體。首要的是，在根據(jù)CN101613377的第一步驟之后不進(jìn)行分離。進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的分離以避免有價(jià)值液體組分的繼續(xù)降解，并且由此對(duì)優(yōu)化生物質(zhì)液化工藝而言是必要的。其次，根據(jù)CN101613377提出的溫度意指第一步驟中超臨界條件下的溫度。根據(jù)本發(fā)明，兩個(gè)步驟均在意味著相對(duì)溫和的條件的亞臨界條件下進(jìn)行(對(duì)所使用的生物質(zhì)和設(shè)備二者而言)。而且，根據(jù)本發(fā)明的第一步驟中的分解在不使該工藝進(jìn)行過(guò)度的情況下允許半纖維素的分解，而且還允許纖維素的預(yù)處理以致在后續(xù)的第二分解步驟中于溫和條件下較容易分解。對(duì)在最后步驟中增大單體(和低聚物)的收率以及給出溫和的處理而言，根據(jù)本發(fā)明的工藝就其本身而論是優(yōu)化的。