[發(fā)明專利]生產(chǎn)生物質(zhì)水解物的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380063543.1
• 申請(qǐng)日: 2013-12-09
• 公開（公告）號(hào): CN104854074A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魯?shù)稀じヌm克斯·馬利亞·約瑟夫·帕頓;約翰尼斯·奧古斯蒂努斯·克魯恩;皮埃爾·路易斯·沃伊斯坦鮑格斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 帝斯曼知識(shí)產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)管理有限公司
• 主分類號(hào): C07C51/00
• 分類號(hào): C07C51/00;C07C51/42;C07C51/47;C07C53/02;C07C59/185
• 代理公司: 北京東方億思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11258
• 代理人: 肖善強(qiáng)

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生產(chǎn)生物質(zhì)水解物的方法，所述生物質(zhì)水解物適合生產(chǎn)乙酰丙酸和甲酸；涉及通過所述方法能夠得到的生物質(zhì)水解物；涉及從所述生物質(zhì)生產(chǎn)乙酰丙酸和甲酸的方法；并涉及通過所述方法能夠得到的乙酰丙酸和甲酸。

發(fā)明背景

乙酰丙酸是合成已知作為燃料添加劑的酯類的起始分子，已知其作為塑化劑和溶劑有用。乙酰丙酸可被用于合成甲基四氫呋喃(MTHF)或者可被用作溶劑。乙酰丙酸的其它應(yīng)用為例如，合成用作除草劑和殺蟲劑的δ-氨基乙酰丙酸、用于合成聚碳酸酯的雙酚酸和用于制造聚酯的琥珀酸。乙酰丙酸還可被用于生產(chǎn)γ-戊內(nèi)酯(5-甲基丁內(nèi)酯)，γ-戊內(nèi)酯反過來可被用于生產(chǎn)肥酸(1,6-己二酸)。

甲酸被用作牲畜飼料中、皮革生產(chǎn)中和織物染整中的防腐劑和抗菌劑。它還被用作橡膠生產(chǎn)中的促凝劑以及清潔劑助劑和染料電池的潛在未來燃料。

US8138371涉及從生物質(zhì)生產(chǎn)甲酸的方法。US8138371的方法包含兩個(gè)隨后的水解反應(yīng)。在第一和第二水解反應(yīng)之間，降低溫度。US?8,138,371的實(shí)施例2中描述了一個(gè)實(shí)例，其中使含148.8kg纖維素的粗制紙漿在階段管式反應(yīng)器中在205℃、H₂SO₄濃度為4wt％且停留時(shí)間為15秒的條件下經(jīng)受第一水解反應(yīng)。然后，使得到的化合物在185℃且停留時(shí)間為25分鐘的條件下經(jīng)受第二水解。這產(chǎn)生33.3kg甲酸，相當(dāng)于甲酸產(chǎn)率為22％，這代表82％的理論產(chǎn)率。報(bào)告了62wt％的乙酰丙酸產(chǎn)率。US5608105涉及從生物質(zhì)生產(chǎn)乙酰丙酸的方法。類似US8138371，該方法也包含兩個(gè)隨后的水解反應(yīng)，其中間歇性降低溫度。在US5608105的實(shí)施例6中，使含5.0wt％H₂SO₄的10wt％硬木漿在階段管式反應(yīng)器中在220℃且停留時(shí)間為15.7秒的條件下經(jīng)受第一水解反應(yīng)。然后，使得到的混合物在210℃且停留時(shí)間為20分鐘的條件下經(jīng)受第二水解。第二水解之后，液體中的乙酰丙酸濃度在穩(wěn)定狀態(tài)為1.05％，且產(chǎn)率為理論產(chǎn)率的62％。然而，沒有報(bào)告甲酸的產(chǎn)率和濃度。US4897497涉及從生物質(zhì)生產(chǎn)乙酰丙酸和糠醛。類似US5608105和US8138371，US4897497的方法包含兩個(gè)隨后的水解反應(yīng)，其中間歇性降低溫度。US6054611涉及從葡萄糖或生物質(zhì)生產(chǎn)乙酰丙酸的方法，其中當(dāng)從生物質(zhì)開始時(shí)，利用兩個(gè)水解反應(yīng)，其中從第一反應(yīng)到第二反應(yīng)通過稀釋降低酸濃度。

本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供簡單的從生物質(zhì)生產(chǎn)甲酸和乙酰丙酸的方法。本發(fā)明的另一目的是提供具有較高選擇性的從生物質(zhì)生產(chǎn)甲酸和乙酰丙酸的方法。本發(fā)明的另一目的是提供生產(chǎn)包含甲酸和乙酰丙酸的生物質(zhì)水解物的方法，所述方法適合高的生物質(zhì)負(fù)載。本發(fā)明的另一目的是提供生產(chǎn)包含甲酸和乙酰丙酸的生物質(zhì)水解物的方法，其中能夠從所述生物質(zhì)水解物中有效分離甲酸和乙酰丙酸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供經(jīng)改進(jìn)的生產(chǎn)生物質(zhì)水解物的水解方法，所述生物質(zhì)水解物適合生產(chǎn)乙酰丙酸和甲酸；和從所述生物質(zhì)水解物生產(chǎn)乙酰丙酸和甲酸的方法。水解方法包含單一的水解步驟，其中使?jié){化的(slurried)生物質(zhì)在1-15wt％之間的礦物酸濃度下經(jīng)受120-200℃之間、優(yōu)選地160-190℃之間的溫度，持續(xù)2-8小時(shí)之間、優(yōu)選地20-140分鐘之間的時(shí)期。可從木質(zhì)纖維素生物質(zhì)、也可從糖例如葡萄糖和果糖開始實(shí)施所述方法。

發(fā)明詳述

本發(fā)明提供生產(chǎn)生物質(zhì)水解物的水解方法，所述生物質(zhì)水解物適合生產(chǎn)乙酰丙酸和甲酸，所述方法包含單一的水解步驟，所述水解步驟包含：

-使?jié){化的生物質(zhì)在1-15wt％之間的礦物酸濃度下經(jīng)受120-200℃之間、優(yōu)選地160-190℃之間的溫度，持續(xù)2-8小時(shí)之間、優(yōu)選地20-140分鐘之間的時(shí)期。

發(fā)明人已出乎意料地發(fā)現(xiàn)：可從生物質(zhì)生產(chǎn)包含乙酰丙酸和甲酸二者的生物質(zhì)水解物，該生產(chǎn)方法僅由一個(gè)水解反應(yīng)組成，所述水解反應(yīng)不包含間歇性冷卻和加熱或酸稀釋。