[發明專利]用于轉化含糖類原料的方法

有效

• 申請號: 201480047066.4
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN105473536B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: E·范德海德;P·休伊曾加
• 申請（專利權）人: 國際殼牌研究有限公司
• 主分類號: C07C29/00
• 分類號: C07C29/00;C07C31/20
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 陳文平

發明領域

本發明涉及用于催化轉化含糖類原料的方法。

發明背景

近年來，持續增加的努力聚焦在減少對作為燃料和日常化學品提供主要來源的化石燃料的依賴。碳水化合物和相關的“生物質”被看作是努力提供新燃料和期望化學品的替代路線的關鍵可再生資源。

特別是，某些碳水化合物可以與氫在催化劑體系的存在下反應以產生多元醇和糖醇。這樣的方法的實例在Angew.Chemie.Int.Ed.2012,51,3249和US 2011/0313212中描述，并且可以用于提供乙二醇和1,2-丙二醇，這些是具有大量商業應用的有價值材料，例如作為熱傳遞介質、防凍劑以及聚合物如PET的前體。乙二醇和1,2-丙二醇傳統上通過水解對應的環氧烷進行工業規模制造，該對應的環氧烷是從化石燃料生產的乙烯和丙烯的氧化產物。

在通過已知方法進行的糖類催化轉化中遭遇的主要問題是反應器進料管中的糖類在高溫下降解。這種降解可以導致管道結垢和阻塞。限制該問題的一種方式是在管道中供應比糖類的降解溫度更低溫度的進料。進料因此也處于比反應器中的材料低的溫度。然而，降解、結垢和阻塞仍然在進料管進入反應器的位置處發生，因為在該位置處溫度不可避免地增加。

進料管的結垢和阻塞導致反應器關停，以清潔和/或更換進料管與接頭(connection)。這轉換為更高的運行成本和降低的生產能力。提供減少反應器進料管中的糖類降解的方法因此將是高度期望的。

發明內容

因此，本發明提供了一種用于在反應器中催化轉化含糖類原料的方法，其中含糖類原料作為進料流通過進料管提供給反應器并在反應器中與催化劑體系接觸，其中將進料管中的含糖類原料維持在比其中所含糖類的降解溫度低的溫度，并且將在進料管進入反應器的位置處的反應器的壁的區段冷卻到比反應器的主體和反應器的內容物的溫度低的溫度。

附圖說明

圖1是示出了本文所述方法的示例性但非限制性的實施方式的一個方面的示意圖。

具體實施方式

本發明人驚奇地發現，反應器入口位置處的糖類降解可以通過將進料管中的含糖類原料的溫度維持為低于其中所含糖類的降解溫度，并且還冷卻在進料管進入反應器的位置處的反應器的壁的區段而明顯降低。

該方法需要含糖類原料。所述原料適合地在溶劑中包含至少1重量％的糖類。含糖類原料優選在溶劑中包含至少2重量％、更優選至少5重量％、甚至更優選至少10重量％、最優選至少20重量％的糖類。適合地，含糖類原料在溶劑中含有不超過50重量％、優選不超過40重量％的糖類。

包含溶劑的一個或多個另外的進料流也可以通過同一進料管或在反應器中的單獨的位置處與含糖類原料一起加入到反應器。

設想將協調含糖類原料的組成和量、反應器的內容物以及加入到反應器的任何另外的進料流的量，使得反應器中糖類在溶劑中的濃度在反應進行時為在溶劑中至少0.01重量％糖類。優選地，反應器中糖類在溶劑中的濃度為至少0.02重量％。最優選地，反應器中糖類在溶劑中的濃度為至少0.25重量％。設想將協調含糖類原料的組成和量、反應器的內容物以及加入到反應器的任何另外的進料流的量，使得反應器中糖類在溶劑中的濃度在反應進行時為在溶劑中最多5重量％的糖類。優選地，反應器中糖類在溶劑中的濃度為最多2重量％。最優選地，反應器中糖類在溶劑中的濃度為最多1.5重量％。

含糖類原料包含選自單糖、二糖、寡糖和多糖中的至少一種糖類。多糖的實例包括纖維素、半纖維素、淀粉、糖原、幾丁質及其混合物。如果含糖類原料包含寡糖或多糖，優選其經歷預處理，然后以在適合的催化劑體系存在下在反應器中與氫接觸時可轉化成二醇的形式給料到反應器。適合的預處理方法在本領域中已知，并且一種或多種可以選自包括但不限于上漿(sizing)、干燥、研磨、熱水處理、蒸汽處理、水解、熱解、熱處理、化學處理、生物處理。

優選地，給料到反應器的含糖類原料在預處理(如果有必要的話)后包含選自葡萄糖、蔗糖和淀粉的一種或多種糖類。所述糖類適合地作為溶劑中的溶液、懸浮液或漿料存在。