[發(fā)明專利]由生物質(zhì)聯(lián)合生產(chǎn)乙酰丙酸和糠醛

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611206236.6
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN107021878B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A.帕桑恩
• 申請（專利權(quán)）人: 耐斯特公司
• 主分類號: C07C51/00
• 分類號: C07C51/00;C07C59/185;C07D307/50
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 彭昶;黃希貴

本發(fā)明提供了一種用于由生物質(zhì)改進(jìn)地生產(chǎn)乙酰丙酸的方法，其中從來自乙酰丙酸生產(chǎn)反應(yīng)器的蒸氣流回收糠醛。可選擇反應(yīng)條件使得能夠讓兩種產(chǎn)物的收率良好并且減少不期望的副產(chǎn)物。

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明一般性涉及將基于生物質(zhì)的原料轉(zhuǎn)化為可分類為可更新的組分，例如可更新的交通工具燃料組分。具體地，但不是排他地，本發(fā)明涉及一種聯(lián)合生產(chǎn)乙酰丙酸和糠醛的方法。具體地，但不是排他地，本發(fā)明涉及一種聯(lián)合乙酰丙酸和糠醛反應(yīng)器。

發(fā)明背景

乙酰丙酸已被鑒定為可由衍生自生物質(zhì)的己糖加工的合適的化學(xué)原料。

公布US2813900公開了一種用于連續(xù)乙酰丙酸生產(chǎn)的方法。在所述方法中，進(jìn)料為從中已首先回收戊糖的生物質(zhì)，更具體地，進(jìn)料為來自糠醛方法的殘余物。所述方法基于酸水解，其中在第一反應(yīng)器中纖維素聚合物降解為己糖單體，并且在第二反應(yīng)器中由己糖反應(yīng)為乙酰丙酸，這是一種伸長的水平布置的室，其經(jīng)設(shè)計以對流產(chǎn)生湍流。

專利公布US5608105公開了一種方法，其中將碳水化合物原料和硫酸催化劑溶液混合，并且將漿料連續(xù)供應(yīng)至管狀反應(yīng)器中。該反應(yīng)器在210-220℃的典型溫度下操作，以將碳水化合物多糖水解為它們的可溶性單體(己糖和戊糖)。該水解反應(yīng)快速，隨后將第一反應(yīng)器的流出物進(jìn)料至在較低溫度(190-200℃)下操作的連續(xù)攪動的槽反應(yīng)器（tankreactor），達(dá)20分鐘的較長的停留時間。通過從第二反應(yīng)器排出液體，取出乙酰丙酸。在過濾-加壓裝置中，從乙酰丙酸溶液除去固體副產(chǎn)物。

已提議多種方法用于糠醛生產(chǎn)。當(dāng)目標(biāo)為低投資和低操作成本時，生產(chǎn)可基于通過加熱由生物質(zhì)固有形成的有機(jī)酸。這樣的方法相對緩慢，并且通常僅允許回收糠醛。為了進(jìn)一步開發(fā)效率和加速轉(zhuǎn)化，可向過程中加入酸催化劑以代替天然產(chǎn)生的有機(jī)酸或與其共同起作用。

文件US2013/0168227公開了一種由生物質(zhì)(例如玉米穗軸、甘蔗渣和竹子)生產(chǎn)糠醛的方法。在所述方法中，最初將生物質(zhì)、酸催化劑、環(huán)丁砜(作為水混溶性溶劑)和水進(jìn)料至反應(yīng)器中。蒸除與水共同形成的糠醛(它們形成共沸混合物)，在反應(yīng)器中留下溶劑和殘余的副產(chǎn)物，例如乙酰丙酸。通過加入水，讓可溶于環(huán)丁砜的腐殖酸和木質(zhì)素沉淀，將其與副產(chǎn)物分離。

因此，需要簡化乙酰丙酸生產(chǎn)的方法。另一個需求是采用更有效的方式將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為乙酰丙酸和糠醛。進(jìn)一步需要優(yōu)化乙酰丙酸和糠醛二者作為反應(yīng)產(chǎn)物的收率。本發(fā)明的目的是提供一種將己糖和戊糖分別轉(zhuǎn)化為乙酰丙酸和糠醛的聯(lián)合方法。另一個目的是在所述方法中改進(jìn)乙酰丙酸和糠醛二者的回收。

發(fā)明概述

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了在一個反應(yīng)器中將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為乙酰丙酸和糠醛的方法，其中在所述反應(yīng)器中的工藝條件包括

溫度為150-200℃

在所述溫度下的停留時間為30-480分鐘

H₂SO₄含量為進(jìn)料的3-5重量%

連續(xù)蒸汽汽提。

目的是使存在于進(jìn)料生物質(zhì)中的己糖和戊糖二者都反應(yīng)。在當(dāng)前的方法中，選擇反應(yīng)器條件使得反應(yīng)能夠從此一個反應(yīng)器得到乙酰丙酸和糠醛，而無需具有不同反應(yīng)條件(例如溫度)的兩個單獨(dú)的反應(yīng)器。當(dāng)施用蒸汽汽提時，噴射的水蒸汽有效地將糠醛帶入氣相。

根據(jù)當(dāng)前的方法的一個優(yōu)選的實(shí)施方案，在所述反應(yīng)器中的條件還包括一個或多個選自以下的參數(shù)

壓力為3-14巴

混合

干燥物質(zhì)為進(jìn)料的5-30重量%，優(yōu)選15-20 %。