用于制造木质素组合物的工艺制造技术

技术编号:18463762 阅读:44 留言:0更新日期:2018-07-18 14:53
本发明专利技术涉及用于制造适合于在炼油厂中加工的、包含载体液体的纯化的木质素组合物的工艺。该工艺包括提供包含木质素、蒸煮化学品和水的含水木质素组合物,以及将载体液体添加到含水木质素中以提供有机相。然后从组合物中去除全部或基本上全部的水。加工木质素组合物以使木质素更可溶于载体液体中以便将更多的木质素转移至有机相。适当地通过使用洗涤液体通过液体/液体提取来洗涤,去除蒸煮化学品。最后去除洗涤液体。

A process for the manufacture of lignin composition

The present invention relates to a process for manufacturing a purified lignin composition suitable for processing in a refinery. The process includes the provision of a lignin containing lignin, cooking chemicals and water, and the addition of the carrier liquid to the quality of the wood quality to provide organic phase. Then remove all or all of the water from the composition. The lignin composition is processed to make lignin more soluble in the carrier liquid so as to transfer more lignin to the organic phase. The washing liquid is properly washed by liquid / liquid extraction to remove the cooking chemicals. Finally, remove the washing liquid.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造木质素组合物的工艺本专利技术涉及用于提供用于炼油厂(refinery)的基于木质素的原料的工艺,并且特别涉及适用于直接包含在炼油工艺中的组合物。专利技术背景在使用生物质作为用于燃料生产的来源方面存在越来越多的兴趣。生物质包括但不限于植物部分、水果、蔬菜、加工废料、木屑、谷壳、谷物、草、玉米、玉米壳、杂草、水生植物、干草、纸张、纸制品、再生的纸和纸制品、木质纤维素材料、木质素和任何含生物材料或生物源的材料的纤维素。生物质的重要组分是存在于生物质的固体部分中的木质素。木质素包含形成不易被处理的较大分子的芳香族和含氧物成分的链。难以处理木质素的主要原因是不能分散木质素以与能够分解木质素的催化剂接触。木质素是地球上最丰富的天然聚合物之一。获得木质素的一种常见方式是在制浆工艺期间通过从木材中分离。只有少量(1%-2%)被利用在特种产品中,而其余主要用作燃料。即使燃烧木质素是减少矿物燃料的使用量的有价值的方式,木质素作为用于化学品和液体燃料的可持续生产的原材料也具有显著潜力。各种木质素根据原材料来源和后续加工而在结构上不同,但一个共同特征是由各种取代的苯基丙烷单元组成的骨架,所述取代的苯基丙烷单元通过芳基醚键或碳-碳键彼此结合。它们通常被甲氧基基团取代,并且酚羟基基团和脂肪族羟基基团为例如进一步官能化提供位点。已知木质素与例如亲水性纤维素相比具有低的吸附水的能力。现今,木质素可用作在例如球丸燃料中作为粘合剂的组分,但由于其高能量含量,其也可被用作能源。木质素具有比纤维素或半纤维素更高的能量含量,并且一克的木质素平均具有2.27kJ,这比纤维素碳水化合物的能量含量高30%。木质素的能量含量与煤的能量含量相似。现今,由于木质素的燃料值,在制浆厂或造纸厂中使用牛皮纸浆制法,硫酸盐法,已被去除的木质素通常被燃烧以便提供能量来运行生产工艺并从蒸煮液中回收化学品。在生产工艺期间,存在若干从分别在牛皮纸浆制法或亚硫酸盐法中分离纤维素纤维后得到的黑液或红液中分离木质素的方式。最常见的策略之一是膜过滤。是由InnventiaAB开发的分离工艺,并且已显示该工艺使用较少的硫酸提高了木质素产量。在工艺中,取来自生产工艺的黑液,并且通过酸(通常为二氧化碳(CO2))的添加以及与所述酸的反应沉淀木质素,并且然后滤除木质素。然后通常使用硫酸将木质素滤饼再分散并酸化,并且然后过滤所得浆料并使用置换洗涤进行洗涤。然后,通常将木质素干燥并粉碎以使其适用于石灰窑燃烧器或在将其造粒成球丸燃料之前干燥并粉碎。生物燃料,例如生物汽油和生物柴油,是一种燃料,其中能量主要来源于生物质材料或气体,例如木材、玉米、甘蔗、动物脂肪、植物油等。然而,生物燃料工业正在为如食品对燃料的争论、效率以及原材料的普遍供应等问题而斗争。同时,制浆工业或造纸工业生产大量的木质素,如上所述,木质素通常仅在工厂中被燃烧。用于探索生物质作为燃料或燃料组分的两种常见策略是使用热解油或氢化的木质素。为了使木质素更有用,必须解决木质素在有机溶剂中溶解度低的问题。使用木质素作为用于燃料生产的来源的一个缺点是提供处于适合于加氢处理器或裂化器的形式的木质素或木质素衍生物的问题。问题在于木质素不溶于油或脂肪酸,这如果不是必要的话,是非常需要的。现有技术提供了将木质素降解成小的单元或分子以制备可加工的木质素衍生物的各种策略。这些策略包括氢化、脱氧和酸催化剂水解。WO2011003029涉及用于木质素中碳-碳键和碳-氧键的催化裂解的方法。US20130025191涉及解聚和脱氧方法,其中木质素用氢以及含芳族化合物的溶剂中的催化剂一起来处理。所有这些策略都涉及其中在脂肪酸或油中最终混合之前进行降解的方法。WO2008157164公开了可选择的策略,其中使用第一分散剂来形成生物质悬浮液以获得与催化剂更好的接触。这些策略通常还需要降解产物的分离以便将其与不需要的试剂例如溶剂或催化剂分离。申请人拥有的WO2015/094099涉及一种组合物,其在脂肪酸、酯化的脂肪酸或油以及还有任选的有机溶剂中包含高含量的木质素或木质素衍生物。为了获得高含量的木质素,必须将其通过例如羟基基团的酯化来官能化或改性。对于该组合物的一种应用可以是作为用于燃料生产或用于润滑油的制备的原材料。专利技术概述为了可用作用于炼油厂的原料,必须提供与炼油厂中的工艺介质相容的木质素组合物,并且这要求当黑液被用作原材料时,所述木质素组合物基本上无水并且基本上没有蒸煮化学品(cookingchemical)的任何残留物。因此,本专利技术的目的是提供用于制造适合于在炼油厂中加工的木质素组合物的改进的工艺,其满足上述要求。该目的通过在权利要求1中定义的工艺来满足。它包括用于制造适合于在炼油厂中加工的、包含载体液体的纯化的木质素组合物的工艺。它包括提供包含木质素、蒸煮化学品和水的含水木质素组合物,并将载体液体添加到含水木质素中以提供有机相。然后从组合物中去除全部或基本上全部的水。加工木质素组合物以使木质素更可溶于载体液体中以便将更多的木质素转移至有机相中。适当地,通过使用洗涤液体通过液体/液体提取来洗涤,去除蒸煮化学品。最后去除洗涤液体。在本专利技术的另外的方面中,提供了通过该工艺可获得的木质素组合物。适当地,将木质素组合物在炼油厂中用于制造燃料。在从属权利要求中定义优选的实施方案。根据下文给出的详细描述和附图,本专利技术的进一步应用范围将变得明显,所述附图仅以示例的方式给出并且因此不应被认为是对本专利技术的限制,并且在附图中图1以总体概述示出了新工艺;图2是实施方案的示意图;以及图3是最终洗涤步骤的实施方案的示意图。优选的实施方案的详细描述在本申请中,术语“木质素”是指包含香豆醇单体、松柏醇单体和芥子醇单体的聚合物。在本申请中,术语“载体液体”是指选自脂肪酸、或脂肪酸混合物、酯化的脂肪酸、松香酸、原油、矿物油、船用燃料和烃油或其混合物的液体。在本专利技术中,术语“油”是指在环境温度为粘性液体且是既疏水性的又亲油性的非极性化学物质。图1是新工艺的示意图和通用图。示意图被分为三个分区(partition):A、B和C,其中B和C代表所要求保护的通用工艺。分区A代表木质素溶液(例如黑液)的不同种类的预加工1、2、...、n,其所得产物将被进料至新工艺中。不同的选项代表从木质素溶液(例如黑液、乙烯利(acetosolv)、有机溶剂(organosolv)、红液或棕液(brownliquor))中提取木质素的不同可用方法,结果是取决于所用的方法的包含各种浓度的木质素、蒸煮化学品和水的含水组合物。因此,由箭头LC1、LC2、...LCn(其中LC意指“木质素组合物”)代表的新工艺中的第一步骤S1是用具有指定成分的木质素组合物供应合适的反应器容器RV。在第二步骤S2中(在分区B中),将载体液体(例如油或脂肪酸)添加到该起始组合物中以提供有机相。一小部分的木质素将溶解在该有机相中,另一部分可能沉淀,但主要部分将保留在水相中。因此,我们现在有的是两相体系或三相体系,即两个液相和可能的固相,其中木质素和蒸煮化学品溶解在水相中,有机相具有一些溶解的木质素和可能地木质素化学沉淀物。沉淀的木质素可以包含与沉淀的木质素结合的蒸煮化学品。在根据本专利技术的方法中使用载体液体,例如油。载体液体可以是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于制造纯化的木质素组合物的工艺,所述纯化的木质素组合物适合于在炼油厂中加工、包含载体液体,所述工艺包括提供包含木质素、蒸煮化学品和水的含水木质素组合物;将载体液体添加到含水木质素中以提供有机相,从所述组合物中去除全部或基本上全部的所述水,优选地至少90%、更优选的超过95%的所述水、甚至更优选的超过99%的所述水,适当地,所述去除是通过加热、蒸发、渗透、膜过滤中的任何;加工所述木质素组合物以使所述木质素更可溶于所述载体液体中,以便将更多的所述木质素转移至所述有机相,任选地去除已通过物理分离被沉淀的蒸煮化学品,去除蒸煮化学品包括使用洗涤液体通过液体/液体提取来洗涤的步骤;以及去除洗涤液体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.20 SE 1551502-6;2016.01.13 SE 1650032-41.用于制造纯化的木质素组合物的工艺,所述纯化的木质素组合物适合于在炼油厂中加工、包含载体液体,所述工艺包括提供包含木质素、蒸煮化学品和水的含水木质素组合物;将载体液体添加到含水木质素中以提供有机相,从所述组合物中去除全部或基本上全部的所述水,优选地至少90%、更优选的超过95%的所述水、甚至更优选的超过99%的所述水,适当地,所述去除是通过加热、蒸发、渗透、膜过滤中的任何;加工所述木质素组合物以使所述木质素更可溶于所述载体液体中,以便将更多的所述木质素转移至所述有机相,任选地去除已通过物理分离被沉淀的蒸煮化学品,去除蒸煮化学品包括使用洗涤液体通过液体/液体提取来洗涤的步骤;以及去除洗涤液体。2.根据权利要求1所述的工艺,其中所述洗涤液体是水。3.根据权利要求1所述的工艺,其中在所述洗涤步骤之前的任何沉淀的蒸煮化学品的所述物理分离通过筛分、过滤或离心来进行。4.根据任一前述权利要求所述的工艺,其中在混合下添加载体液体,例如油,以实现改进的洗涤步骤。5.根据任一前述权利要求所述的工艺,其中使木质素不溶于水的所述加工包括酯化、醚化、氢化...

【专利技术属性】
技术研发人员:克里斯多佛·卡里克约瑟夫·萨美克
申请(专利权)人:雷恩生物燃料公司
类型:发明
国别省市:瑞典,SE

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