木质素转化为有用的化合物的连续工艺制造技术

一种将转化的木质素原料流转化成由芳族化合物组成的转化的木质素产物的工艺，所述工艺包括以下步骤：在多个氢供体分子存在下，在190℃至350℃的反应温度下，将所述转化的木质素原料流暴露于至少一种催化剂，反应时间是至少30分钟，其中，所述转化的木质素原料流包含酚油，以及在所述转化的木质素原料流和所述多种氢供体分子在所述反应时间期间在所述反应温度下暴露于所述至少一种催化剂的过程中提供至少一些所述多种氢供体分子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】优先权和交叉引用本申请要求以下申请的优先权：2012年10月28日提交的美国临时专利申请号61/719486、2013年1月13日提交的美国临时专利申请号61/751919、2013年2月14日提交的美国临时专利申请号61/754611、2013年2月15日提交的美国临时专利申请号61/765402、2013年2月22日提交的WIPO申请号PCT/US2013/027393、2013年2月26日提交的WIPO申请号PCT/EP2013/053625、2013年2月26日提交的WIPO申请号PCT/EP2013/053626、2013年2月26日提交的WIPO申请号PCT/EP2013/053628、2013年2月26日提交的WIPO申请号PCT/EP2013/053629、2013年2月26日提交的WIPO申请号PCT/EP2013/053630、2013年2月26日提交的WIPO申请号PCT/EP2013/053631、2013年2月24日提交的美国专利申请号13/775229、2013年2月24日提交的美国专利申请号13/775230、2013年2月24日提交的美国专利申请号13/775238、2013年2月24日提交的美国专利申请号13/775239、2013年2月24日提交的美国专利申请号13/775240、2013年2月24日提交的美国专利申请号13/775241、2013年2月24日提交的美国专利申请号13/775242、2013年6月20日提交的美国临时专利申请号61/837262和2013年8月16日提交的美国临时专利申请号61/866734，其中每一个的教导在此引入作为参考。
技术介绍
使用氢和催化剂在间歇工艺中转化木质素是已知的。例如，Boocock，D.G.B等人的“使用改进的镍催化剂从木材生产合成的有机液体”公开了在间歇高压釜中，在340℃至350℃下，将风干的白杨暴露于氢和雷尼镍中1或2个小时以生产“油品”。然而，根据Boocock等人，“雷尼镍现已被抛弃，取而代之的是来自镍盐的镍”。使用催化剂以恢复木质素也是已知的。Zakzeski、PieterC等人2010年的“用于可再生化学品的生产的木质素的催化的稳定化”，是转化木质素的催化效果的全面回顾。虽然许多人提出了理论的连续工艺，然而本专利技术人不知道能够超越理论基础的任何公开。例如，作为记录在2006年9月的PNNL-16079中的转化固体木质素呈现显著的处理问题。“用于生物质浆的高压进料系统已被至少认定为一个过程发展问题，只要现代生物质转化系统由于1973年的阿拉伯石油禁运在发展中。作者回顾了现有技术的状态和各种浆泵送系统，其中绝大多数包括球形止回阀。他们的结论是，高压进料仍是小规模生产中的问题，但相信“生物质浆料的高压进料应更容易地在较大的流速下实现，其中生物质的纤维性质预计不会连接和塞住孔口和阀门。”因此，存在提供一种用于浆料的抽吸和装料计划的需求。这样的例子在一连串的申请US2011/0312051，US2011/0312487，US2011/0312488，US2011/0313212，US2011/0313210，US2011/0313209，US2011/0313208和US2011/0312050中。这些共同专利技术人的申请提出仅基于间歇式高压釜的连续工艺，结果表明对乙二醇的高的催化选择性。然而，高乙二醇收率取决于纤维素原料的纯度，所述纤维素原料将直观地裂解为3个单元的乙二醇。所列的实验，用最接近于如在工业或自然环境中发现的生物质原料的原料的实验是漂白纸浆。然而，漂白纸浆只产生了37％的收率。当使用半纤维素(木糖)时，结果有望由乙二醇转移更远离至丙二醇。虽然理论上描述了连续工艺，但是申请未能公开可行的连续工艺。例如，该公开内容指出，“连续工艺的材料必须能够从低压源被输送到反应区，和产物必须能够从反应区被输送到产物回收区。取决于操作模式，残余固体，如果有的话，必须能够被从反应区中取出。”这公开了操作连续工艺的直观明显的要求，但内容没有教导普通技术人员如何达到这些要求。所述申请没有任何地方讨论或解决这一重要问题。事实上，在该出版物中图2的讨论中，讨论了温度和压力条件，而没有任何关于如何将浆料能够提高到列出的1800psig，或甚至200psig的压力的公开内容。当考虑到输送问题，对此，截至2006年，由于1973年的石油禁运已经存在，告诉普通技术人员材料的输送很重要的公开内容也几乎不被认为是可能的。这些系列的申请还公开了将水保持在液相中的反应区中。在间歇高压釜中由于密封性质发生这种情况。但是，它没有公开在连续工艺中如何做到这一点，或者即使是这可以做到。为了避免上述申请和出版物中如所指出的但未解决的泵送和装料的问题，提出了木质素的溶解。WO2011/117705依赖于溶解木质素，使得材料可以作为液体装料，充分利用了止回阀和高压液体装料系统的优点。事实上，根据WO2011/117705，“唯一的限制[是]进料给氢解反应的木质素在进料温度下在进料溶剂中很好地溶解。”“将转化的木质素原料流的产物转化为基础芳烃已经有很久的工业需求。已经尝试将转化的木质素原料流的产物在低猛烈条件(<190℃)下转化。然而，已证明这些条件在产生芳烃的选择性中是没有效果的，除了几个模型化合物外所有的。因此，存在需要有适当地可行的公开如何连续转化木质素，它包括处理、装料和实施过程的必要的条件。此外，还存在需要提供能够从木质素衍生原料流生产相当大比例的芳烃的工艺。这些条件和步骤被认为既是新颖的又是创造性的，并是第一次实验是可行的。概述本文所公开的是将转化的木质素原料流转化成由芳族化合物组成的转化的木质素产物的工艺。本文所公开的工艺包括以下步骤：在多种氢供体分子存在下，在190℃至350℃的反应温度下，将所述转化的木质素原料流暴露于至少一种催化剂，反应时间是至少30分钟，其中，所述转化的木质素原料流包含酚油，以及在所述转化的木质素原料流和所述多种氢供体分子在所述反应时间期间在所述反应温度下暴露于所述至少一种催化剂的过程中提供至少一些所述多种氢供体分子。在一个实施方案中，所述至少一种催化剂包括元素金属。在一个实施方案中，所述第一催化剂包括选自由铂、钯、铯、铜、镍、钌、铑、金、铁、钴和铱组成的组的元素金属。在一个实施方案中，第一催化剂是由至少一种选自由铂、钯、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将转化的木质素原料流转化成由芳族化合物组成的转化的木质素产物的工艺，所述工艺包括以下步骤：在多种氢供体分子存在下，在190℃至350℃的反应温度下，将所述转化的木质素原料流暴露于至少一种催化剂，反应时间是至少30分钟，其中，所述转化的木质素原料流包含酚油，以及在所述转化的木质素原料流和所述多种氢供体分子在所述反应时间期间在所述反应温度下暴露于所述至少一种催化剂的过程中提供至少一些所述多种氢供体分子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.02.22 EP PCT/EP2013/053625;2013.02.22 EP PCT/1.一种将转化的木质素原料流转化成由芳族化合物组成的转化的木质素产
物的工艺，所述工艺包括以下步骤：
在多种氢供体分子存在下，在190℃至350℃的反应温度下，将所述转化的
木质素原料流暴露于至少一种催化剂，反应时间是至少30分钟，
其中，
所述转化的木质素原料流包含酚油，以及
在所述转化的木质素原料流和所述多种氢供体分子在所述反应时间期间在
所述反应温度下暴露于所述至少一种催化剂的过程中提供至少一些所述多种氢
供体分子。
2.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述至少一种催化剂包括元素金属。
3.根据权利要求1至2中的任一项所述的工艺，其中，第一催化剂包括选
自由铂、钯、铯、铜、镍、钌、铑、金、铁、钴和铱组成的组的元素金属。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的工艺，其中，第一催化剂是由至
少一种选自由铂、钯、铯、铜、镍、钌、铑、金、铁、钴和铱组成的组的金属
组成的双金属催化剂。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的工艺，其中，氢供体分子的mmol
与催化剂的mmol的比在选自由1.0:1.0至5.0:1.0、1.2:1.0至4.0:1.0和1.5:1.0至
3.0:1.0组成的组的范围内。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的工艺，其中，所述多种氢供体分
子的至少一种选自由脂族多元醇、具有下式的化合物
其中R1选自由-OCH2、或-H或-OH组成的组和R2选自由-CH...

【专利技术属性】
技术研发人员：克利须那·沙玛，亚伦·默里，史蒂文·里巴，
申请(专利权)人：比奥康泰斯股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT