【技术实现步骤摘要】
生物质及其他多结构体轻质化的分解物原位定向合成与再生和循环利用的系统
本专利技术涉及生物质或其他多结构体物质轻质化的酸催化水解等方式分解、分解物原位定向合成转化为衍生物、衍生物分离与再生、溶剂和催化剂等工质循环利用的工艺装置系统，属生物质等物料的加工
。
技术介绍
地球是巨大、生息不止、循环再生、广泛分布的生物质及其他多结构体物质资源宝库。生物质的糖、蛋白质、油脂及木质素等资源几乎无处不在，包括植物、动物、微生物等。生物质糖总量巨大，包括纤维素、半纤维素、淀粉、果聚糖、植物胶、甲壳素、糖原、动物胶、藻类多糖、微生物多糖等，其中以植物糖资源尤其丰富。植物主要组份为纤维素、半纤维素、植物胶和木质素等，其中多糖(纤维素、半纤维素、淀粉、植物胶、果聚糖等)在植物中一般占2/3以上，是很大的糖资源。轻工、食品、农林等多个生物质加工或利用行业，副产大量生物质渣(糟渣或丢渣)，如酒渣(糟)、醋渣(糟)、蔗渣、油料渣、菌糠等。这些糟渣含较大比例的糖类、蛋白质类、油脂类等较高价值组份，尚未得到较好利用，有的还造成严重环保问题。生物质及其糟渣等物料为多种结构或组份的...
【技术保护点】
一种生物质及其他多结构体物料轻质化加工的工艺装置系统，其特征在于，该工艺装置系统的装置系统包括分解多结构体的分解反应器、进行原位定向合成过程的原位定向合成反应器、进行原位定向合成过程与分解过程的组合反应器、用于衍生物分离的衍生物分离设施、进行衍生物分离过程与分解过程和原位定向合成过程的反应与分离器、进行衍生物分离过程与原位定向合成过程的反应与分离器、进行衍生物再生过程的衍生物再生反应器、含工质的循环前溶液实现循环利用的循环利用设施中的部分或全部设备；该工艺装置系统的工艺系统包括多结构体分解过程、多结构体逐级分层分解过程、原位定向合成过程、逐级分层原位定向合成过程、原位定向合...
【技术特征摘要】
2012.07.20 CN 201210251749.41.一种生物质及其他多结构体物料轻质化加工的工艺装置系统，其特征在于，该工艺装置系统的装置系统包括分解多结构体的分解反应器、进行原位定向合成过程的原位定向合成反应器、进行原位定向合成过程与分解过程的组合反应器、用于衍生物分离的衍生物分离设施、进行衍生物分离过程与分解过程和原位定向合成过程的反应与分离器、进行衍生物分离过程与原位定向合成过程的反应与分离器、进行衍生物再生过程的衍生物再生反应器、含工质的循环前溶液实现循环利用的循环利用设施中的部分或全部设备； 该工艺装置系统的工艺系统包括多结构体分解过程、多结构体逐级分层分解过程、原位定向合成过程、逐级分层原位定向合成过程、原位定向合成与分解的组合反应过程、原位定向合成与逐级分层分解的组合反应过程、逐级分层原位定向合成与分解的组合反应过程、衍生物分离过程、逐级分层衍生物分离过程、衍生物分离与原位定向合成的反应与分离组合过程、逐级分层衍生物分离与原位定向合成的反应与分离组合过程、衍生物分离与逐级分层原位定向合成的反应与分离组合过程、衍生物分离与分解和原位定向合成的反应与分离组合过程、逐级分层分解与原位定向合成和衍生物分离的反应与分离组合过程、分解与逐级分层原位定向合成和衍生物分离的反应与分离组合过程、分解与原位定向合成和逐级分层衍生物分离的反应与分离组合过程、衍生物再生过程、逐级分层衍生物再生过程、循环利用过程中的部分或全部过程； 原位定向合成过程为在混合液中原位进行的方式，通过非催化过程或在混合液中催化剂作用下的催化过程，将混合液中的目标成份转化为其固态衍生物、或与混合液分层液态衍生物、或双溶性衍生物中的I类或2类或全部3类衍生物； 催化原位定向合成过程中的催化剂为混合液中原有的催化剂、或为向混合液中新加入的催化剂、或为由混合液中原 有的催化剂与新加入到混合液中的催化剂成份共同构成的催化剂；催化剂为酸性物质或碱性物质或中性物质； 混合液中的目标成份为多结构体在混合液中进行分解过程生成的分解物分子、在混合液中进行化合过程生成的化合物分子、在混合液中进行缩合过程生成的缩合物分子、在混合液中进行聚合过程生成的聚合物分子、浸取过程进入溶液中的分子、萃取过程进入溶剂液体中的分子、溶解过程进入溶剂液体中的分子、吸收过程进入溶液中的分子中的I种分子或2种分子或更多种分子； 工艺装置系统由装置系统和工艺系统构成。2.根据权利要求1所述的工艺装置系统，其特征在于该工艺装置系统的装置系统设置了分解物或缩合物或浸取物或萃取物或吸收物的目标成份进行原位定向合成过程的原位定向合成反应器、或目标成份的原位定向合成反应与多结构体分解反应的组合反应器、或目标成份的原位定向合成反应与多结构体分解和衍生物分离的反应与分离器、或原位定向合成与衍生物分离的反应与分离器，用于进行单独的原位定向合成反应过程或组合过程中的原位定向合成过程，将分解混合液或纯化混合液或调制混合液或分解混合物中的部分或全部的分解物或合成物或缩合物或浸取物或萃取物或吸收物的目标成份以原位方式进行定向合成反应转化为衍生物； 原位定向合成反应器、或分解与原位定向合成的组合反应器、或分解与原位定向合成与衍生物分离的反应与分离器、或原位定向合成与衍生物分离的反应与分离器为搅拌釜或夹套加热搅拌釜或真空蒸发器或加热蒸发器或真空加热蒸发器或结晶器或沉降器或管式反应器或反应分馏塔或反应萃取塔类型的设备，或为上述设备类型中的部分类型或全部类型设备组合构成的组合型设备。3.根据权利要求1所述的工艺装置系统，其特征在于该工艺装置系统的工艺系统用于轻质化加工多结构体物料的方法为，完成预处理的多结构体物料在单独的分解过程中、或在分解与原位定向合成的组合过程中的分解过程中、或在分解与原位定向合成和衍生物分离的组合过程中的分解过程中进行轻质化的分解过程，生成含分解物的分解混合物；以在分解混合液中或纯化混合液中或调制混合液中或分解混合物中原位进行单独的原位定向合成过程的方式、或以原位定向合成与分解的组合过程中的原位定向合成过程的方式、或以原位定向合成与分解和衍生物分离的组合过程中的原位定向合成过程的方式，进行分解物的原位定向合成过程，将部分或全部的分解物转化化为衍生物；原位定向合成过程为催化过程或非催化过程；催化原位定向合成过程以上述混合液或混合物中的原分解催化剂作为原位定向合成催化剂、或以向上述混合液或混合物中新加入的催化剂作为原位定向合成的催化剂、或以上述混合液或混合物中的原分解催化剂与新加入的催化剂成份共同构成的催化剂作为原位定向合成的催化剂；原位定向合成的衍生物为双溶性衍生物、或固态衍生物、或与混合液分层的液态衍生物中的I类或2类或全部3类的衍生物；进行衍生物分离过程得到分解物的衍生物产品；衍生物或作为目标衍生物产品、或进行部分再生过程得到部分再生的衍生物目标产品、或通过完全再生过程得到再生复原的再生分解物产品；分离衍生物产品或再生分解物产品后的含催化剂或溶剂或合成剂或分解剂中的I种或2种或更多种或全部工质的循环前溶液，进行分离或脱除杂质过程后转化为循环溶液，然后输送返回原使用过程或其他工艺过程实现循环利用； 分解物原位定向合成过程或衍生物分离过程或衍生物再生过程为一次性完成的过程、或为逐级分层方式的过程； 分解物原位定向合成过程或衍生物分离过程或衍生物再生过程为单独进行的过程、或为组合过程中进行的过程； 工艺系统的组合过程为·分解与原位定向合成的组合反应过程、逐级分层分解与原位定向合成的组合反应过程、分解与逐级分层原位定向合成的组合反应过程、衍生物分离与原位定向合成的反应与分离组合过程、逐级分层衍生物分离与原位定向合成的反应与分离组合过程、衍生物分离与逐级分层原位定向合成的反应与分离组合过程、分解与原位定向合成和衍生物分离的反应与分离组合过程、逐级分层分解与原位定向合成和衍生物分离的反应与分离组合过程、分解与逐级分层原位定向合成与衍生物分离的反应与分离组合过程、分解与原位定向合成与逐级分层衍生物分离的反应与分离组合过程中的部分或全部的组合过程； 多结构体水解过程与水解物原位定向合成过程的催化剂为硫酸或亚硫酸或磷酸或亚磷酸或碳酸或硼酸或盐酸或高氯酸或次氯酸或氢溴酸或高溴酸或硝酸中的部分或全部的无机酸、或为三氧化硫或二氧化硫或五氧化二磷或三氧化二磷或三氧化二氮或二氧化碳或二硫化碳中的部分或全部的无机酸酐、或为乙酸或乙二酸或丙酸或丙二酸或甲酸或丁酸或丁二酸或己酸或己二酸或邻苯二甲酸或对苯二甲酸或苯甲酸中的部分或全部的有机酸、或为乙酸酐或丙酸酐或丁酸酐或邻苯二甲酸酐等有机酸酐中的部分或全部的有机酸酐、或为由上述无机酸和无机酸酐和有机酸和有机酸酐中的部分或全部酸性物质在溶液中形成的混合酸； 多结构体水解过程的溶液中硫酸浓度控制在80%以内，典型水解过程条件的硫酸浓度为20%到76%范围； 多结构体水解过程的溶液中亚硫酸的浓度控制在90%以内，典型水解过程条件的亚硫酸浓度为30%到85%范围； 多结构体水解过程的溶液中磷酸的浓度控制在92%以内，典型水解过程条件的磷酸浓度为40%到86%范围； 多结构体水解过程的溶液中亚磷酸的浓度控制在90%以内，典型水解过程条件的亚磷酸浓度为38%到86%范围； 多结构体水解过程的溶液中溴化氢的浓度控制在40%以内，典型水解过程条件的溴化氢浓度为15%到35%范围； 多结构体水解过程的溶液中氯化氢浓度控制在40%以内，典型水解过程条件的氯化氢浓度为15%到36%范围； 多结构体水解过程的溶液中高氯酸的浓度控制在60%以内，典型水解过程条件的高氯酸浓度为10%到50%范围； 多结构体水解过程的溶液中次氯酸的浓度控制在35%以内，典型水解过程条件的次氯酸浓度为5%到25%范围； 多结构体水解过程的溶液中高溴酸的浓度控制在50%以内，典型水解过程条件的高溴酸浓度为10%到40%范围； 多结构体水解过程的溶液中硝酸的浓度控制在50%以内，典型水解过程条件的硝酸浓度为10%到40%范围； 半纤维素物料或含半纤维素组份物料中半纤维素的水解过程的温度控制在150°C以内，典型水解过程条件的温度为常温到120°C范围； 纤维素物料或含纤维素组份物料中的纤维素水解过程的温度控制在230°C以内，典型水解过程条件的温度为常温到180°C范围； 木质素物料或含木质素组份物料中的木质素水解过程的温度控制在320°C以内，典型水解过程条件的温度为70°C到260°C范围； 聚醚类或聚甲醛高分子废弃物水解过程的温度控制在350°C以内，典型水解过程条件的温度为70°C到270°C范围； 褐煤或泥炭的水解过程的温度控制在360°C以内，典型水解过程条件的温度为80°C到280°C范围； 聚酯类或聚氨酯类或聚酰胺类或聚碳酸酯的高分子废弃物水解过程的温度控制在300°C以内，典型水解过程条件的温度为50°C到180°C范围； 多结构体分解物的原位定向合成过程为，以在分解混合液中或纯化混合液中或调制混合液中或分解混合物中原位进行单独的原位定向合成过程的方式、或进行原位定向合成与分解的组合过程中的原位定向合成过程的方式、或进行原位定向合成与分解和衍生物分离的组合过程中的原位定向合成过程的方式，进行分解物的原位定向合成过程；原位定向合成过程为催化过程或非催化过程；催化原位定向合成过程以上述混合液或混合物中的原分解催化剂作为原位定向合成催化剂、或以向上述混合液或混合物中新加入的催化剂作为原位定向合成的催化剂、或以上述混合液或混合物中的原分解催化剂与新加入的催化剂成份共同构成的催化剂作为原位定向合成的催化剂；原位定向合成过程为调制混合液中或纯化混合液中或分解混合液中或分解混合物中的分解物分子之间发生原位定向化学合成过程、或为调制混合液中或纯化混合液中或分解混合液中或分解混合物中的分解物分子与I次或2次或更多次或连续地加入合成剂分子之间进行原位定向合成过程、或为同步发生上述分解物分子之间的反应和分解物分子与合成剂分子之间的反应的组合原位定向合...
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