[发明专利]木质素转化方法

说明书

优先权和交叉引用

本专利申请要求于2011年6月17日提交的美国临时申请61498221的优先权。

背景技术

人们试图将木质-纤维素（木质纤维素）生物质的木质素转化为有用的组分已经具有很长的历史。这些方法可以大致分为三类。

第一类是有机溶剂法，其用有机溶剂提取所述木质素随后处理所提取的木质素。这种方法的缺点是存在和使用了之后必须从产物中除去的有机溶剂。

第二类是牛皮纸木质素的各种处理方法。使用酸和碱从木质纤维素生物质提取牛皮纸木质素，因此需要去除和中和过量的酸和碱。

第三类是碱解聚木质素，再次分解（attacking）所述木质素而留下作为待处理的污染物的碱。

然而，随着第二代生物质设备的出现，相对于依赖于作为发酵用糖的谷物精制淀粉而剩下极少木质素的第一代设备，含有木质素的副产物流含有高含量的水、纤维素、和木质素。

第二代方法从木质纤维素聚合物中去除了糖类，具体而言，已知更难提取和转化为各自低聚物和单体的C6糖。在任何情况下，第二代系统通常在所述木质素存在下发酵这些糖类，而所述木质素存在于具有高水含量的副产物流中。

因此，对于将来自第二代木质纤维素生物质转化方法的所述木质素转化成可用化合物的方法仍存在需要。

发明内容

本说明书公开了一种用于将预处理木质素进料流转化成转化木质素流的单步方法。所述方法由以下步骤构成：在木质素转化容器中组合以下各项：预处理木质素进料流，由所述预处理木质素进料流、除了所述预处理木质素进料流的来源、和它们的混合物组成的组供给的水，具有在25℃的氢气压力处于特定氢气压力范围内的氢，和第一催化剂；以及在所述木质素转化容器中在特定温度范围内的温度下保持所述组合足以产生所述转化木质素流的时间，其中所述预处理木质素进料流包含木质素且所述转化木质素流具有包含芳族化合物（重整油（reformate））的组合物，其中，芳族化合物（重整油）在所述转化木质素流的GC/MS曲线下的总面积处于所述GC/MS曲线下的总面积的约60%-95%范围内。

本发明进一步公开了第一催化剂，包含单质（elemental）金属催化剂，其可以包括选自由铂、钯、铯、铜、镍、钌、铑、金和铱组成的组中的单质金属。进一步公开了所述第一催化剂可以是由至少一种金属构成的双金属催化剂，所述至少一种金属选自由铂、钯、铯、铜、镍、钌、铑和金组成的组中。还公开了所述第一催化剂可以选自由雷尼镍（兰尼镍，Raney Nickel）催化剂、含钌催化剂、含钯催化剂、含金催化剂、含铱催化剂、和含铂催化剂组成的组。

所公开的第一催化剂的重量与预处理木质素进料流的干重之比优选处于选自由约0.005-约2.0、约0.3-约1.5和约0.75-约1.25组成的组中的范围内。

还公开了可选的第二催化剂可以选自由沸石、固体酸催化剂、固体碱催化剂、或两者的混合物组成的组中。

进一步公开了在25℃氢气压力处于35-110巴的范围内且第一温度处于325-360℃的范围内。

进一步公开了根据所选的温度和压力，转化木质素流可以具有选自由以下物质组成的组中的组成：

A）酚类，其中酚类在转化木质素流的GC/MS曲线下的总面积处于GC/MS曲线下总面积的约45%-95%范围内，

B）环烷醇类，其中环烷醇类在转化木质素流的GC/MS曲线下的总面积处于GC/MS曲线下总面积的约45%-95%范围内，以及

C）富环烷石脑油化合物，其中富环烷石脑油化合物在转化木质素流的GC/MS曲线下的总面积处于GC/MS曲线下总面积的约40%-95%范围内。

最后，公开了所述木质素转化方法的产物可以用于通过以下步骤生产聚酯瓶：

A.将来自所述转化木质素流的至少一些化合物转化成选自由邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸及其各自的二甲酯组成的组中的苯二甲酸类，

B.产生选自由源自对苯二甲酸酯的聚对苯二甲酸乙二酯和源自苯二甲酸类的共聚对苯二甲酸乙二酯组成的组中的聚酯聚合物，

C.将所述聚酯聚合物转化成聚酯瓶。

附图说明

图1是主要含有醇类的转化木质素流的气相色谱曲线（trace）。

图2是主要包含环烷化合物的转化木质素流的气相色谱仪曲线。

图3是主要包含芳族化合物（重整油）的转化木质素流的气相色谱曲线。

图4是主要含有酚类的转化木质素流的气相色谱曲线。

具体实施方式