[发明专利]用于含糖原料转化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于含糖原料的催化转化的方法。

发明背景

近年来，更多的努力集中于减少对作为用于提供燃料和商业化学品的主要资源的化石燃料的依赖。碳水化合物和相关的″生物质″被看做是努力提供新的燃料和所需化学品的替代途径的关键可再生资源。

特别地，某些碳水化合物在催化剂体系存在下可与氢反应来生产多元醇和糖醇。这类工艺已经描述在Angew.Chemie.Int.Ed.2012，51，3249和US2011/313212中，并且可以用来提供乙二醇和1，2-丙二醇，它们是有许多商业应用(例如，作为传热介质、防冻剂和聚合物(例如PET)的前体)的有价值的材料。乙二醇和1，2-丙二醇在工业规模上传统地是通过相应环氧烷的水解得到的，环氧烷是由化石燃料生产的乙烯和丙烯的氧化产物。

在通过已知方法的糖类催化转化中遇到的主要问题是：在高温下糖类在反应器进料管中的降解。这种降解会导致管的结垢和阻塞。限制该问题的一种方式是：在低于糖类降解温度的温度下将进料供给至管中。因此，进料也处于比反应器中材料更低的温度下。然而，在进料管进入反应器的位点处，由于在该点温度不可避免的提高，仍然会发生降解、结垢和阻塞。

进料管的结垢和堵塞使得反应器停止运转来清洗和/或替换进料管和接头。这转化成更高的操作成本和降低的生产率。因此，非常希望提供一种方法来减少糖在反应器进料管中的降解。

发明概述

因此，本发明提供用于含糖原料在反应器中催化转化的方法，其中含糖原料作为进料流通过进料管提供至反应器并在反应器中与催化剂体系接触，且反应产物连续地从反应器取出，且其中含糖原料通过进料管作为脉冲流来提供，并且与通过相同进料管提供的包含溶剂的第二进料流交替。

附图简要说明

图1是本文中描述的用于碳水化合物催化转化的工艺的示例性但非限制性实施方案的示意图。

本发明的详细说明

本发明人已经意外地发现：通过作为与与包含溶剂的原料流交替的脉冲流提供含糖原料可以显著减少在进料管中和进入反应器入口点处的糖降解。

脉冲流意指含糖原料的流不是连续的。含糖原料的流将在工艺过程期间周期性地开启或关闭。

当含糖原料的流开启时，含糖原料以连续流进料至反应器。在本发明的一个实施方案中，在含糖原料的流开启的同时，单独的溶剂进料可以加入至含糖原料或者直接加入至反应器。

当含糖原料的流关闭时，与含糖原料的流开启时相比，进入反应器的糖的量减少至少90％，优选至少95％，更优选至少98％，甚至更优选至少99％，最优选基本上100％。

当含糖原料的流关闭时，将含有溶剂的第二进料流通过含糖原料经由其供给至反应器的进料管供给至反应器。

通过减少含糖原料大量供给至反应器和穿过管的时间量，将极大降低降解、结垢和堵塞的量。这还允许进料管中的温度高于其中含有的糖类的降解温度，因为含糖原料在这样的温度下存在有限的时间段。进一步地，第二进料流可以用来调节反应器中糖的浓度。溶剂还可以将任何残余的糖和/或结垢冲洗出管，并进一步帮助防止阻塞。

第二进料流包含溶剂。合适地，第二进料流的至少90wt％是溶剂。优选地，第二进料流的至少90wt％，更优选至少95wt％，甚至更优选至少98wt％，最优选基本上100％是溶剂。然而，在本发明的一个实施方案中，设想将苛性材料加入至第二进料流。该实施方案具有以下优点：第二进料流随后可以实际上除去位于进料管中的任意结垢。在本发明的进一步实施方案中，通过在第二进料流中加入pH缓冲剂，可以控制反应器中的pH。

在第二进料流中的溶剂可以是水、C₁至C₆醇或其混合物。优选地，溶剂是水。

含糖原料的流在工艺过程期间周期性地开启或关闭。优选地，在每次开启流之间经过的时间和在每次关闭流之间经过的时间各自维持为基本上规则的时间段。也就是说，含糖原料的流开启第一特定时间段，然后关闭第二特定时间段，且然后在工艺期间重复基本相同的特定时间段。优选地，在整个工艺期间，第一和第二特定时间各自的改变不超过它们长度的10％，更优选不超过它们长度的5％，甚至更优选不超过它们长度的2％。然而，还设想在整个工艺期间，在若干重复之后，可以改变工艺以不同的特定时间段运行。