[发明专利]从生物质生产醇和烃的备选途径

说明书

关于联邦资助的研究或开发的陈述

不适用。

背景

技术领域

本公开涉及生物质。更具体来说，本公开涉及从生物质生产醇和烃的备选途径。

背景技术

生物质是能够转变成燃料的生物物质。生物燃料可以从大多数生物碳源产生。例如，生物燃料可以从多种来源例如光合作用植物产生。生物燃料可用于广泛的各种应用，例如用于烹调、加热和运输。

存在许多从生物质生产生物燃料的技术。例如，乙醇可以从木质纤维生物质生产。从生物质酶法生产游离糖已有报道。然后将糖直接发酵成乙醇。此外，现有技术还包括将生物质气化成合成气体(CO和H₂)，其被直接发酵成乙醇，或可以催化转化成混合醇。有各种技术从生物质酶法生产游离糖，随后使用同型乙酸菌将糖发酵成乙酸。随后可以使用在美国专利6,927,048和7,351,559中描述的方法将乙酸加氢成乙醇。

产生烃的途径包括下述：可以使用沸石催化剂将通过上述方法产生的醇转变成烃；可以通过使用费-托(Fisher-Tropsch)催化剂将气化生物质所产生的合成气体转变成烃；可以将糖催化转化成烃；以及可以通过热解将生物质转变成烃。

尽管存在从生物质生产生物燃料的各种技术，但在本技术领域中存在着对用于从生物质生产醇和/或烃的新的、改进的、更有效的系统和工艺方法的需求。

发明概述

本文公开了从生物质生产醇、烃或两者的方法，所述方法包括将生物质转变成羧酸、将羧酸与烯烃反应以产生酯、以及将酯氢解以产生醇。在实施方案中，将羧酸与烯烃反应以产生酯和将酯氢解以产生醇在同一反应器中进行。在实施方案中，将羧酸与烯烃反应以产生酯和将酯氢解以产生醇使用一种催化剂进行。

在实施方案中，方法还包括将至少一部分醇脱水以产生烯烃进料，至少一部分所述烯烃进料提供与羧酸反应以产生酯的烯烃。在实施方案中，将羧酸与烯烃反应以产生酯和将酯氢解以产生醇在同一反应器中进行。在实施方案中，将羧酸与烯烃反应以产生酯和将酯氢解以产生醇使用一种催化剂进行。方法还可以包括将至少另一部分醇低聚化以产生烃。方法还可以包括将至少另一部分烯烃进料低聚化以产生烃。

在实施方案中，方法还包括将至少一部分醇低聚化以产生烯烃进料，至少一部分所述烯烃进料提供与羧酸反应以产生酯的烯烃。方法还可以包括将至少一部分醇低聚化以产生烃。在实施方案中，将羧酸与烯烃反应以产生酯和将酯氢解以产生醇在同一反应器中进行。在实施方案中，将羧酸与烯烃反应以产生酯和将酯氢解以产生醇使用一种催化剂进行。这样的方法还可以包括将至少另一部分醇低聚化以产生烯烃进料，至少一部分所述烯烃进料提供与羧酸反应产生酯的烯烃。

在实施方案中，将生物质转变成羧酸还包括将生物质发酵以产生包含水和羧酸盐的发酵液，将发酵液脱水以将水与羧酸盐分离，以及将羧酸盐转变成羧酸。

在实施方案中，方法还包括将醇转变成烃。在这样的实施方案中，将羧酸与烯烃反应以产生酯和将酯氢解以产生醇可以在同一反应器中进行。在这样的实施方案中，将羧酸与烯烃反应以产生酯和将酯氢解以产生醇可以使用一种催化剂进行。将醇转变成烃可包括低聚反应过程。在实施方案中，将醇转变成烃包括将至少一部分醇低聚化以产生烃。在实施方案中，将醇转变成烃包括将至少一部分醇脱水以产生烯烃进料，以及将至少一部分所述烯烃进料低聚化以产生烃。

还公开了从生物质生产烃的方法，所述方法包括将至少一部分生物质转变成羧酸、酮或羧酸铵盐，将一部分羧酸、一部分酮或一部分羧酸铵盐中的至少一种在低聚反应器中进行反应作为生产低聚产物过程的至少一部分，以及从低聚产物中分离烃。在实施方案中，方法还包括将另一部分羧酸、另一部分酮或另一部分羧酸铵盐转变成醇，以及向低聚反应器提供至少一部分醇用于生产低聚产物的过程。将另一部分羧酸转变成醇可以包括将另一部分羧酸与烯烃反应以产生酯，以及将酯氢解以产生醇。将一部分羧酸、一部分酮或一部分羧酸铵盐中的至少一种在低聚反应器中进行反应作为生产低聚产物过程的至少一部分，和将另一部分羧酸、另一部分酮或另一部分羧酸铵盐转变成醇，可以在低聚反应器中进行。将一部分羧酸、一部分酮或一部分羧酸铵盐中的至少一种在低聚反应器中进行反应作为生产低聚产物过程的至少一部分，和将另一部分羧酸、另一部分酮或另一部分羧酸铵盐转变成醇，可以使用一种催化剂进行。