[发明专利]由生物质或有机废物制备碳氢化合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由得自厌氧发酵的有机酸混合物来有效制备多种碳氢化合物的方法，其中所述厌氧发酵是生物气化技术中的发酵工艺，更具体而言，本发明涉及一种由有机酸混合物来制备诸如燃料、润滑油基础油、芳族化合物等多种产品的方法。

背景技术

自从20世纪中叶以来，尽管基于石油的化学工业已经得到了显著发展，但是，由于矿物燃料（典型地例如为石油、天然气和煤）的资源有限，导致矿物燃料的价格持续上涨，并且，为了有效地获得这些矿物燃料，各国之间的竞争也愈演愈烈。同时，由矿物燃料制得的化学产品在制备过程中会产生大量的副产物，如废弃物和导致全球变暖的气体，从而不利地导致严重的影响全人类的环境危机，并且不利地使常规化学工业迅速收缩。因此，需要研发新的利用生物质的经济友好型生物化学工艺，从而可以代替基于矿物燃料的化学工艺。

生物质通常是指诸如玉米、豆类、亚麻籽、油菜籽、甘蔗和棕榈油之类的植物资源，但是通常可包括有生命的有机体或构成碳循环的任何一部分的物质的代谢副产物。

然而，现有的生物质转化技术在与常规的基于原油的化学/石油产品的竞争方面是受限制的，因为其受到原料/地点条件的限制，并且其产量低、生产成本高、产品范围也是有限的，等等。

同时，厌氧发酵是容易进行的，具有高产率，并且能够处理广泛类型的生物质和有机废物，包括陆海生物质（如木材、海藻等）、农业废物（如食物残渣、污水污泥、玉米秸秆、黍茎、畜禽粪便等）以及棕榈废料，但是，除了生物气以外，还没有能提高价值的方法（high-value raising methods）。

另外，近年来也一直在研究由得自厌氧发酵的有机酸混合物制备醇或燃料碳氢化合物的方法，但是这些方法是复杂的并且多种产物不能被选择性地制备。

发明内容

技术问题

因此，本发明的发明人已经发现，可由得自厌氧发酵的有机酸混合物来有效地制备多种碳氢化合物，同时可由有机酸混合物制备诸如燃料、润滑油基础油和芳族化合物之类的多种产品，因此本发明能够满足市场对上述技术工艺的要求，其中所述厌氧发酵为生物气化技术中的发酵工艺。

因此，本发明的一个目的在于提供一种在有效节约能量的同时能够由有机酸混合物来制备多种碳氢化合物的方法。

技术方案

为了实现上述目的，本发明提供了一种由生物质或有机废物来制备碳氢化合物的方法，包括：(a)使生物质或有机废物进行厌氧发酵，从而制备有机酸混合物；(b)使用催化剂使所述有机酸混合物发生酮基化作用，从而制备酮混合物；以及(c)通过使用单反应器，利用催化剂将所述酮混合物转化为所述碳氢化合物，其中(b)和(c)是在水的存在下进行的。

有益效果

根据本发明，提供了创新型方法，该方法能够通过使用包括生物质或有机废物在内的各种原料，经新型催化技术以一锅反应来制备所期望的产品，由此改变了制备化学/石油产品的技术模式，这使得全球扩展（global expansion）能够适应原料、地点条件和目标产品。

特别的是，多种碳氢化合物可由有机酸混合物而选择性地制备，并且在一锅反应中能有效节约能量，从而使最终产品的附加值最大化。

附图说明

图1示例了根据本发明，在固体材料存在下，厌氧发酵的示意流程图；以及

图2示例了根据本发明，在不存在固体材料的情况下，厌氧发酵的流程图。

最佳实施方式

下面将对本发明进行详细描述。

本发明涉及一种由生物质或有机废物制备碳氢化合物的方法。根据本发明，用作原料的生物质或有机废物可选自由玉米秸秆、棕榈废料、食物残渣、污泥及其混合物构成的组，但并不局限于此。

同时，典型的生物气化技术中的发酵工艺包括两次厌氧发酵，其中通过第一次厌氧发酵可获得有机酸混合物，而通过第二次厌氧发酵可制备生物气。

本发明旨在提供一种由得自生物气化技术中的第一次厌氧发酵的有机酸混合物来有效制备各种碳氢化合物的方法。根据本发明，可由得自厌氧发酵的有机酸混合物来选择性地制备诸如燃料、润滑油基础油、芳族化合物之类的多种产品。

根据本发明的方法的流程图在图1和2中示出。参见图1和2，本发明的方法包括：(a)使生物质或有机废物进行厌氧发酵，从而制备有机酸混合物；(b)利用催化剂，使所述有机酸混合物发生酮基化作用，从而制备酮混合物；以及(c)通过使用单反应器，通过利用催化剂，将所述酮混合物转化为碳氢化合物，其中(b)和(c)是在水的存在下进行的。