[发明专利]包含木质素酯以及油或脂肪酸的组合物

说明书

本申请涉及包含木质素酯以及油或脂肪酸的组合物。本发明涉及一种组合物，该组合物包含一种载体液体和溶解于所述载体液体中的木质素或木质素衍生物；其中该木质素或木质素衍生物的至少一个羟基已经被酯基团取代，形成酯化的木质素或木质素衍生物。该组合物可以用于制备燃料或润滑剂。

本申请是申请日为2014年12月16日，申请号为201480074489.5，发明名称为“包含木质素酯以及油或脂肪酸的组合物”的申请的分案申请。

发明领域

本发明涉及一种在脂肪酸或油中具有高木质素含量的组合物，其中该木质素已经被酯基团官能化，以及一种制备所述组合物的方法，其中该酯化步骤可以在该脂肪酸或油中进行。该组合物可以用于生产燃料。

背景

对使用生物质作为一种用于燃料生产的来源越来越感兴趣。生物质包括，但不限于植物部分、水果、蔬菜、加工废物、木屑、谷壳、谷粒、禾草、玉米、玉米壳、杂草、水生植物、干草、纸、纸产品、再循环纸和纸产品、木质纤维素材料、木质素以及任何含纤维素的生物材料或生物来源的材料。

生物质的一种重要组分是存在于该生物质的固体部分中的木质素。木质素包含形成不容易被处理的较大分子的芳香族和氧合物成分的链。难以处理该木质素的主要原因是不能分散该木质素以与可分解该木质素的催化剂接触。

木质素是地球上最丰富的天然聚合物之一。一种获得木质素的常见方式是通过在制浆方法过程中从木材中分离。仅少量(1％-2％)用于专门产品中，而剩余部分主要用作燃料。即使燃烧木质素是一种减少化石燃料使用的有价值的方式，木质素具有作为用于化学品和液体燃料的可持续生产的原料的重要潜能。

各种木质素取决于原料来源和随后的加工在结构上不同，但一种共同的特征是由经由芳基醚或碳-碳键彼此结合的各种取代的苯基丙烷单元组成的骨架。它们典型地被甲氧基取代并且酚羟基和脂肪族羟基提供了用于例如进一步官能化的位点。已知例如与亲水性纤维素相比，木质素具有低的吸水能力。

如今，木质素可以作为粘合剂用作例如颗粒燃料中的组分，而且由于其高能量含量它还可以用作能量源。木质素具有比纤维素或半纤维素更高的能量含量，并且1克木质素平均具有2.27KJ，这比纤维素碳水化合物的能量含量多30％。木质素的能量含量类似于煤的能量含量。如今，由于木质素的燃料价值，在纸浆厂或造纸厂中使用牛皮纸浆制法(硫酸盐法)已经去除的木质素通常被燃烧以便提供能量来进行该生产工艺并且从蒸煮液中回收化学品。

存在数种从黑液或红液中分离木质素的方法，该黑液或红液是在生产过程期间分别在牛皮纸浆制法或亚硫酸盐法中分离纤维素纤维之后获得的。最常见的策略之一是超滤。是由Innventia AB公司开发的一种分离方法，并且已经显示该方法使用更少的硫酸而使木质素产率增加。在该方法中，采取来自生产工艺的黑液并且通过添加通常是二氧化碳(CO₂)的酸并与该酸反应来沉淀木质素，并且然后过滤出木质素。然后通常使用硫酸来重新分散并酸化木质素滤饼，并且然后过滤所获得的浆料并使用置换洗涤来进行洗涤。然后通常干燥木质素并且将其粉碎以便使木质素适合用于石灰窑燃烧器，或在将木质素粒化成颗粒燃料之前对木质素进行干燥并粉碎。

生物燃料如生物汽油和生物柴油是其中能量主要来源于生物质材料或气体的一种燃料，这些生物质材料或气体是如木材、玉米、甘蔗、动物脂肪、植物油等。然而，生物燃料产业正努力解决像食品与燃料争论的原材料的效率和总供应的问题。同时，制浆或造纸产业产生大量的木质素，该木质素经常如上所述仅在工厂中被燃烧。用于探索生物质作为燃料或燃料组分的两种常见策略是使用热解油或氢化木质素。

为了制备更有用的木质素，人们必须解决木质素在有机溶剂中的低溶解度的问题。使用木质素作为用于燃料生产的来源的一种缺点是以一种适合于氢化处理器或裂化器的形式提供木质素或木质素衍生物的问题。问题是木质素不溶于(如果不必要的话)高度希望的油或脂肪酸中。