[发明专利]木质纤维素材料的乙酰化的方法和反应器系统及应用

摘要

公开了一种用于木质纤维素材料的改性的反应器系统。根据本发明，该系统包括：反应容器、真空连接件以及连接至气流回路的入口和/或出口，该气流回路与换热器和至少一个流体循环装置相连接。特别地，气流回路设置成使得气体能够在反应容器的直径上循环。该气流回路优选包括诸如分配板的气体分配装置。

主权项

1.一种用于木质纤维素材料的乙酰化的反应器系统，所述系统包括：反应容器，所述反应容器具有适于引入木质纤维素材料的可闭合的开口；真空连接件，所述真空连接件适于在所述反应容器内建立真空；用于乙酰化流体的液体入口和/或液体出口；以及气体入口和气体出口，所述气体入口和气体出口连接至第一气流回路，所述第一气流回路包括与所述气体入口和所述气体出口相连接的气流管线，所述气流管线与换热器和至少一个风扇相连接，其中，所述第一气流回路的入口和出口定位成使得气体在所述反应容器的直径上循环。

2.根据权利要求1所述的反应器系统，其中，所述第一气流回路的所述入口与诸如分配板的气体分配装置相连接，所述气体分配装置定位在所述反应容器的入口与所述反应容器的内部之间。

3.根据权利要求1或2所述的反应器系统，包括与所述反应容器的其他入口和出口相连接的多个气流回路，所述其他入口和出口定位成使得气体在所述反应容器的直径上循环，所述第一入口和出口以及其他入口和出口分散在所述反应容器的长度上。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的反应器系统，其中，所述反应容器包括与额外的气流管线相连接的出口，所述额外的气流管线与冷凝器系统相连接。

5.根据权利要求4所述的反应器系统，其中，所述反应器包括用于凝结的液体的入口，所述用于凝结的液体的入口定位在所述冷凝器系统的下游。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的反应器系统，其中，所述真空连接件定位在所述反应容器上、定位在所述气体回路上、或者定位在所述反应容器和所述气体回路这两者上。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的反应器系统，其中，所述换热器定位在所述反应器的内部，优选地采用如下形式：至少一个换热器位于所述反应器的气体入口侧，并且至少一个换热器位于所述反应器的气体出口侧。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的反应器系统，设计成允许气流的方向倒转。

9.一种用于木质纤维素材料的乙酰化的方法，包括：将所述木质纤维素材料引入如前述权利要求中的任一项所限定的反应容器中；用乙酰化流体充填所述反应容器，以便浸没所述木质纤维素材料；使所述木质纤维素材料被乙酰化流体浸渍；去除过量的乙酰化液体；经由所述第一气流回路以及—在适用的情况下—经由所述其他气流回路使经加热的气体循环通过所述反应器，以将热量施加给经浸渍的木质纤维素材料，以便使所述木质纤维素材料发生乙酰化。

10.一种用于木质纤维素材料的乙酰化的方法，所述方法包括以下步骤：(a)用乙酰化流体浸渍所述木质纤维素材料，并且去除过量的乙酰化液体；(b)借助于经加热的气流来加热经浸渍的木质纤维素材料，以便使所述木质纤维素材料发生乙酰化；(c)降低所述木质纤维素材料经受的压力，以便将残余的乙酰化流体从所述木质纤维素材料中移出；(d)通过使气体经受冷凝来使这些气体充当用于所移走的残余的乙酰化流体的汽提气；其中，经受冷凝的所述气体是循环的经加热气流的一部分。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，使用乙酰化流体的浸渍通过以下方式实施：首先，当所述反应容器充填有木材或其他木质纤维素材料时，将所述反应容器设置在真空下，然后，在维持真空的同时引入所述乙酰化流体，以便优选地完全地浸没所有的木材元件。

12.根据权利要求9至11中的任一项所述的方法，其中，所述木质纤维素材料是尺寸为至少一个尺度为至少1m的实心木材。

13.实施用于木质纤维素材料的乙酰化的方法的反应器系统的应用，所述反应器系统包括：具有适于引入木质纤维素材料的可闭合的开口的反应容器；用于乙酰化流体的入口和出口；以及与第一气流回路相连接的入口和出口，所述第一气流回路包括与所述入口和所述出口相连接的气流管线，所述气流管线与换热器和至少一个风扇相连接，所述应用用于将实心木材浸没到液体乙酰化介质中的乙酰化方法。

14.根据权利要求13所述的应用，其中，所述反应器系统为根据权利要求1至8中的任一项所述的反应器系统。

15.根据权利要求13或14所述的应用，其中，所述方法用于木质纤维素材料的乙酰化，其中所述方法为根据权利要求9至12中的任一项所述的方法。