含糖原料的转化方法技术

本发明专利技术提供了一种在反应器中催化转化含糖原料的方法，其中含糖原料作为进料流通过进料管被提供到反应器中，并与反应器中的催化剂体系接触，其中当通过进料管供给含糖原料时，还沿着进料管的内壁供给初始基本上不含糖的溶剂流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及一种用于催化转化含糖原料的方法。专利技术背景近年来，越来越多的努力一直集中在减少对作为提供燃料和商品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”被看作是在提供新的燃料和期望的化学品的替代路径的这些努力中的关键可再生资源。特别是，某些碳水化合物可与氢气在催化剂体系的存在下反应以生成多元醇和糖醇。这种方法的一个例子描述在Angew.Chemie.Int.Ed.2012,51,3249和WO2011/0313212中，并可用于提供乙二醇和1,2-丙二醇，其是具有众多商业应用的有价值的材料，例如作为热传递介质、防冻剂、和聚合物如PET的前体。传统上乙二醇和1,2-丙二醇是通过水解由化石燃料生产的相应的亚烷基氧化物以工业规模制备，相应的亚烷基氧化物是乙烯和丙烯的氧化产物。在通过已知方法催化转化糖中遇到的主要问题是在高温下在反应器进料管中糖的降解。这种降解可能导致管道的结垢和堵塞。限制这种问题的途径之一是在比糖的降解温度更低的温度下在管道中提供进料。因此，进料的温度也比反应器中的材料的温度更低。然而，降解、结垢和堵塞仍然会发生在其中进料管进入反应器中的位置，这是由于该位置的温度不可避免的增加所致。进料管的结垢和堵塞导致反应器停工，用于清洁和/或更换进料管和连接件。这转化为更高的运行成本和降低的生产率。因此，非常需要提供一种降低糖降解和反应器进料管中相关的结垢和堵塞的方法。专利技术概述因此，本专利技术提供了一种在反应器中催化转化含糖原料的方法，其中含糖原料作为进料流通过进料管被提供到反应器中，并与反应器中的催化剂体系接触，其中当通过进料管供给含糖原料时，还沿着进料管的内壁供给初始基本上不含糖的溶剂流。附图简要说明图1至图4是示出本文描述的方法的示例性但非限制性的实施方案的示意图。专利技术详述本专利技术人意外地发现，通过沿着进料管的内壁输送溶剂流来防止含糖原料与进料管的内壁的接触，可显著降低进料管中和反应器入口处糖的降解。该方法需要含糖原料。所述原料适宜地包含在溶剂中的至少1重量％的糖。含糖原料优选包含在溶剂中的至少2重量％、更优选至少5重量％、甚至更优选至少10重量％、最优选至少20wt％的糖。适宜地，含糖原料包含在溶剂中不超过50重量％、优选不超过40重量％的糖。除了溶剂流，包含溶剂的一种或多种其他进料流也可以与含糖原料一起加入反应器中，无论是通过同一进料管或在反应器中的分开的位置。据设想，含糖原料的组成和量、溶剂流、反应器中的内容物和加入到反应器的任何其他进料流的量将协调为反应进行时反应器中糖在溶剂中的浓度为至少0.01重量％。优选地，反应器中糖在溶剂中的浓度为至少0.02重量％。最优选地，反应器中糖在溶剂中的浓度为至少0.25重量％。据设想，含糖原料的组成和量、溶剂流、反应器中的内容物和加入到反应器的任何其他进料流的量将协调为反应进行时反应器中糖在溶剂中的浓度为至多5％重量。优选地，反应器中糖在溶剂中的浓度为至多2重量％。最优选地，反应器中糖在溶剂的浓度为至多1.5重量％。该含糖原料包含选自单糖、二糖、寡糖和多糖中的至少一种糖。多糖的实例包括纤维素、半纤维素、淀粉、糖原、壳多糖和它们的混合物。如果含糖原料包括寡糖或多糖，优选在其以当在反应器中与氢气在合适的催化剂体系的存在下接触时可转化为乙二醇的形式被供给至反应器之前对其进行预处理。合适的预处理方法是本领域已知的，并且可以从下组中选择一种或多种，包括但不限于：筛分、干燥、研磨、热水处理、蒸汽处理、水解、热分解、热处理、化学处理、生物处理。优选地，预处理后被供给至反应器的含糖原料视情况包含选自葡萄糖、蔗糖和淀粉中的一种或多种糖。所述糖适宜地作为溶液、悬浮液或浆液(slurry)存在于溶剂中。溶剂流包含溶剂，并且最初基本上不含糖。据设想，在通过进料管时少量糖会溶解或悬浮在溶剂流中。溶剂流中的溶剂可以与含糖原料中的溶剂相同或不同。适宜地，溶剂流中的溶剂是水、C1-C6醇或它们的混合物。优选地，溶剂是水。含糖原料中的溶剂可以是水、C1-C6醇或它们的混合物。优选地，溶剂是水。除了在含糖原料和溶剂流中提供的溶剂，其他溶剂也可能已存在于反应器中和/或添加至如上所述的含糖原料中。所述溶剂也适宜地为水、C1-C6醇或它们的混合物。优选地，所有的溶剂是相同的。更优选地，所有的溶剂都包含水。最优选地，所有的溶剂都为水。适于半间歇或连续方法的任何反应器类型可用于本专利技术的方法中，半间歇或连续方法要求糖起始材料作为进料流通过进料管添加。优选地，本专利技术的方法以连续流动过程进行，其中从反应器中连续地取出反应产物。在本实施方案中，适于从反应器中连续地取出反应产物的连续流方法的任何反应器类型可用于本专利技术的方法。例如，合适的反应器系统包括沸腾催化剂床反应器系统、具有催化剂通道的固定催化剂反应器系统、预示反应器系统、流化床反应器系统、机械混合反应器系统和浆液反应器系统(也被称为三相鼓泡塔反应器系统)以及它们的组合。反应器中的温度适宜地为至少130℃，优选至少150℃，更优选至少170℃，最优选至少190℃。反应器中的温度适宜地为至多300℃，优选至多280℃，更优选至多270℃，甚至更优选至多250℃。优选地，反应器中的温度高于糖原料中的一种或多种糖的降解温度。优选地，在加入任何起始原料之前将反应器加热到这些限定范围之内的温度并保持在这样的温度下，直到完成所有的反应。为了降低含糖原料的降解，进料管中含糖原料的温度适宜地为至少最初保持低于其中包含的糖的降解温度。如本文所用，术语降解温度与其中存在的糖的1％在一个小时内降解的温度有关，并且降解温度将根据存在的糖而变化。然而，在本专利技术的一个实施方案中，进料管中含糖原料的温度可以有利地保持高于其中包含的糖的降解温度，因为在本专利技术的方法中，含糖原料将不与进料管的壁接触。如本文所用，术语降解温度与其中存在的糖的1％在一个小时内降解的温度有关，并且降解温度将根据存在的糖而变化。优选地，为了保持反应器内的温度，含糖原料的温度在反应器温度的10℃内。溶剂流的温度可以适宜地为环境温度至小于该方法的条件下溶剂流的沸点的范围内。为了保持反应器内的温度，溶剂流的温度优选为反应器温度以下10℃至以上100℃的范围内。在本专利技术的一个优选的实施方案中，含糖原料最初低于糖的降解温度，溶剂流的温度高于糖的降解温度，结果是，当含糖原料和溶剂流在进入反应器中时被混合时，其合并温度在反应器温度的2℃内，优选1℃内。如本文所用，术语降解温度与其中存在的糖的1％在一个小时内降解的温度有关，并且降解温度将根据存在的糖而变化。任何合适的方法可用于造成溶剂流和含糖原料流的同轴流动，使得两种流沿相同方向流动，溶剂流沿进料管的壁输送，含糖原料通过进料管的中心，含糖原料和进料管的壁之间很少接触或没有接触。实现此的方法包括通过所述进料管的可渗透部分将溶剂流提供至进料管的内壁，或通过同心管将溶剂流与含糖原料提供至进料管以便提供同轴流动。反应器中的压力适宜地为至少1兆帕，优选至少2兆帕，更优选至少3兆帕。反应器中的压力适宜地为至多16兆帕，优选至多12兆帕，更优选至多10兆帕，甚至更优选至多8兆帕，最优选至多6兆帕。在添加任何含糖原料之前，优选通过加入氢气将反应器加压到这些本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在反应器中催化转化含糖原料的方法，其中所述含糖原料作为进料流通过进料管被提供到反应器中，并与反应器中的催化剂体系接触，其中当通过进料管供给所述含糖原料时，还沿着进料管的内壁供给初始基本上不含糖的溶剂流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.09 EP 14184115.51.一种在反应器中催化转化含糖原料的方法，其中所述含糖原料作为进料流通过进料管被提供到反应器中，并与反应器中的催化剂体系接触，其中当通过进料管供给所述含糖原料时，还沿着进料管的内壁供给初始基本上不含糖的溶剂流。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述溶剂流通过所述进料管的可渗透部分提供到进料管的内壁。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述溶剂流与所述含糖原料通过同心管提供到进料管以提供同轴流动。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述含糖原料的温度最初低于所述糖的降解温度，所述溶剂流的温度最初高于所述糖的降解温度。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述含糖原料还与...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·范德海德，P·休伊曾加，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL