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      用于制備可用作燃料組分的化合物的整合的方法_2

      文檔序號:9308050閱讀:來源:國知局
      ] 值)將似中所獲得的丙醒的一部分與(A)中所獲得的式R0-CH2-C冊H-C&OH的 烷氧基-丙二醇反應(yīng),來產(chǎn)生式(a)的縮醒
      [0038]
      [0039]其中R是線形或者支化的Ci-Cs烷基, W40] 似將似中所獲得的丙醒的一部分轉(zhuǎn)化成式CH3-CH2-COOR'的丙酸醋,其中R'是 線形或者支化的Ci-Cs烷基。
      [0041]根據(jù)本發(fā)明的方法,由轉(zhuǎn)化(C)所獲得的丙醒被部分地進(jìn)料到轉(zhuǎn)化值),并且將其 余部分進(jìn)料到轉(zhuǎn)化巧):進(jìn)料到兩種轉(zhuǎn)化的量可W根據(jù)期望來校正,運(yùn)取決于最終的組分 丙酸醋或者縮醒(a),其是根據(jù)市場要求W更大量來獲得的。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的方 面,(C)中所產(chǎn)生的1-99%的丙醒可W進(jìn)料到轉(zhuǎn)化值),并且丙醒的其余部分(其因此在 99-1%的范圍內(nèi)變化)同時(shí)進(jìn)料到氧化巧)。優(yōu)選可W將(C)中所產(chǎn)生的40-60%的丙醒 進(jìn)料到轉(zhuǎn)化值),和將丙醒的其余部分(其因此在60-40%的范圍內(nèi)變化)同時(shí)進(jìn)料到氧化 巧)。
      [0042] 本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的方面是式(a)的縮醒的取代基R選自邸3, C2H5, C3H7, C^g, C5H11。本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的方面是取代基R'選自CH3,C2H5,C3H7,C4H9,C5H。。
      [0043] 更優(yōu)選R和R'可W獨(dú)立地選自乙基,正丙基,異丙基,正下基,異下基,仲下基,叔 下基,3-甲基-1-下基和2-甲基-1-下基。
      [0044] 一個(gè)特別優(yōu)選的方面是R和R'獨(dú)立地是乙基,正丙基,異丙基或者正下基。 W45] 甘油向式RO-CHz-C冊H-C&OH的烷氧基-丙二醇的轉(zhuǎn)化(A),其中R是Ci-Cs烷基, 對應(yīng)于甘油的酸化,其中所述的酸化是通過與式R0H的醇反應(yīng)來產(chǎn)生相應(yīng)的3-烷氧基-1,2-丙二醇而進(jìn)行的。該酸化可W根據(jù)用于制備酸的任何已知的方法來進(jìn)行。該甘油可W 例如在醇和酸催化劑存在下反應(yīng)??蒞方便地使用的酸催化劑是例如酸交換樹脂,酸沸石, 娃-氧化侶,負(fù)載的憐酸。該酸交換樹脂可WW微球形式直接使用,如制造商通常所供應(yīng)的 那樣,該酸沸石和娃-氧化侶優(yōu)選是使用任何已知的配體例如氧化侶來擠出的??蒞方便 地使用的溶劑優(yōu)選是與待形成相應(yīng)的酸的醇相同的醇。該反應(yīng)優(yōu)選在50-200°C的溫度和 1-20大氣壓的壓力進(jìn)行。空速優(yōu)選是0.1-20小時(shí)1。醇/甘油摩爾比優(yōu)選是1-10。使用 固定床反應(yīng)器,通過選擇低接觸時(shí)間在位置1的酸化是有利的。將所述試劑進(jìn)料到反應(yīng)器 可W逆流和直流來進(jìn)行。
      [0046] 可W方便地用于酸化的R0H醇是運(yùn)樣的醇,其中R是線形或者支化的含有1-8個(gè) 碳原子,優(yōu)選2-4個(gè)碳原子的烷基??蒞方便地使用的醇因此是乙醇,正下醇,異下醇,3-甲 基-1-下醇,2-甲基-1-下醇或者其混合物。乙醇或者正下醇是優(yōu)選的。
      [0047] 優(yōu)選使用運(yùn)樣的醇,其也可W生物學(xué)來獲得,即,其可W例如通過如下來獲得:發(fā) 酵生物質(zhì)或者生物質(zhì)衍生物,或者發(fā)酵來源于富含碳水化合物和糖的農(nóng)作物的生物質(zhì),或 者發(fā)酵木質(zhì)纖維素生物質(zhì),或者發(fā)酵海藻生物質(zhì)。該木質(zhì)纖維素生物質(zhì)可W來源于富含碳 水化合物和糖的農(nóng)作物,例如玉米,高梁,大麥,甜菜,甘薦或者其混合物。該木質(zhì)纖維素生 物質(zhì)可w例如選自:
      [0048]-??谂囵B(yǎng)用于能量應(yīng)用的作物產(chǎn)品(例如芒草,柳枝稷,狐尾草巧,普通甘薦), 包括所述的作物或者它們的加工的廢品,殘留物和殘余料;
      [0049]-農(nóng)業(yè)培養(yǎng),造林和育林的產(chǎn)品,包含木材;植物;農(nóng)業(yè)加工,造林和育林的殘留物 和廢料;
      [0050]-用于人類營養(yǎng)和動物飼養(yǎng)的農(nóng)業(yè)食品產(chǎn)品的廢物;
      [0051]-沒有化學(xué)處理過的造紙工業(yè)的殘留物;
      [0052]-來自于固體城市廢品(例如植物來源的城市廢品,紙張等)的差異化收集的廢 品;
      [0053] 或者其混合物。
      [0054] 所用的醇也可W例如來源于至少一種培養(yǎng)用于能量目的海藻生物質(zhì)的發(fā)酵,或者 來源于所述生物質(zhì)的培養(yǎng)的殘留物或者衍生物的發(fā)酵。
      [0055] 該發(fā)酵可W根據(jù)本領(lǐng)域已知的方法來進(jìn)行。所述的發(fā)酵例如可W在天然微生物或 者基因改變來改進(jìn)所述發(fā)酵的微生物的存在下進(jìn)行。
      [0056] 用于還原甘油的轉(zhuǎn)化做是根據(jù)用于還原徑基的任何已知的方法來進(jìn)行的。該甘 油例如可W與氨在還原催化劑存在下反應(yīng)??蒞使用的還原催化劑可W是全部已知的還原 催化劑例如亞銘酸銅,混合銘-鋒-銅氧化物,炭載貴金屬,氧化鐵載貴金屬;炭載銷或者 亞銘酸銅是優(yōu)選使用的,后者的催化劑是特別優(yōu)選的。由亞銘酸銅組成的催化劑可W作為 壓縮的和過篩的粉末來使用;該負(fù)載的貴金屬可W作為粉末或者作為擠出產(chǎn)品來使用???W使用的溶劑是線形脂肪族醇或者待作為產(chǎn)品來獲得的相同的二醇。該還原反應(yīng)可W在 100-300°C的溫度,在1-100大氣壓的氨壓力下進(jìn)行。該1,2-丙二醇然后例如通過蒸饋來 分離。優(yōu)選使用催化劑的固定床,并且試劑的進(jìn)料可W直流或者逆流來進(jìn)行。還可W有利 的使用其他反應(yīng)系統(tǒng)例如沸騰床。 W57] 關(guān)于還原方法進(jìn)一步的細(xì)節(jié)描述在例如"SelectiveHy化ogenolysisof glycerolpromotedbypalladium",GreenChemistry2009,111,1511-13。
      [0058] 將1,2-丙二醇脫水成丙醒的轉(zhuǎn)化(C)可W通過將1,2-丙二醇進(jìn)料至固體酸催化 劑上,優(yōu)選在氣相中來進(jìn)行。該反應(yīng)是通過將丙二醇在200-350°C的溫度W本身或者在氮?dú)?流中進(jìn)料來進(jìn)行,在后者運(yùn)種情況中,W丙二醇/氮?dú)饽柋葹?. 1-10來運(yùn)行。該壓力優(yōu)選 的范圍是0. 1-10大氣壓。全部無機(jī)固體酸例如氧化侶,娃-氧化侶,沸石和具有脫水性質(zhì) 的氧化物例如氧化姉(IV),氧化社,氧化錯(cuò)可W用作脫水催化劑。在脫水催化劑中,氧化侶, 0沸石和Y沸石是特別優(yōu)選的。該沸石可擠出的形式,使用任何已知的配體(優(yōu)選氧 化侶)來進(jìn)行,而上述的其他脫水性材料可W作為壓縮的和過篩的粉末和作為擠出品來使 用:在后者的情況中,所用配體將取決于所用的脫水性材料的選擇。關(guān)于還原方法進(jìn)一步的 細(xì)節(jié)描述在例如"化talyticdehy化ationof1,2propandiolintop;ropanal",Applied catalysisA, 366, 2009, 304-8,和"dehy化ationofUpropandioltopropionaldehyde overzeolitecatalysts",AppliedcatalysisA,400,2011,148-155 中。
      [0059] 根據(jù)反應(yīng)值),(A)中所獲得的烷氧基-丙二醇與似中所獲得的丙醒的一部分反 應(yīng),來產(chǎn)生式(a)的相應(yīng)的縮醒。該縮醒的形成反應(yīng)是在酸催化劑的存在下,根據(jù)已知的縮 醒和縮酬的形成方法來進(jìn)行的。
      [0060] 可W方便地使用的催化劑是酸交換樹脂,沸石,娃-氧化侶。當(dāng)所用的催化劑由 交換樹脂組成時(shí),它可微球形式來使用,如制造商所供應(yīng)的。當(dāng)該催化劑由另一類型 的固體酸組成時(shí),它優(yōu)選處于擠出的形式,具有合適的配體例如氧化侶。過量使用的相同 的酬或者醒可W用作溶劑。醒或酬與二醇之間的摩爾比優(yōu)選是1/1-10/1和甚至更優(yōu)選 3/1-5/1??蒞方便地使用的反應(yīng)溫度是-l〇°C到120°C和甚至更優(yōu)選20到80°C。壓力優(yōu) 選是0. 1-20大氣壓。關(guān)于可用于本發(fā)明制備方法中的縮醒的形成方法進(jìn)一步的細(xì)節(jié)描述 在例女日J(rèn).Deutsch,A.M曰rtin,H.Lieske,Investigationonhetero邑enuouslycatalysed condensationofglyceroltocyclicacetals,Journalofcatalysis,245,2007, 428-35 中。
      [0061] 如下文更好地描述的,獲自反應(yīng)做的式(a)的縮醒可W用作運(yùn)樣的組合物的組 分,該組合物可用作燃料:運(yùn)些組合物包含所述的縮醒和控混合物,其適于用作燃料,特別 是粗柴油,汽油,生物柴油,綠色柴油及其混合物。
      [00創(chuàng)式(a)的縮醒優(yōu)選用作柴油燃料的組分。具體的,式(a)的縮醒(其中R是邸3,C3H7,C4&)是新的,包含它們的燃料組合物也是新的。
      [0063] 轉(zhuǎn)化巧)可W通過各種方式來進(jìn)行。該丙醒例如可W氧化成相應(yīng)的丙酸,其然后 用Ci-Cs醇醋化。在運(yùn)種情況中,該氧化可W用任何的氧化催化劑來進(jìn)行,優(yōu)選用含有周期 表的VIB族金屬例如化、Mo、W的催化劑,W與VB族金屬例如V的混合物的形式來進(jìn)行。還 可W方便地使用含有周期表第VIII族金屬例如鐵、鉆或者儀的催化劑。還可W使用非金屬 氧化劑例如Se化。金屬M(fèi)o-V(二者作為混合的氧化物和作為雜多酸)是特別優(yōu)選的。該 反應(yīng)是在20-100°C的溫度,在空氣,富含的空氣,氧氣或者過氧化氨存在下,W醒/氧化劑 摩爾比為1/1-1/10來進(jìn)行的。關(guān)于氧化方法進(jìn)一步的細(xì)節(jié)描述在例如"Montmorillonite cl曰y-c曰t曰lyzed oxid曰tion of曰liph曰tic曰Idehydes",Tetrahedron Letters,51,2010, 826-7和"Selenium oxide catalysed oxidation of aldehydes to carboxylic acid
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