BR112019018267B1

BR112019018267B1 - Composição, método para preparar a composição e composição de hidrocarboneto de grau de combustível

Info

Publication number: BR112019018267B1
Application number: BR112019018267-5A
Authority: BR
Inventors: Christian DAHLSTRAND; Joseph Samec
Original assignee: Ren Fuel K2B Ab
Priority date: 2017-03-22
Filing date: 2018-03-20
Publication date: 2023-02-23
Also published as: CN110741010A; US11319448B2; BR112019018267A2; CN110741010B; CA3056914A1; SG11201907634SA; US20200109286A1; EP3601308B1; EP3601308A1; WO2018174793A1

Abstract

A presente invenção se refere a uma composição e a um método para preparar a composição, sendo que a composição compreende lignina funcionalizada que tem um peso molecular ponderal médio (Mw) de pelo menos 1.000 g/mol e um líquido carreador verde que compreende lignina funcional despolimerizada, sendo que a lignina funcionalizada é dissolvida no líquido carreador verde e em que a quantidade de compostos de lignina funcionalizada despolimerizada na composição é mais alta do que a quantidade de lignina funcionalizada.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a uma composição e a um método para preparar a composição, sendo que a composição compreende lignina funcionalizada dissolvida em compostos hidrotratados derivados de lignina. O método pode ser operado em modo por batelada em um modo contínuo.

ANTECEDENTES

[002] Há um crescente interesse no uso de biomassa como uma fonte para produção de combustível. A biomassa inclui, porém sem limitação, partes de planta, frutas, vegetais, resíduo de processamento, lascas de madeira, palha, grão, grama, milho, cascos de milho, ervas, planas aquáticas, feno, papel, produtos de papel, papel reciclado e produtos de papel, material lignocelulósico, lignina e qualquer material biológico que contém celulose ou material de origem biológica.

[003] Um componente importante de biomassa é a lignina presente nas porções sólidas da biomassa. A lignina compreende cadeias de constituintes aromáticos e oxigenado que formam moléculas maiores que não são facilmente tratadas. Um motivo para a dificuldade no tratamento da lignina é a incapacidade de dispersar ou dissolver a lignina para contato com catálise que pode romper a lignina.

[004] A lignina é um dentre os polímeros naturais abundantes na terra. Um modo comum de preparar lignina ocorre por separação da madeira durante processos de produção de polpa. Apenas uma pequena quantidade (1 a 2%) é utilizada em produtos de especialidade ao passo que o primário restante serve como combustível. Até mesmo caso a lignina de queima seja um modo valioso para reduzir o uso de combustível fóssil, a lignina tem potencial significativo como matéria-prima para a produção sustentável de produtos químicos e combustíveis líquidos.

[005] Várias ligninas são estruturalmente diferentes dependendo da fonte de matéria-prima e processamento subsequente, porém um recurso comum é uma cadeia principal que consiste em várias unidades substituídas de fenil propano que são ligadas entre si por meio de ligações de éter arílico ou ligações carbono-carbono. São tipicamente substituídos por grupos metoxila e os grupos hidroxila fenólicos e alifáticos fornecem sítios para, por exemplo, funcionalização adicional.

[006] Atualmente, a lignina pode ser usada como um componente em, por exemplo, combustível pélete como um ligante, porém também pode ser usada como uma fonte de energia devido a seu alto teor de energia. A lignina tem maior teor de energia ou hemiceluloses e um grama de lignina tem, em média, 22,7 KJ, que é 30% maior que o teor de energia de carboidrato celulósico. O teor de energia de lignina é semelhante àquele de carvão. Atualmente, devido ao valor de combustível, a lignina que foi removida com o uso do processo kraft, do processo de sulfato, em um moinho de polpa e de papel, é normalmente queimada a fim de fornecer energia para executar o processo de produção e recuperar os produtos químicos do licor de coqueamento.

[007] Há diversas maneiras de separar lignina de licor preto ou vermelho obtido após separar as fibras de celulose no processo kraft ou de sulfito respectivamente, durante os processos de produção. Uma dentre as estratégias mais comuns é ultrafiltração. Lignoboost® é um processo de separação desenvolvido por Innventia AB, e o processo aumenta o rendimento de lignina com o uso de menos ácido sulfúrico. No processo Lignoboost®, o licor preto é obtido dos processos de produção, e a lignina é precipitada através da adição e da reação com ácido, normalmente dióxido de carbono (CO2), e a lignina é, em seguida removida por filtração. Em seguida, o bolo de filtro de lignina é disperso novamente e acidificado, normalmente com o uso de ácido sulfúrico, e a pasta fluida obtida é, em seguida, filtrada e lavada com o uso de lavagem de deslocamento. Em seguida, a lignina é normalmente seca de pulverizada para que se torne adequada para fornos de cal ou antes de ser peletizada em combustível de pélete.

[008] O biocombustível, tal como biogasolina e biodiesel, é um combustível na qual a energia é principalmente derivada do material de biomassa ou gases, tais como madeira, milho, cana-de-açúcar, gordura animal, óleos vegetais e assim por diante. No entanto, as industriais biocombustíveis lidam com problemas como o debate alimento vs. combustível, eficiência e o fornecimento geral de matéria-prima. Ao mesmo tempo, as industriais de produção de polpa ou de papel produzem grandes quantidades de lignina que é muitas vezes, conforme descrito acima, apenas queimada moinho. Duas estratégias comuns para explorar biomassa como um combustível ou componente de combustível são usar óleos de pirólise ou lignina hidrogenada.

[009] A fim de tornar a lignina mais útil como uma fonte para produção combustível, é necessário solucionar o problema com a baixa solubilidade de lignina em solventes orgânicos. Uma desvantagem de usar lignina como uma fonte para produção combustível é o problema de fornecer lignina em uma forma adequada para hidrotratadores ou craqueadores. O problema é o fato de que a lignina não é solúvel em óleos ou ácidos graxos, o que é altamente desejado, quando não é necessário.

[010] A técnica anterior fornece várias estratégias para degradar lignina em pequenas unidades ou moléculas a fim de preparar derivados de lignina que pode ser processada. Essas estratégias incluem hidrogenação, desoxigenação e clivagem em catalisador ácido. O documento no WO2011003029 se refere a um método para clivagem catalítica de ligações carbono-carbono e ligações carbono-oxigênio em lignina. O documento no US20130025191 se refere a um método de despolimerização e desoxigenação em que a lignina é tratada com hidrogênio junto de um catalisador em um solvente aromático. Todas essas estratégias se referem a métodos em que a degradação é realizada antes de uma eventual mistura em ácidos graxos ou óleos de gás. O documento n° WO2008157164 revela uma estratégia alternativa em que um primeiro agente de dispersão é usado para formar uma suspensão de biomassa a fim de obter um melhor contato com o catalisador. Essas estratégias normalmente também exigem o isolamento dos produtos de degradação a fim de separar os mesmos de reagentes indesejados, tais como solventes ou catálise.

[011] O tratamento direto nas refinarias atuais ainda não foi concretizado. Isso está relacionado principalmente com problemas de compatibilidade uma vez que as propriedades físicas da lignina são muito diferentes em comparação às alimentações de óleo de refinaria padrão.

[012] A produção de óleos de pirólise ou de gás de síntese a partir da biomassa é, no entanto, possível e foi realizada tanto na Suécia quanto em outro lugar. A produção pode ocorrer por meio de pirólise de licor preto ou biomassa em uma pasta fluida à base de pirólise. No entanto, as refinarias não conseguem lidar com óleos de pirólise corrosivos, e o metanol dos produtos de gás de síntese, que é venenoso, e éter dimetílico (DME), que é gasoso, não podem ser usados em motores de automóveis atuais.

[013] Constatou-se que uma variedade de gorduras e graxas derivadas de biomassa são úteis todos os diais em combustíveis (óleo vegetal hidrogenado (HVO)). Algumas as empresas que usam ativamente essas matérias-primas são Preem (Evolution Diesel®), Neste (NexBTL®) e ENI (processo Ecofining™). O uso de óleo de tall não é problemático uma vez que é um subproduto florestal. O uso de óleo de palma na produção de combustíveis “verdes” tem recebido atenção indesejada do Green Peace devido ao fato de que o óleo de palma está associado à destruição das florestas tropicais. A ENI usa óleos vegetais de primeira geração na sua produção de combustíveis verdes, no entanto, sua produção de matéria-prima vai de encontro à produção de alimentação.

[014] Em se tratando da parte de lignina da biomassa, há diversas estratégias diferentes para produzir combustíveis líquidos. Uma dentre as estratégias principais para produzir matéria-prima para refinarias de óleo é realizar despolimerização de lignina. No entanto, muitas das unidades monoméricas de lignina geradas dessa maneira não são solúveis em carreadores de óleos de refinaria padrão, conforme mostrado no documento n° WO2014116173. Uma estratégia alternativa é o hidrotratamento de lignina. A maior parte da pesquisa em hidrotratamento de lignina estava voltada para os compostos de modelo de lignina. Os poucos relatos em que lignina real é usada mostram que que a lignina pode ser hidrotratada na presença de catálise convencional em uma etapa em batelada sob condições livres de solvente ou com solvente. As condições livres de solvente podem ser problemáticas para usar hidrotratamento industrial contínuo uma vez que o pó de lignina precisa ser transportado em um reator sob altas pressões de gás. No entanto, com o uso de metanol, um relatório mostra que “sob condições ideais de reação, os produtos principais são alquilfenólicos e, de maneira gratificante, não ocorre hidrogenação de anel ou formação de”.

[015] Atualmente, acredita-se que apenas o HVO foi comercialmente com êxito como combustível. As limitações de matéria-prima (óleo de tall) ou os efeitos ambientais prejudiciais (óleo de palma) continuarão a ser problemas para a produção de combustíveis verdes de óleos de biomassa. Há uma necessidade de encontrar maneiras confiáveis econômicas de usar biomassa renovável para produzir combustíveis líquidos. Uma maneira foi desenvolvida pela RenFuel AB. Eles convertem lignina em um óleo de lignina, o Lignol® que é solúvel em óleos de gás, por exemplo, usados para hidrotratamento.

[016] Um procedimento alternativo para produzir combustíveis líquidos é realizando-se hidrotratamento de lignina sólida dispersa em óleo de hidrocarboneto. O documento n° U.S. 7.994.375 revela um método para converter biomassa, tal como lignina em combustível líquido. O método compreende formar uma pasta fluida de lignina e um óleo carreador (Tall óleo, por exemplo) que é hidrotratado em produtos da faixa de ebulição em diesel ou nafta. O processo revelado almeja desoxigenar completamente a lignina. No entanto, há alguns problemas obtidos com a presença de uma pasta fluida, incluindo sedimentação, problemas de bombeamento e perda na reatividade. Além disso, a atividade de catalisador pode ser prejudicada pelas partículas grandes de pasta fluida. O uso do óleo de pirólise hidrotratado como um líquido carreador traz o problema de correção, uma vez que os óleos de pirólise têm um pH de 2 a 3 que podem resultar na liberação de metais que, por sua vez, danificam a catálise.

[017] O documento n° GB2104545 revela um processo em que uma pasta fluida de lignina é tratada em um reator de hidrocraqueamento. O processo resulta em um óleo (óleo de formação de pasta fluida) que é misturado com a lignina para preparar uma mistura de pasta fluida transferível. Em seguida, a mistura de pasta fluida é introduzida em um reator de craqueamento, sendo que o catalisador é fornecido em uma forma de particulado. Um problema com o uso de uma pasta fluida é o fato de que um catalisador de leito fixo não pode ser usado e é apenas a lignina em solução que é hidratada, isto é, a lignina de particulado não é apenas hidrogenada ou é hidrogenada insuficientemente.

[018] Alguns dos problemas associados ao hidrotratamento de lignina que podem precisar de solução para que se torne industrialmente interessante são:

[019] • A lignina não se dissolve significativamente em líquidos carreadores

[020] • O uso de solventes padrão como líquidos carreadores, isto é, metanol é dispendioso.

[021] • O uso de óleos vegetais é, muitas vezes, associado ou à destruição de florestas tropicais para produzir óleo de palma ou competição com alimentos para produzir óleos vegetais.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[022] O objetivo da presente invenção é superar as desvantagens da técnica anterior e fornecer uma composição que compreende lignina funcionalizada dissolvida pelo menos parcialmente nos compostos despolimerizados de lignina funcionalizada. A presente invenção tem como objetivo adicional fornecer um método inovador para preparar produtos leves verdes. Uma aplicação para a composição pode ser como uma matéria-prima para produção combustível (por exemplo, gasolina ou diesel) ou como um aditivo para combustível ou óleo ou como um material inicial para indústria química.

[023] Possibilitar o uso de um reator de leito fixo solucionará muitos problemas uma vez que a lignina funcionalizada pode conter quantidades relativamente pequenas de metais, em comparação a um óleo mineral destilado, o reator pode precisar de um leito de proteção. Como consequência do alto teor de oxigênio em lignina funcionalizada, o reator de leito fixo pode lidar com a reação exotérmica de formação de água tendo baixa atividade no primeiro leito seguido por leitos com um catalisador mais ativo. Além disso, a lignina funcionalizada dissolvida possibilita o uso de temperatura inferior e pressão inferior de hidrogênio em comparação a ter a lignina em uma pasta fluida. Além disso, dissolvendo-se a funcionalizada da lignina em um líquido carreador ou em solventes adequados comercialmente disponíveis e reatores e sistema de hidrotratamento padrão podem ser usados para tratar a lignina em vez de hidrotratadores projetados especificamente.

[024] Em um primeiro aspecto, a presente invenção se refere a uma composição que compreende lignina funcionalizada que tem um peso molecular ponderal médio (Mw) de pelo menos 1.000 g/mol e um líquido carreador verde que compreende compostos despolimerizados de lignina funcionalizada, sendo que a lignina funcionalizada é dissolvida pelo menos parcialmente no líquido carreador verde e em que a quantidade de compostos despolimerizados de lignina funcionalizada na composição é maior que a quantidade de lignina funcionalizada.

[025] Em uma modalidade, uma composição é conforme definido na reivindicação 1.

[026] Em um segundo aspecto, a presente invenção se refere a um método para preparar a composição, de acordo com a presente invenção, sendo que o método compreende:

[027] a. fornecer uma primeira alimentação de lignina funcionalizada que tem um peso molecular ponderal médio (Mw) e pelo menos 1.000 g/mol;

[028] b. fornecer um solvente ou um líquido carreador verde ou uma mistura dos mesmos que dissolve pelo menos parcialmente a lignina funcionalizada;

[029] c. dissolver pelo menos parcialmente a lignina funcionalizada no solvente ou líquido carreador verde formando uma primeira composição de alimentação;

[030] d. hidrotratar ou hidrotratar parcialmente a primeira composição de alimentação formando uma primeira corrente de produto que compreende compostos leves e compostos pesados;

[031] e. dividir a primeira corrente de produto em uma segunda corrente de produto e uma terceira corrente de produto;

[032] f. remover opcionalmente compostos indesejados, tais como coque e partículas sólidas da segunda e/ou terceira correntes de produto;

[033] g. fornecer um líquido carreador verde que compreende a segunda corrente de produto e opcionalmente um solvente, tal como um líquido carreador;

[034] h. fornecer uma segunda alimentação de lignina funcionalizada; e

[035] misturar o líquido carreador verde com a segunda alimentação de lignina funcionalizada que forma a composição.

[036] Em uma modalidade, o método compreende

[037] a. fornecer uma primeira alimentação de lignina funcionalizada que tem um peso molecular ponderal médio (Mw) de pelo menos 1.000 g/mol em que a lignina funcionalizada é funcionalizada com um grupo que contém alquila por meio de grupo ligante em que o ligante é um éter ou um éster e;

[038] b. fornecer um solvente ou um líquido carreador verde ou uma mistura dos mesmos que dissolve pelo menos parcialmente a lignina funcionalizada;

[039] c. dissolver a lignina funcionalizada no solvente ou líquido carreador verde que forma uma primeira composição de alimentação;

[040] d. hidrotratar ou hidrotratar parcialmente a primeira composição de alimentação que forma uma primeira corrente de produto que compreende compostos leves e compostos pesados, de preferência, em um hidrotratador de leito fixo;

[041] e. dividir a primeira corrente de produto em uma segunda corrente de produto e uma terceira corrente de produto;

[042] f. remover opcionalmente compostos indesejados, tais como coque e partículas sólidas da segunda e/ou terceira correntes de produto;

[043] g. fornecer um líquido carreador verde que compreende a segunda corrente de produto e, opcionalmente, um solvente, tal como um líquido carreador, sendo que o líquido carreador verde compreende compostos despolimerizados de lignina funcionalizada que compreendem compostos de gasolina e diesel em uma quantidade de pelo menos 5% em peso

[044] h. fornecer uma segunda alimentação de lignina funcionalizada; e

[045] i. misturar o líquido carreador verde com a segunda alimentação de lignina funcionalizada que forma a composição.

[046] Em um terceiro aspecto, a presente invenção se refere a uma composição de intermediário que compreende lignina funcionalizada que tem um peso molecular ponderal médio (Mw) de 1.000 g/mol dissolvida em compostos despolimerizados de lignina funcionalizada. Os compostos despolimerizados de lignina funcionalizada podem ser uma mistura que compreende derivados de fenol e derivados de polifenol, tais como um alquilfenol, um alquil alcoxifenol ou um alcoxifenol e um difenol.

[047] Em uma modalidade, o intermediário compreende lignina funcionalizada que tem um peso molecular ponderal médio (Mw) de pelo menos 1.000 g/mol e líquido carreador verde que compreende compostos despolimerizados de lignina funcionalizada e em que os compostos despolimerizados de lignina funcionalizada compreendem compostos de gasolina e diesel em uma quantidade de pelo menos 5% em peso, em que a lignina funcionalizada é funcionalizada com um grupo que contém alquila por meio de grupo ligante em que o ligante é um éter ou um éster e em que a lignina funcionalizada é dissolvida no líquido carreador verde e em que a quantidade de compostos despolimerizados de lignina funcionalizada na composição é maior que a quantidade de lignina funcionalizada.

[048] Em um quarto aspecto, a presente invenção se refere a uma composição de hidrocarboneto de grau de combustível obtida pelo método de acordo com a presente invenção.

[049] Todas as modalidades descritas no presente documento são aplicáveis a todos os aspectos salvo quando declarado de outro modo.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[050] Figura 1, uma visão geral esquemática da presente invenção. Os compostos que são constatados na parte superior da coluna são menores e contêm menos oxigênio que os compostos mais abaixo na coluna.

[051] Figura 2, o efeito na polaridade durante o hidrotratamento.

[052] Figura 3, uma revelação esquemática do efeito do hidrotratamento em diferentes materiais da alimentação.

[053] Figura 4, uma visão geral esquemática da presente invenção.

[054] DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[055] A presente invenção se refere a uma composição para uso em processos de refinaria para a produção de vários combustíveis e produtos químicos.

[056] No presente pedido, o termo “lignina” significa um polímero que compreende monômeros de álcool coumarílico, de álcool coniferílico e de álcool sinapílico.

[057] No presente documento, o termo “líquido carreador” significa um líquido selecionado a partir de ácidos graxos ou mistura de ácidos graxos, ácidos graxos esterificados, ácido de rosina, óleo cru, óleo mineral, combustível de bordo e óleos de hidrocarboneto ou misturas dos mesmos.

[058] Na presente invenção, o termo “óleo” significa uma substância química não polar que é um líquido viscoso a uma temperatura ambiente ou superior e é tanto hidrofóbico quanto lipofílico.

[059] No presente documento, os termos “licor vermelho” e “licor marrom” denotam o mesmo licor.

[060] Na presente invenção, o termo “doador de hidrogênio” deve ser interpretado como uma substância ou composto que fornece ou transfere átomos de hidrogênio a outra substância ou composto.

[061] Para efeito do presente pedido, o termo “filtração de membrana” deve incluir modos tanto de fluxo cruzado quanto de fluxo terminal com o uso de membranas porosas ou filtros.

[062] No presente documento, os termos “líquido carreador verde” e “óleo carreador verde” denotam o mesmo significado e são usados de maneira intercambiável.

[063] No presente documento, o termo “lignina funcionalizada” denota lignina que foi modificada ou funcionalizada com um grupo que contém alquila por meio de ligante. Os exemplos não limitativos são revelados no documento n° WO2016204682.

[064] As refinarias de óleo não podem usar lignina como matéria-prima em hidrotratadores atuais, uma vez que lignina não se dissolve em óleo carreador padrão. De preferência, a presente invenção se refere à formulação de lignina funcionalizada em compostos despolimerizados de lignina funcionalizada que foi obtida pelo hidrotratamento parcial da lignina funcionalizada e que servirá como líquido carreador (líquido carreador verde) para um hidrotratador que substitui o óleo gasoso (Figura 1). Os compostos despolimerizados de lignina funcionalizada podem ser preparados pelo hidrotratamento, tratamento hidrotérmico, craqueamento hidrotérmico ou solvólise ou qualquer combinação dos mesmos.

[065] Há dois processos diferentes no hidrotratamento que estão relacionados intimamente pois envolvem a clivagem de ligações C-O; despolimerização e hidrofobização. A despolimerização é, em maioria, uma consequência de clivagens de ligação de éter ao passo que a hidrofobização é associada à remoção de grupos hidroxila. A lignina de material inicial é polar, ao passo que compostos completamente desoxigenados, isto é, hidrocarbonetos puros são apolares. A pluralidade da alimentação muda à medida que passa através do hidrotratador e se torna menos polar (Figura 2). A alimentação também diminui através do processo de despolimerização.

[066] Um objetivo da presente invenção é desenvolver um novo método a fim de possibilitar a formulação de lignina funcionalizada em óleos carreadores verdes ou líquidos que podem ser bombeados em hidrotratadores convencionais para conversão em produtos leves verdes. O óleo carreador verde é produzido pela desoxigenação parcial de lignina funcionalizada através de hidrotratamento ou por tratamento hidrotérmico ou craqueamento hidrotérmico ou solvólise ou qualquer combinação dos mesmos.

[067] Diferentemente do documento n° U.S.7.994.375, a presente invenção não depende da adição de um líquido carreador e soluciona outro problema que é formar uma solução de lignina (lignina funcionalizada) em que a lignina é dissolvida em compostos de lignina hidrotratada. A presente invenção não tem como objetivo desoxigenar completamente a lignina funcionalizada apenas até o ponto em que dissolve lignina.

[068] O método, de acordo com a presente invenção pode ser um processo contínuo ou um processo em batelada.

A COMPOSIÇÃO

[069] A composição de acordo com a presente invenção compreende lignina funcionalizada e um líquido carreador verde que compreende compostos despolimerizados de lignina funcionalizada. A lignina funcionalizada é dissolvida pelo menos parcialmente no líquido carreador verde.

LIGNINA FUNCIONALIZADA

[070] A fim de obter a lignina, a biomassa pode ser tratada de qualquer maneira adequada conhecida por uma pessoa versada na técnica. A biomassa pode ser tratada com processos de produção de polpa ou processos organosolv, por exemplo. A biomassa inclui, porém sem limitação madeira, frutas, vegetais, resíduo de processamento, palhiço, grão, grama, milho, cascos de milho, ervas, planas aquáticas, feno, papel, produtos de papel, papel reciclado, envoltórios, lignito, algas, palha, cascas ou envoltórios de noz, material lignocelulósico, lignina e qualquer material biológico que contenha celulose ou material de origem biológica. Em uma modalidade, a biomassa é madeira, de preferência, madeira particulada, tal como pó ou lascas de madeira. A madeira pode ser qualquer tipo de madeira, madeira dura ou mole, árvore conífera ou árvore de folhas largas. Uma lista não limitativa de madeiras inclui pinheiro, bétula, espruce, bordo, freixo, freixo da montanha, pau-brasil, amieiro, olmo, carvalho, lariço, teixo, castanha-do-brasil, oliveira, olmo, baniano, sicômoro, cerejeira, macieira, pereira, espinheiro branco, magnólia, sequoia, noz, eucalipto karri, eucalipto coolabah e faia.

[071] É preferencial que a biomassa contenha o máximo de lignina possível. O número Kappa estima a quantidade de produtos químicos exigido durante branqueamento da polpa da madeira a fim de obter uma polpa com um determinado grau de brancura. Visto que a quantidade de branqueamento necessário está relacionada ao reator de lignina da polpa, o número de Kappa pode ser usado para monitorara a eficácia da fase de extração de lignina do processo de formação de polpa . Isso é aproximadamente proporcional ao teor de lignina residual da polpa. K « c*l

[072] K: número de Kappa; c: constante « 6,57 (dependente no processo e madeira); l: teor de lignina em porcentagem. O número de Kappa é determinado pela ISO 302:2004. O número de Kappa pode ser 20 ou mais alto ou 40 ou mais alto ou 60 ou mais alto. Em uma modalidade, o número de Kappa é 10 a 100.

[073] O material de biomassa pode ser uma modalidade mistura de materiais de biomassa e em uma modalidade, o material de biomassa é um licor preto ou vermelho ou os materiais obtidos a partir licor preto ou vermelho. O licor preto e vermelho contém celulose, hemicelulose e lignina e derivados dos mesmos e produtos químicos de cozimento. A composição de acordo com a presente invenção pode compreender licor preto ou vermelho ou lignina obtida a partir de licor preto ou vermelho.

[074] O licor preto compreende quatro grupos principais de substâncias orgânicas, em aproximadamente 30 a 45% em peso de material lignoso, 25 a 35% em peso de ácidos de sacarina, cerca de 10% em peso de ácido fórmico e acético, 3 a 5% em peso de extrativos, cerca de 1% em peso metanol e muitos elementos inorgânicos e enxofre. A composição exata do licor varia e depende das condições de cozimento no processo de produção de da matéria-prima. O licor vermelho compreende os íons do processo de sulfito (cálcio, sódio, magnésio ou amônio), lignina sulfonada, hemicelulose e reinas de baixo teor molecular.

[075] A lignina, de acordo com a presente invenção, pode ser lignina Kraft, lignina sulfonada, lignina Lignoboost®, lignina precipitada, lignina filtrada, lignina de soda, lignina acetosolv ou lignina organosolv. Em uma modalidade, a lignina é lignina Kraft, lignina acetosolv ou lignina organosolv. Em outra modalidade, a lignina é lignina Kraft. Em outra modalidade, a lignina é lignina organosolv. Em outra modalidade, a lignina obtida como material residual da produção de etanol. Quando adicionada, a lignina pode ter um tamanho de partícula de 5 mm ou menos ou 1 mm ou menos ou 500 μm ou menos ou 300 μm ou menos.

[076] Um problema com lignina, lignina nativa ou lignina Kraft, por exemplo, é o fato de que não é solúvel na maioria dos solventes orgânicos, ácidos graxos ou óleos. De preferência, a técnica anterior apresentou várias técnicas para despolimerizar e converter lignina em componentes solúveis em nos meios desejados.

[077] Uma das maneiras mais brandas de obter lignina da madeira é pelo processo organosolv de produção de polpa. Com esse método, a lignina retém muito de sua estrutura nativa com muitas ligações de éter. Isso torna a lignina organosolv fácil de despolimerizar e desoxigenar. Diferentemente da lignina organosolv, a lignina Kraft é dificilmente processada para remover muita lignina das fibras de celulose no processo Kraft. Através do processo Kraft, a lignina nativa é destruída e condensada novamente em lignina Kraft que é mais resiliente ao tratamento químico. As ligações químicas em lignina Kraft são mais difíceis de clivar em comparação à lignina organosolv. Revisando-se a literatura recente sobre catálise de lignina, grande parte do trabalho está voltada para a lignina organosolv uma vez que a lignina é muito mais afetada pela catálise em comparação à lignina Kraft. Até mesmo caso o uso da lignina organosolv no hidrotratamento seja mais fácil há muito mais lignina Kraft disponível do que a lignina organosolv, o que torna a lignina Kraft uma fonte de mais interessante.

[078] A lignina de acordo com a presente invenção é modificada ou funcionalizada com um grupo que contém alquila. O método de modificação é revelado adicionalmente no documento no que é incorporado ao presente documento a título de referência.

[079] O grupo que contém alquila pode ser, porém sem limitação, um grupo alquila, um éster alquílico, um éter alquílico ou qualquer outro grupo que compreenda um grupo alquila ou seção ou bloco. O grupo que contém alquila é conectado à lignina por meio de um grupo ligante que é derivado de um grupo hidroxila ou conectado a um grupo arila na lignina de acordo com as estruturas químicas esquemáticas a seguir:

[080] em que a lignina é representada esquematicamente pelos grupos R’’ e arila (estrutura 1 e 2) ou alifáticos (estrutura 3) respectivamente, L e L’ são os ligantes, e R e R’ são os grupos que contêm alquila. Visto que a lignina tem grupos hidroxila alifáticos assim como grupos hidroxila aromáticos, o ligante L pode estar em uma parte alifática de lignina (estrutura 3). O ligante L’ também pode não por meio de um grupo hidroxila (estrutura 2). R’’ pode ser hidrogênio, grupo alquila, arila ou alcóxi ou qualquer outro grupo constatado em lignina. O grupo arila da lignina pode compreender mais de um R’’.

[081] O ligante (L) pode ser um éter, éster, cetona, acetal, metileno, metina, olefina, amida, tioéster, tioéter, imida, imida amida, carbamato, ácido carbamatiônico, sulfonila, sulfonamida, sililóxi, éter silílico, fenóxido, furano, ácido fosforoso, amônio quaternário ou heterociclos. Em uma modalidade, o ligante é éter. Em uma modalidade, o ligante é éster. Em uma modalidade, o ligante é cetona. Em uma modalidade, o ligante é acetal. Em uma modalidade, o ligante é metileno. Em uma modalidade, o ligante é metina. Em uma modalidade, o ligante é olefina. Em uma modalidade, o ligante é amida. Em uma modalidade, o ligante é tioéster. Em uma modalidade, o ligante é tioéter. Em uma modalidade, o ligante é imida. Em uma modalidade, o ligante é imida amida. Em uma modalidade, o ligante é sulfonila. Em uma modalidade, o ligante é amônio quaternário. Em uma modalidade, o ligante L’ é uma cetona. Em uma modalidade, p ligante L’ é um aldeído. Dependendo do grupo de ligação e do agente de ligação, o ligante pode ser conectado à cadeia de lignina em diferentes partes, tal como por meio de grupos hidroxila ou dos grupos arila.

[082] Em uma modalidade, a lignina é modificada com grupos que contêm alquila e quando alguns dos grupos que contêm alquila são ligados à lignina por meio de um ligante de éter e alguns dos grupos que contêm alquila são ligados por meio de um ligante de éster. Mostrou-se que a combinação de ligações de éster e éter aumenta a solubilidade da lignina em líquidos carreadores, especialmente óleos de gás, tais como óleo gasoso leve. Por meio da funcionalização com o uso de ligantes diferentes, a funcionalização dependerá menos da disponibilidade do grupo funcional e dos reagentes, porém ainda obterá um produto de lignina solúvel. O uso de diferentes ligantes também pode tornar o processo e o produto menos dispendiosos devido ao fato de que a quantidade de reagentes mais dispendiosos pode ser reduzida, porém, ainda pode obter um produto solúvel, por exemplo.

[083] A seção alquila do grupo que contém alquila da lignina modificada pode ser um grupo C1 alquila ou com mais carbonos, tal como ou um grupo C2 ou com mais carbonos ou um grupo C3 ou com mais carbonos, ou C5 ou com mais carbonos ou C6 ou com mais carbonos ou C7 ou com mais carbonos ou C8 ou com mais carbonos ou C9 ou com mais carbonos ou C10 ou com mais carbonos ou C12 ou com mais carbonos ou C14 ou com mais carbonos ou C16 ou com mais carbonos. Em uma modalidade, a seção alquila é um C10-C20, tal como C16-C20. No entanto, uma dentre as vantagens da presente invenção é o fato de que a lignina não precisa ser funcionalizada com cadeias alquilas longas para que sejam dissolvidos no líquido carreador verde. Portanto, em uma modalidade, o grupo alquila é um grupo C1 a C10 alquila tal como C2 a C8. Em uma modalidade, a lignina é acetilada.

[084] Em uma modalidade, a lignina é funcionalizada por meio de um grupo éster com o uso de um ácido graxo, tal como um C16-C20 ácido graxo. O ácido graxo é, de preferência, um ácido graxo insaturado, tal como ácido oleico.

[085] O grau de modificação ou de funcionalização dos grupos hidroxila expressos como um número de equivalentes às unidades de repetição de lignina. O número de equivalentes pode ser 0,1 ou mais alto, ou 0,2 ou mais alto, ou 0,3 ou mais alto, ou 0,4 ou mais alto, ou 1,0 ou mais baixo, ou 0,9 ou mais baixo, ou 0,8 ou mais baixo, ou 0,7 ou mais baixo, ou 0,6 ou mais baixo, ou 0,5 ou mais baixo. Em uma modalidade, o grau de modificação é 0,1 a 0,5, tal como 0,2 a 0,4. No presente pedido, presume-se que a unidade de repetição da lignina tem um peso molecular de 180 g/mol.

[086] Um exemplo de funcionalizar a lignina por meio de um grupo éster é usar um agente de modificação ou agente de funcionalização que pode ser um ácido carboxílico ou um anidreto. A esterificação da lignina pode ser realizada em um solvente ou em um líquido carreador. Quando a esterificação é realizada em um líquido carreador que compreende um primeiro ácido graxo e junto de um agente de esterificação, tal como um anidreto, acredita-se que a lignina esterificada obtida compreende grupos éster derivados apenas do anidreto, e também grupos de éster derivados de uma ligação de anidreto a um primeiro ácido graxo. Quando o ligante é um grupo éter, o agente de modificação pode ser um epóxido.

[087] A lignina funcionalizada de acordo com a presente invenção pode ter um peso molecular ponderal médio (Mw) de 1.000 g/mol ou mais alto, ou 1,200 g/mol ou mais alto, ou 1,500 g/mol ou mais alto, ou 1.800 g/mol ou mais alto, ou 2.000 g/mol ou mais alto, ou 2.500 g/mol ou mais alto, ou 3.500 g/mol ou mais alto, porém menos que 10.000 g/mol, ou menos que 6.000 g/mol, ou menos que 5.000 g/mol ou menos que 4.500 g/mol. Em uma modalidade, o peso molecular ponderal numérico (Mn) é 1.500 a 5.000 g/mol, ou 2.200 g/mol a 3.700 g/mol.

[088] A quantidade de lignina funcionalizada na composição pode ser 1 a 50% em peso (% em peso), tal como 2% em peso ou mais ou 3% em peso ou mais, ou 5% em peso ou mais, ou 10% em peso ou mais, porém 40% em peso ou menos ou 30% em peso ou menos ou 20% em peso ou menos ou 15% em peso ou menos. Quantidades inferiores de lignina funcionalizada tornam a composição mais fácil de bombear e em altas quantidades de lignina funcionalizada pode tornar o hidrotratamento menos eficiente. A composição também pode compreender lignina hidrotratada obtida de outra composição ou outro método.

[089] A composição é, de preferência, livre ou essencialmente livre de partículas que podem bloquear ou interferir com o catalisador no hidrotratador que reduziria o fluxo e a eficiência do hidrotratador. A composição pode, em uma modalidade, ser definida como não sendo uma pasta fluida. Em uma modalidade, a composição é livre de partículas que têm um diâmetro de 5 mm ou mais, ou 3 mm ou mais, ou 1 mm ou mais, ou 500 μm ou mais, ou 300 μm ou mais, ou 100 μm ou mais, ou 50 μm ou mais, ou 20 μm ou mais.

SOLVENTES, LÍQUIDO CARREADOR E LÍQUIDOS CARREADORES VERDES

[090] De acordo com a presente invenção, a composição compreende um líquido carreador verde que contém compostos despolimerizados de lignina funcionalizada, de preferência, derivados de lignina Kraft. O líquido carreador verde atua como um solvente e dissolve, completa ou parcialmente, a lignina funcionalizada. A composição do líquido carreador verde pode ser sintonizada ou adaptada a fim de otimizar o processo em relação ao grau de funcionalização necessário e o comprimento de cadeia alquila necessário. Essa sintonização pode ser feita permitindo-se que o líquido carreador verde contenha várias quantidades de compostos pesados e leves. Isso fornece uma flexibilidade maior ao processo, uma vez que processo, portanto, não depende tanto de agentes de funcionalização de alquila de cadeia longa, tais como ácidos graxos.

[091] O líquido carreador verde compreende compostos despolimerizados de lignina funcionalizada, que é uma mistura de compostos derivados da lignina funcionalizada da alimentação, porém também pode conter compostos derivados de outros compostos da alimentação. Com um alto teor de compostos derivados de fontes renováveis no líquido carreador verde, a presente invenção fornece um processo mais ecologicamente correto. Em uma modalidade pelo menos 50% em peso do líquido carreador verde é derivado de uma fonte renovável, de preferência, pelo menos 80% em peso ou pelo menos 90% em peso.

[092] A segunda corrente de produto e o líquido carreador verde pode compreender compostos de gasolina e diesel. Esses compostos podem ser definidos como compostos despolimerizados de lignina funcionalizada. Os compostos de gasolina (compostos de gasolina) podem ser definidos como uma mistura de principalmente alcanos e alcenos que têm quatro a doze carbonos. Os compostos de gasolina são submetidos à ebulição na faixa de 40 a 200 °C. Os compostos de diesel podem ser definidos como uma mistura principalmente de hidrocarbonetos que tem de dez a quinze carbonos. Os compostos de diesel são submetidos à ebulição na faixa de 180 a 360 °C. A quantidade dos compostos de gasolina e diesel na segunda corrente de produto depende do hidrotratamento da alimentação, porém esta pode ser pelo menos 5% em peso ou pelo menos 15% em peso ou pelo menos 30% em peso ou pelo menos 50% em peso.

[093] A mistura de compostos da lignina funcionalizada despolimerizada pode compreender derivados de ou derivados de polifenol, tais como fenol ou polifenóis e um alquilfenol, alquil alcoxifenol ou um alcoxifenol. Os derivados de fenol podem ser dois ou mais grupos hidroxila. Os polifenóis podem ser difenóis ou trifenóis, por exemplo. Em uma modalidade, a mistura compreende fenol, alquilfenol, alquil alcoxifenol e alcoxifenol.

[094] O derivado de fenol, de acordo com a presente invenção, tem a estrutura geral de acordo com fórmula (1)

[095] em que cada R1 a R6 pode ser selecionado individualmente a partir de hidrogênio, grupo hidroxila, um grupo alquila, um grupo alcóxi e grupo alquil alcóxi e em que pelo menos um dentre R1 a R6 é um grupo hidroxila. Em uma modalidade, R6 é um grupo hidroxila. Em uma modalidade, o derivado de fenol é um diol ou um difenol e, de preferência, os grupos hidroxila estão na posição orto entre si. Em uma modalidade, pelo menos um dentre R1 a R6 é um grupo alcóxi, tal como um grupo C1-C5 alcóxi. Em uma modalidade, um grupo alcóxi está em uma porção orto em relação a grupo hidroxila. Em uma modalidade, pelo menos um dentre R1 a R6 é um grupo C1C10 alquila, tal como um grupo C1-C5 alquila. Em uma modalidade, pelo menos um dentre o R1 a R6 é um grupo metila. Em uma modalidade, R6 é um grupo hidroxila e pelo menos um dentre R1 ou R5 é um grupo alcóxi, por exemplo, um grupo metóxi, e pelo menos um dentre R2 a R4 é um grupo C1-C5 alquila, tal como um grupo metila ou grupo etila.

[096] O polifenol, de acordo com a presente invenção, pode ter a estrutura geral de acordo com fórmula

[097] em que cada R’ e R’’ é individualmente um grupo C1-C5 alquila, de preferência, em que cada Ph1 a Ph3 é um derivado de fenol de acordo com fórmula (1). Os derivados de fenol (Ph) podem estar em uma posição orto, meta ou para entre si.

[098] Os compostos despolimerizados de lignina funcionalizada são uma mistura que pode compreender derivados de fenol e derivados de polifenol, tais como um alquilfenol, um alquil alcoxifenol ou um alcoxifenol e um difenol. A proporção em peso entre os derivados de fenol e os derivados de polifenol na mistura pode ser de 1:100 a 100:1 (derivado de fenol:derivado de polifenol).

[099] Os compostos despolimerizados de lignina funcionalizada também podem compreender compostos de maior peso molecular. Esses compostos, no presente documento denominado de compostos oligoméricos despolimerizados de lignina funcionalizada (ODFLD), podem ter um peso molecular (Mw) de 400 g/mol ou mais alto ou 600 g/mol ou mais alto, porém, de preferência, no máximo 1.500 g/mol ou 1.300 g/mol ou inferior ou 1.000 g/mol ou mais baixo ou 800 g/mol ou mais baixo. A quantidade de ODFLD na mistura de composto de lignina funcionalizada despolimerizada pode ser de 0 a 50% em peso, tais como 1% em peso ou mais alto ou 5% em peso ou mais alta, ou 10% em peso ou mais alta, ou 45% em peso ou mais baixo, ou 35% em peso ou mais baixo, ou 25% em peso ou mais baixo, ou 15% em peso ou mais baixo. A quantidade de ODFLD na mistura de composto de lignina funcionalizada despolimerizada pode ser ajustada a fim de otimizar o sistema e o método mudando-se, por exemplo, a quantidade de hidrogênio e a temperatura durante o hidrotratamento. Em uma modalidade, os compostos despolimerizados de lignina funcionalizada são uma mistura de compostos em que a dita mistura compreende pelo menos 10% em peso de compostos que têm um ponto de ebulição de pelo menos 220 °C ou pelo menos 250 °C ou pelo menos 260 °C ou pelo menos 280 °C ou pelo menos 300 °C ou pelo menos 330 °C ou pelo menos 350 °C. Em outra modalidade, a quantidade é pelo menos 25% em peso ou pelo menos 50% em peso.

[100] Os derivados de fenol ou os derivados de polifenol ou o ODFL ainda pode conter funcionalização da lignina funcionalizada. Em outras palavras, estes podem conter um grupo que contém alquila ligado ao derivado de fenol ou de polifenol ou ODFL por meio de um ligante.

[101] A razão de peso entre os compostos despolimerizados de lignina funcionalizada e a lignina funcionalizada é 1,1 a 100:1, tal como 1,5 a 50:1 ou 2 a 25:1.

[102] Esses compostos pesados que têm um ponto de ebulição podem ser definidos como compostos que têm um ponto de ebulição médio de pelo menos 200 °C ou pelo menos 220 °C, porém podem ser menores que 350 °C ou menos que 300 ou menos que 250 °C. Em uma modalidade, o ponto médio de ebulição é 200 a 350 °C. A mistura pode compreender adicionalmente compostos que se decompõe antes de atingir seu ponto de ebulição sob pressão atmosférica. Além disso, a fração de composto pesado pode conter compostos leves ou compostos que, de fato, devem ser removidos da primeira corrente de produto. Alguns dos compostos da fração de composto pesado podem ser removidos e usados, tais como óleo ou ceras lubrificantes.

[103] No entanto, visto que a destilação e outros métodos de separação normalmente não removem todos os compostos desejados, a fração restante, a segunda corrente de produto, conterá compostos leves até mesmo após a destilação. Com a presença desses compostos leves, os monofenóis, por exemplo, no líquido carreador verde, o grau de funcionalização pode ser reduzido e/ou o comprimento da cadeia alquila pode ser mais curto. Portanto, o líquido carreador verde pode compreender compostos que têm um ponto de ebulição abaixo de cada uma dessas temperatura. O ponto de ebulição desses compostos leves pode ser inferior a 260 °C ou 250 °C inferiores a 240 °C inferiores. Em uma modalidade, a quantidade dos ditos compostos leves no líquido carreador verde é 5 a 90% em peso, tal como 10% em peso ou mais, ou 20% em peso ou mais, ou 30% em peso ou mais, ou 40% em peso ou mais, porém 80% em peso ou menos ou 70% em peso ou menos ou 60% em peso ou menos. Em uma modalidade, a quantidade é 30% em peso ou menos ou 20% em peso ou menos ou 10% em peso ou menos ou 5% em peso ou menos ou 2% em peso ou menos ou 0,5% em peso ou menos.

[104] A quantidade de líquido carreador verde na composição pode ser 1 a 99% em peso do peso total da composição. Em uma modalidade, a quantidade do líquido carreador verde é 95% em peso ou menos ou 85% em peso ou menos 75% em peso ou menos ou 70% em peso ou menos ou 65% em peso ou menos ou 60% em peso ou menos, porém de preferência 30% em peso ou mais, ou 40% em peso ou mais ou 45% em peso ou mais ou 50% em peso ou mais ou 55% em peso ou mais do peso total da composição. Em uma modalidade, a quantidade de líquido carreador verde é 10 a 90% em peso ou 20 a 80% em peso. O líquido carreador verde também pode conter compostos obtidos do hidrotratamento de outras biomassas ou ácidos graxos, glicerídeos ou triglicerídeos ou misturas dos mesmos.

[105] A quantidade de compostos despolimerizados de lignina funcionalizada no líquido carreador verde pode ser até 100% em peso, caso a alimentação de lignina funcionalizada contenha apenas lignina funcionalizada. Caso a alimentação contenha um solvente, tal como um líquido carreador, a quantidade de compostos despolimerizados de lignina funcionalizada é menor que 100% em peso. Em uma modalidade, a quantidade de compostos despolimerizados de lignina funcionalizada no líquido carreador verde é 8% em peso ou superior ou 10% em peso ou superior ou 20% em peso ou superior ou 30% em peso ou superior ou 40% em peso ou superior ou 50% em peso ou superior ou 60% em peso ou superior ou 70% em peso ou superior ou 80% em peso ou superior ou 90% em peso ou superior ou 95% em peso ou superior. Em uma modalidade, a quantidade de lignina despolimerizada no líquido carreador verde é 70 a 100% em peso, tal como 75 a 99% em peso ou 80 a 95% em peso. O restante do líquido carreador verde podem ser compostos derivados de um líquido carreador adicionado à composição de alimentação ou compostos ou solventes adicionados ao líquido carreador verde antes da mistura com a alimentação de lignina funcionalizada.

[106] Visto que os compostos despolimerizados de lignina funcionalizada são derivados da lignina funcionalizada da alimentação, a quantidade de compostos despolimerizados de lignina funcionalizada na composição é, de preferência, superior à quantidade de lignina funcionalizada.

[107] De acordo com a presente invenção, a composição pode compreender adicionalmente um solvente adicional. Esse solvente pode ser adicionado à primeira alimentação de lignina funcionalizada ou, antes ou durante a mistura do líquido carreador verde com a segunda alimentação de lignina funcionalizada (ou qualquer alimentação de lignina funcionalizada subsequente) ou pode ser adicionado ao líquido carreador verde antes da mistura com a lignina funcionalizada.

[108] O solvente pode ser um líquido carreador, tal como ácido graxo, o ácido graxo esterificado, glicerídeo, triglicerídeo ou óleo (óleo de hidrocarboneto ou mineral). Em uma modalidade, o líquido carreador é uma mistura de ácido graxo esterificado e um óleo, tal como um óleo de hidrocarboneto. Em uma modalidade, o líquido carreador é uma mistura de ácido graxo e um óleo de hidrocarboneto. Em uma modalidade, o líquido carreador é óleo gasoso ou uma mistura de um óleo gasoso e um ácido graxo. O ácido graxo pode ser ácido graxo de óleo de tall (TOFA). O ácido graxo esterificado pode ser éster metílico de ácido graxo (FAME).

[109] A quantidade de líquido carreador na composição pode ser até 99% em peso. No entanto, visto que a presente invenção almeja a redução da necessidade de líquidos carreadores, especialmente hidrocarboneto e óleo mineral e, em vez disso, almeja dissolver a lignina funcionalizada em um líquido carreador verde, sendo que a quantidade de líquido carreador adicionado é, de preferência, a mais baixa possível. Em uma modalidade, a quantidade de líquido carreador é 90% em peso ou menos ou 80% em peso ou menos ou 70% em peso ou menos ou 60% em peso ou menos ou 50% em peso ou menos ou 40% em peso ou menos ou 30% em peso ou menos ou 20% em peso ou menos ou 10% em peso ou menos ou 1% em peso ou mais ou 5% em peso ou mais. Na primeira execução ou nas primeiras algumas execuções, um líquido carreador pode ser adicionado a fim de dissolver a lignina funcionalizada. De preferência, o líquido carreador e um ácido graxo, ácido graxo esterificado, glicerídeo ou triglicerídeo.

[110] O solvente também pode ser um solvente orgânico ou uma mistura de solventes orgânicos. Em uma modalidade, o solvente é uma mistura de um solvente orgânico. O solvente orgânico pode ser, porém sem limitação, oxigenados, tais como um éster, éter, álcool, aldeído, sulfóxido ou cetona. Os solventes preferenciais são C1-C10 álcoois, C1-C10 aldeídos, C2-C15 cetonas, C2-C10 éteres e C2-C10 ésteres. Uma lista não limitativa de solventes é metanol, etanol, propanol, isopropanol, glicerol, fenol, alquilfenóis ou dióis e éter butílico, tais como éter metílico terc-butílico; éter dietílico, diglima, éter di-isopropílico, dimetoxietano, dietileno glicol, éter dietílico, polietileno glicol, 1,4- dioxano e tetra-hidrofurano, tetra-hidrofurano metilado, óxido mesitílico, furfural, isoforona. Os C2-C10 ésteres preferenciais são ésteres orgânicos, ésteres aromáticos ou não aromáticos, exemplos de ésteres são benzoato de benzila, vários acetatos, tais como acetato de metila, acetato de etila, éter ciclopentil metílico e acetato de butila, vários lactatos, tais como lactatos etílicos. Os solventes que são semelhantes a combustível ou gasolina, ou que podem ser convertidos nos mesmos, são interessantes quando a composição deve ser usada para preparação de combustível. Tais solventes podem ser cetonas, éteres ou aldeídos. Em uma modalidade, o solvente é uma C2-C15 cetona, tal como uma C4-C12 cetona ou uma C6-C8 cetona. Em uma modalidade, o solvente é um C1-C10 aldeído, tal como um C4-C9 aldeído ou C6-C8 aldeído. Em uma modalidade, o solvente é um C4-C10 éter. Em uma modalidade, o solvente é uma mistura de uma C2-C15 cetona e um C1-C10 aldeído. Em uma modalidade, o solvente é ou compreende óxido mesitílico. Em uma modalidade, o solvente é ou compreende acetona. Em uma modalidade, o solvente é ou compreende acetofenona. Em uma modalidade, o solvente é ou compreende pentanona. Em uma modalidade, o solvente é ou compreende etil isopropil cetona. Em uma modalidade, o solvente é ou compreende isoforona. Em uma modalidade, o solvente orgânico é ou compreende um aldeído aromático ou uma mistura que contém um aldeído aromático, por exemplo, furfural. Em uma modalidade, o solvente compreende álcool furfural ou furfurílico. Em uma modalidade, o solvente é ou compreende benzaldeído. Em uma modalidade, o solvente é ou compreende acetato de etila. Em uma modalidade, o solvente é um C1-C10 álcool ou um C1-C10 diol. Em uma modalidade, o solvente é ou compreende etanol. Em uma modalidade, o solvente é ou compreende metanol. Em uma modalidade, o solvente é ou compreende isopropanol. Em uma modalidade, o solvente é ou compreende solcetal. Em uma modalidade, o solvente é ou compreende fenol. Em uma modalidade, o solvente é um C2-C10 éster. Em uma modalidade, o solvente é ou compreende tetra- hidrofurano ou tetra-hidrofurano metilado. Em uma modalidade, o solvente é ou compreende 1,4-dioxano.

[111] Em uma modalidade, o solvente compreende uma combinação de C1-C10 álcoois, C2-C10 éteres e C2-C10 ésteres. Em uma modalidade, o solvente compreende dois C1-C10 álcoois, por exemplo, etanol e glicerol e, em outra modalidade, o solvente compreende propanol e glicerol. Em uma modalidade, o solvente compreende polietileno glicol e um C1-C10 álcool. Quando o solvente é uma mistura de um solvente orgânico e água, a mistura pode conter metanol e água, etanol e água, isopropanol e água ou acetato de etila e água, de preferência, etanol e água, isopropanol e água e acetato de etila e água.

[112] Em uma modalidade, o solvente é uma mistura de uma C2-C15 cetona, tal como uma C4-C12 cetona ou uma C6-C8 cetona ou um C1-C10 aldeído, tal como um C4-C9 aldeído ou C6C8 aldeído e um álcool. Em uma modalidade, o solvente é uma mistura de um C1-C10 álcool, tal como um C3-C8 álcool e um aldeído.

[113] Em uma modalidade, a quantidade de solvente orgânico adicionado na composição é 1 a 99% em peso do peso total da composição. Em uma modalidade, a quantidade de solvente é 10 a 60% em peso ou 20 a 50% em peso. Em uma modalidade, a quantidade de solvente orgânico é 70% em peso ou menos ou 40% em peso ou menos ou 20% em peso ou menos ou 10% em peso ou menos ou 5% em peso ou menos ou 2% em peso ou menos do peso total da composição. Em uma modalidade, a composição não compreende qualquer solvente orgânico adicionado.

MÉTODO PARA TRATAR A COMPOSIÇÃO

[114] O método de acordo com a presente invenção almeja preparar compostos de grau de combustível que podem ser usados como componentes combustíveis ou aditivos a combustíveis ou compostos que podem ser refinados adicionalmente em um hidrotratador ou um craqueador catalítico, por exemplo. O método é revelado esquematicamente na Figura 1 e 4 e compreende fornecer uma primeira alimentação de lignina funcionalizada que pode estar em forma seca ou líquida ou uma solução. E seguida, a lignina funcionalizada é misturada com um líquido carreador verde que pelo menos dissolve a lignina funcionalizada e forma uma primeira composição de alimentação. Isso pode ser realizado com o de qualquer tipo adequado de misturador. Durante a iniciação, a lignina funcionalizada pode ser dissolvida em um solvente. A lignina funcionalizada, a composição de alimentação (primeira composição de alimentação ou composição de alimentação subsequente) pode compreender lignina funcionalizada dissolvida ou dissolvida parcialmente em um líquido carreador verde e opcionalmente, um solvente, tal como um líquido carreador ou um solvente orgânico, ou uma combinação dos mesmos. A primeira composição de alimentação pode compreender lignina funcionalizada e um solvente orgânico ou uma mistura de solventes orgânicos ou pode compreender lignina funcionalizada e um líquido carreador ou lignina funcionalizada e um líquido carreador verde. A primeira alimentação pode ser preparada a uma temperatura de pelo menos 50 °C ou superior ou 70 °C ou superior ou 90 °C ou superior.

[115] A primeira composição de alimentação é introduzida em um hidrotratador em que a composição é hidrotratada ou hidrotratada parcialmente com o uso de qualquer técnica adequada que forma uma primeira corrente de produto que compreende compostos leves e compostos pesados. Tanto os compostos leves quantos os compostos pesados podem compreender compostos despolimerizados de lignina funcionalizada. A razão de compostos leves e compostos pesados depende das condições de hidrotratamento, tal como tempo, temperatura, pressão, catalisador e doador de hidrogênio.

[116] Em seguida, a corrente de produto é dividida ou separada em duas novas correntes de produto, uma segunda corrente de produto e uma terceira corrente de produto. Na Figura 4, isso é ilustrado pelo separador. Essas duas novas correntes de produto podem conter essencialmente os mesmos compostos. A segunda e terceira correntes de produto podem ser formadas extraindo-se removendo-se por vertedura ou decantando-se uma fração da primeira corrente de produto em que a fração retirada/vertedura/decantada se torna a segunda ou terceira corrente de produto. Em uma modalidade, a terceira corrente de produto é formada removendo-se os compostos leves (denominados de “Gasolina” e “Diesel” na Figura 1), por exemplo, por destilação ou evaporação, e deixando uma segunda corrente de produto (denominada de “líquido carreador verde” na Figura 1) que compreende os compostos pesados dos compostos despolimerizados de lignina funcionalizada e talvez alguns resíduos de composto leve. A terceira corrente de produto pode ser tratada adicionalmente com o uso de uma etapa de hidrotratamento adicional ou uma etapa de craqueamento catalítica, por exemplo.

[117] Quaisquer compostos desejados na segunda corrente de produto podem ser removidos com o uso de quaisquer técnicas adequadas. Em seguida, os compostos restantes, os compostos pesados, são usados para preparar o líquido carreador verde. Caso nenhum composto seja removido da segunda corrente de produto, a dita corrente pode ser usada como o líquido carreador verde.

[118] O líquido carreador verde pode compreender compostos que são derivados de fontes não renováveis, tais como óleo de hidrocarboneto ou óleo de mineral. Ao líquido carreador verde outros compostos também podem ser adicionados a fim de aumentar a solubilidade da lignina funcionalizada ou a fim de aprimorar, por exemplo, o processo de hidrotratamento. Os ácidos graxos ou ácidos graxos esterificados podem, por exemplo, ser adicionados ao líquido carreador verde antes de misturar os mesmos com a próxima alimentação de lignina funcionalizada.

[119] A fim de preparar um combustível ou compostos de grau combustível com um alto grau de compostos “verdes” (compostos derivados de fontes renováveis), a quantidade de óleo de hidrocarboneto ou óleo de mineral ou fontes não renováveis similares deve ser mantida como mais baixa possível na composição de alimentação.

[120] Em seguida, a segunda alimentação de lignina funcionalizada é fornecida e misturada com o líquido carreador verde da segunda corrente de produto para formar uma segunda composição de alimentação. O líquido carreador verde dissolve pelo menos parcialmente ou dissolve completamente a lignina funcionalizada da segunda alimentação tornando a lignina mais suscetível a hidrotratamento tornando o hidrotratamento mais eficiente em comparação a uma pasta fluida de lignina. A segunda composição de alimentação de lignina funcionalizada pode ser preparada como a primeira composição de alimentação de lignina funcionalizada e pode compreender o mesmo solvente ou mistura de solventes como a primeira alimentação de lignina. Evidentemente, isso também é verídico para cada composição de alimentação subsequente.

[121] A composição de alimentação que entra no hidrotratador é, de preferência, uma solução completamente dissolvida. A alimentação também é, de preferência, essencialmente livre de partículas. A Figura 1 revela uma vista esquemática do método e dos compostos e as temperaturas reveladas na Figura são apenas exemplos e não devem ser interpretados como limitativos. O método pode ser adaptado pela pessoa versada na técnica para preparar uma primeira e segunda correntes de produto e uma corrente de produto subsequente que contêm os compostos desejados.

[122] A realização do hidrotratamento sobre uma série de leitos empacotados em vez de catálise em pó em uma pasta fluida gera muito mais possibilidades de controlar o processo de hidrotratamento. Os materiais catalíticos diferentes podem ser colocados em diferentes posições nos leitos para proporcionar um desempenho ideal. O fluxo de hidrogênio e temperatura podem ser otimizados para cada leito a fim de proporcionar o grau ideal de hidrotratamento e propriedades de produto.

[123] O hidrotratador usado na presente invenção pode ser um leito hidrotratador fixo. O reator hidrotratador pode compreender um ou mais leitos fixos em que cada leito pode conter uma diferente catálise. O sistema também pode conter um leito de proteção dispostos antes do reator, ou no interior do mesmo, a fim de remover metais e, opcionalmente, também um filtro de partícula disposto na entrada ou antes da entrada do hidrotratador.

[124] A mistura do líquido carreador verde com a segunda alimentação de lignina funcionalizada pode ser realizada a uma temperatura de pelo menos 50 °C ou superior ou 70 °C ou superior ou 90 °C ou superior. A mistura pode ser realizada com o uso de agitação ou sacudimento ou qualquer outro método adequado. A mistura pode ser uma etapa de extração em que o líquido carreador verde extrai lignina de uma composição (em forma seca ou em forma líquida) que compreende a lignina funcionalizada.

[125] O método de acordo com a presente invenção pode ser operado continuamente, em outras palavras, uma segunda alimentação de lignina funcionalizada mais ou menos contínua (fase seca ou líquida) pode ser misturada conforme descrito no presente documento com o líquido carreador verde preparado continuamente que compreende compostos despolimerizados de lignina funcionalizada. O líquido carreador verde pode variar levemente para cada ciclo e pode compreender diferentes compostos ou pode compreender diferentes razões dos compostos para cada ciclo.

[126] A adição do gás hidrogênio ou doador de hidrogênio (doador de H) pode realizada no hidrotratador ou antes da alimentação da lignina funcionalizada ou lignina funcionalizada que contém mistura no hidrotratador.

[127] A presente invenção fornece um método para preparar compostos leves a partir da lignina sem a necessidade de adicionar combustíveis fósseis ou óleos ou o uso de ácidos graxos derivados de culturas. Por meio do hidrotratamento da lignina funcionalizada, o método prepara um solvente para dissolver lignina funcionalizada. Acredita-se, também, que a presente invenção resulta no alto rendimento de altos produtos valiosos e baixa formação de coque. Ajustando-se os parâmetros do método, tais como temperatura, tempo, pressão e catalisador, o presente método pode ser adaptado para obter produtos específicos da etapa de hidrotratamento de modo que a primeira corrente de produto contenha os produtos desejados e a segunda corrente de produto contém compostos que dissolvem lignina funcionalizada.

HIDROTRATAMENTO E CRAQUEAMENTO

[128] O hidrotratamento e craqueamento catalítico são etapas comuns no processo de refinaria de óleo em que o teor de enxofre, oxigênio e de nitrogênio do óleo é reduzido e em que os hidrocarbonetos de alto ponto de ebulição e de alto peso molecular são convertidos em gasolina, diesel e gases. Durante o hidrotratamento, a alimentação é normalmente exposta a gás hidrogênio (por exemplo, 20 a 200 bar) e um catalisador de hidrotratamento (NiMo, CoMo ou outro catalisador de HDS, HDN, HDO) em temperaturas elevadas (200 a 500 °C). O processo de hidrotratamento resulta na hidrodessulfurização (HDS), hidrodesnitrogenação (HDN), e hidrodesoxigenação (HDO) em que os enxofres, nitrogênios e oxigênios são removidos como sulfeto de hidrogênio, amônia e água. O hidrotratamento também resulta na saturação de olefinas. O craqueamento catalítico é uma categoria do processo de refinaria mais amplo de craqueamento. Durante o craqueamento, moléculas grandes são divididas em moléculas menores sob a influência de calor, catalisador e/ou solvente. Há diversas subcategorias de craqueamento que inclui craqueamento térmico, craqueamento a vapor, craqueamento de catalisador fluido e hidrocraqueamento. Durante o craqueamento térmico, a alimentação é exposta a altas temperaturas e resulta principalmente em clivagem de ligação homolítica para produzir moléculas menores insaturadas. O craqueamento a vapor é uma versão de craqueamento térmico em que a alimentação é diluída com vapor antes de ser exposto sob alta temperatura na qual o craqueamento ocorre. Em um craqueador catalítico fluidizado (FCC) ou “craqueador cat.”, a alimentação pré-aquecida é misturada com um catalisador quente, e permite-se que o mesmo reaja a uma temperatura elevada. O propósito principal da unidade de FCC é produzir hidrocarbonetos na faixa da gasolina de diferentes tipos de alimentações pesadas. Durante o hidrocraqueamento, os hidrocarbonetos são craqueados na presença de hidrogênio. O hidrocraqueamento também facilita a saturação de aromáticos e olefinas.

[129] Em uma modalidade da presente invenção, o hidrotratamento compreende tratar a lignina funcionalizada com gás hidrogênio ou um doador de hidrogênio. O doador de hidrogênio pode ser, por exemplo, ácido fórmico ou um álcool ou uma combinação dos mesmos. Uma lista não limitativa de álcoois adequados é metanol (MeOH), etanol (EtOH), propanol, isopropanol (i-PrOH), glicerol, glicol, butanol, t-butanol (i- BuOH) ou combinações dos mesmos. O gás hidrogênio pode ser fornecidos ou adicionado no hidrotratador ou à alimentação antes de entrar no hidrotratador.

[130] A pressão no reator durante o hidrotratamento pode ser 5 a 400 bar, tal como 50 bar ou superior ou 100 bar ou superior ou 300 bar ou inferior, ou 200 bar ou inferior, ou 150 bar ou inferior. Em uma modalidade, a pressão de hidrogênio é 20 a 200 bar, tal como 50 a 100 bar ou 60 a 90 bar. Visto que a água é gerada durante a hidrogenação, uma grande quantidade de energia é liberada. O hidrotratamento pode ser realizado a uma temperatura de, no máximo, 500 °C ou no máximo 400 °C, de preferência, no máximo 300 °C ou no máximo 200 °C, de preferência, a 100 °C ou superior ou 150 °C ou superior. Em uma modalidade, o hidrotratamento é realizado a uma temperatura de 200 a 350 °C.

[131] Em uma modalidade, o hidrotratamento é realizado na presença de um catalisador HDS, HDN ou HDO que compreende um catalisador de metal de transição. Por exemplo, o catalisador de metal de transição pode ser um catalisador à base de Al, W, Ir, Re, Ni, Mo, Zr, Co, Ru, Rh, Pt ou Pd. Por exemplo, níquel de Raney, níquel em carbono Ni/Si, Ni/Fe, nanopó de Níquel, Zeólito, sílica-alumina amorfa, Pd/C, NiMo, NiW ou CoMo ou uma combinação dos mesmos. Em uma modalidade, o catalisador é um catalisador de NiMo ou de CoMo.

[132] Os componentes da composição de alimentação serão influenciados diretamente quando submetidos ao processo hidrotratamento. A transformação da lignina funcionalizada pode ser incremental e pode exigir mais que uma passagem através do hidrotratador antes da formação de um produto completamente desoxigenado ou compostos leves que têm uma ebulição de 350 °C ou inferior ou 300 °C ou inferior ou 280 °C ou inferior ou 250 °C ou inferior. Na primeira passa, a lignina funcionalizada será parcialmente desoxigenada e despolimerizada. A maioria dos compostos formados será separada como compostos pesados e será reciclada ou retornará para uma segunda passada através do hidrotratador. Na segunda passada pelo hidrotratador, é mais provável que sejam formadas quantidades maiores de produtos completamente desoxigenados, isto é, gás de petróleo-líquido (LPG) e combustível líquido. Ajustando-se o parâmetro de destilação, os destilados intermediários (diesel) podem ou formar um produto ou podem ser recirculados para uma ou mais passadas pelo hidrotratador. Devido ao hidrocraqueamento parcial, a fração recirculada formará, finalmente, LPG e combustível líquido leve.

[133] O hidrotratamento pode ser realizado até que a quantidade de produtos desejados seja obtida. A Figura 3 revela esquematicamente os produtos de hidrotratamento obtidos durante o tratamento de materiais diferentes.

DIVISÃO, SEPARAÇÃO E DESTILAÇÃO

[134] A primeira corrente de produto formada durante o hidrotratamento compreende tanto compostos leves quanto compostos pesados que podem conter compostos despolimerizados de lignina funcionalizada. Na próxima etapa, a primeira corrente de produto é dividida em uma segunda corrente de produto e uma terceira corrente de produto.

[135] A divisão (ilustrada como o separador na Figura 4) da primeira corrente de produto pode ser realizada removendo-se os compostos leves da primeira corrente de produto a fim de formar uma terceira corrente de produto deixando uma segunda corrente de produto que compreende os produtos pesados e também pode ser algum composto leve, partículas e coque. A remoção dos produtos leves pode ser realizada por destilação ou por evaporação sob pressão reduzida ou pressão atmosférica.

[136] No entanto, dividindo-se a primeira corrente de produto, por exemplo, retirando-se ou removendo- se por vertedura uma fração ou uma parte da primeira corrente de produto, as duas correntes de produto formadas (segunda e terceira) conterão essencialmente os mesmos compostos líquidos. As partículas sólidas e coque permanecerão em uma dentre as duas novas correntes de produto. Em uma modalidade, o coque e/ou as partículas sólidas são constatadas na segunda corrente de produto e podem ser removidas em uma etapa subsequente.

[137] A terceira corrente de produto pode compreender compostos de gasolina e diesel. Esses compostos podem ser definidos como compostos despolimerizados de lignina funcionalizada. Os compostos de gasolina (compostos de gasolina) podem ser definidos como uma mistura de principalmente alcanos e alcenos que têm quatro a doze carbonos. Os compostos de gasolina são submetidos é ebulição na faixa de 40 a 200 °C. Os compostos de diesel podem ser definidos como uma mistura principalmente de hidrocarbonetos que tem de dez a quinze carbonos. Os compostos de diesel se submetem à ebulição na faixa de 180 a 360 °C. Em uma modalidade, tanto a segunda quanto a terceira corrente de produto contêm compostos de gasolina e diesel.

[138] Os produtos de pesados compreendem compostos despolimerizados de lignina funcionalizada, porém também podem compreender compostos obtidos a partir do hidrotratamento que não são derivados da lignina funcionalizada. Em vez disso, esses compostos podem partir de um líquido carreador adicionado à composição de alimentação.

[139] A separação dos compostos leves deve ser realizada de modo que os compostos pesados ideais da segunda corrente de produto sejam obtidos. Em outras palavras, a separação ou destilação da primeira corrente de produto deve ser otimizada com base nos compostos pesados e não com base nos compostos leves. Evidentemente, o motivo é o fato de que os compostos pesados precisam conter os compostos ideias para dissolver a próxima alimentação de lignina funcionalizada.

[140] A quantidade da primeira corrente de produto que é usada como líquido carreador verde pode ser pelo menos 20%, ou pelo menos 40%, ou pelo menos 60%, ou pelo menos 70%, ou pelo menos 80%, ou pelo menos 85% ou pelo menos 90%, porém inferior a 100% ou inferior a 95%.

[141] Para que o método de acordo com a presente invenção seja eficaz, a quantidade de compostos pesados deve ser pelo menos 50% em peso da primeira corrente de produto, de preferência, pelo menos 60% em peso uma vez que os compostos pesados conterão provavelmente coque e partículas sólidas que são removidos, de preferência, e não serão parte do líquido carreador verde a ser misturado com a próxima alimentação de lignina funcionalizada. É bem conhecido na técnica que que até mesmo os compostos leves estarão presentes na fração de composto pesado após a destilação.

[142] Os compostos leves contêm pelo menos parte dos compostos desejados de carbono de grau de combustível que podem ser usados como um combustível líquido (diesel ou gasolina, por exemplo) ou como um aditivo a um combustível líquido. Os compostos leves podem conter querosene (podem ser usados combustível de aviação) e compostos de BTX (Benzeno, Tolueno, Xilenos) e, portanto, o método também é adequado para preparar tais compostos.

[143] A Figura 3 revela uma vista esquemática da presente invenção em que os diferentes intervalos de temperatura de destilação para os compostos, leves e peados, são mostrados. Os compostos e específicos e temperaturas de destilação são apenas ilustrativos e não devem ser limitativos.

[144] O coque e as partículas são removidos, de preferência, da the corrente de produto (primeiro ou segundo) com o uso de qualquer técnica adequada, tal como filtração, decantação, sedimentação ou centrifugação.

Claims

1. COMPOSIÇÃO, caracterizada por compreender lignina funcionalizada que tem um peso molecular ponderal médio (Mw) de pelo menos 1.000 g/mol e um líquido carreador verde que compreende compostos despolimerizados de lignina funcionalizada e em que os compostos despolimerizados de lignina funcionalizada compreendem compostos de gasolina e diesel em uma quantidade de pelo menos 5% em peso, sendo que a lignina funcionalizada é funcionalizada com um grupo que contém alquila por meio de um grupo ligante, em que o ligante é um éter ou um éster e em que a lignina funcionalizada é dissolvida no líquido carreador verde e em que a quantidade de compostos despolimerizados de lignina funcionalizada na composição é mais alta que a quantidade de lignina funcionalizada.

2. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela concentração de lignina funcionalizada ser pelo menos 1% em peso ou pelo menos 3% em peso ou pelo menos 5% em peso ou pelo menos 10% em peso ou pelo menos 15% em peso ou pelo menos 25% em peso, ou 40% em peso ou menos ou 35% em peso ou menos ou 30% em peso ou menos do peso total da composição.

3. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pela lignina ser lignina Kraft ou lignina organosolv.

4. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pela concentração de compostos de lignina funcionalizados despolimerizados na composição ser de pelo menos 40% em peso, ou pelo menos 50% em peso, ou pelo menos 60% em peso, ou pelo menos 70% em peso, ou pelo menos 80% em peso, ou em pelo menos 90% em peso.

5. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pela lignina funcionalizada ter um peso molecular ponderal médio (Mw) superior a 1.500 g/mol, porém inferior a 6.000 g/mol; e em que a razão de peso entre os compostos despolimerizados de lignina funcionalizada, e a lignina funcionalizada é 1,1 a 100:1, tal como 1,5 a 50:1 ou 2 a 25:1.

6. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelos compostos despolimerizados de lignina funcionalizada serem uma mistura de compostos, sendo que a dita mistura compreende pelo menos 10% em peso de compostos que têm um ponto de ebulição de pelo menos 220 °C ou pelo menos 250 °C ou pelo menos 280 °C ou pelo menos 300 °C ou pelo menos 330 °C ou pelo menos 350 °C.

7. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pela composição estar livre de quaisquer partículas com um diâmetro de 100 μm ou mais, ou 50 μm ou mais ou 20 μm ou mais.

8. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelos compostos despolimerizados de lignina funcionalizada serem obtidos por hidrotratamento ou por tratamento hidrotérmico ou craqueamento hidrotérmico ou solvólise ou qualquer combinação dos mesmos.

9. MÉTODO PARA PREPARAR A COMPOSIÇÃO, conforme definida em qualquer uma das reivindicações anteriores, sendo que o método é caracterizado por compreender: a. fornecer uma primeira alimentação de lignina funcionalizada que tem um peso molecular ponderal médio (Mw) de pelo menos 1.000 g/mol em que a lignina funcionalizada é funcionalizada com um grupo que contém alquila por meio de grupo ligante em que o ligante é um éter ou um éster e; b. fornecer um solvente ou um líquido carreador verde ou uma mistura dos mesmos que dissolve pelo menos parcialmente a lignina funcionalizada; c. dissolver a lignina funcionalizada no solvente ou líquido carreador verde que forma uma primeira composição de alimentação; d. hidrotratar ou hidrotratar parcialmente a primeira composição de alimentação que forma uma primeira corrente de produto que compreende compostos leves e compostos pesados, de preferência, em um hidrotratador de leito fixo; e. dividir a primeira corrente de produto em uma segunda corrente de produto e uma terceira corrente de produto; f. remover opcionalmente compostos indesejados, tais como coque e partículas sólidas da segunda e/ou terceira correntes de produto; g. fornecer um líquido carreador verde que compreende a segunda corrente de produto e, opcionalmente, um solvente, tal como um líquido carreador, sendo que o líquido carreador verde compreende compostos despolimerizados de lignina funcionalizada que compreendem compostos de gasolina e diesel em uma quantidade de pelo menos 5% em peso; h. fornecer uma segunda alimentação de lignina funcionalizada; e i. misturar o líquido carreador verde com a segunda alimentação de lignina funcionalizada que forma a composição.

10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 9, sendo que o método é caracterizado por compreender: a. fornecer uma primeira alimentação de lignina funcionalizada que tem um peso molecular ponderal médio (Mw) de pelo menos 1.000 g/mol em que a lignina funcionalizada é funcionalizada com um grupo que contém alquila por meio de grupo ligante em que o ligante é um éter ou um éster e; b. fornecer um solvente ou um líquido carreador verde ou uma mistura dos mesmos que dissolve pelo menos parcialmente a lignina funcionalizada; c. dissolver a lignina funcionalizada no solvente ou líquido carreador verde que forma uma primeira composição de alimentação; d. hidrotratar ou hidrotratar parcialmente a primeira composição de alimentação que forma uma primeira corrente de produto que compreende compostos leves e compostos pesados, de preferência, em um hidrotratador de leito fixo; e. dividir a primeira corrente de produto em uma segunda corrente de produto e uma terceira corrente de produto que compreende os compostos leves removendo-se os compostos leves da primeira corrente de produto deixando a segunda corrente de produto que compreende compostos pesados; f. remover, opcionalmente, compostos indesejados, tais como coque e partículas sólidas da segunda corrente de produto deixando os compostos pesados que compreende os compostos despolimerizados de lignina funcionalizada; g. fornecer um líquido carreador verde que compreende os compostos pesados e opcionalmente um solvente, tal como um líquido carreador; h. fornecer uma segunda alimentação de lignina funcionalizada; e i. misturar o líquido carreador verde com a segunda alimentação de lignina funcionalizada que forma a composição.

11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo solvente ser um líquido carreador e a primeira alimentação de lignina funcionalizada ser dissolvida pelo menos parcialmente no líquido carreador selecionado a partir de ácido graxo, ácido graxo esterificado, glicerídeo, triglicerídeo, um óleo mineral ou de hidrocarboneto ou uma mistura dos mesmos.

12. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pela lignina ser funcionalizada por meio de um grupo éster e em que a seção alquila é uma seção C5 ou mais longa, tal como uma C10 ou mais longa ou C16 ou mais longa.

13. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 12, caracterizado pelos compostos leves removidos da primeira corrente de produto, compreenderem compostos que não têm ebulição superior a 250 °C, ou superior a 220 °C, ou superior a 200 °C.

14. COMPOSIÇÃO DE HIDROCARBONETO DE GRAU DE COMBUSTÍVEL, caracterizada por ser obtida pelo método, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 9 a 13.