CN102292310A - 从生物质生产醇和烃的备选途径 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了从生物质生产醇、烃或两者的方法，所述方法包括将生物质转变成羧酸，将羧酸与烯烃反应以产生酯，以及将酯氢解以产生醇。公开了从生物质生产烃的方法，所述方法包括将至少一部分生物质转变成羧酸、酮或羧酸铵盐，作为生产低聚产物的方法的至少一部分，将一部分羧酸、一部分酮或一部分羧酸铵盐中的至少一种在低聚反应器中进行反应，以及从低聚产物中分离烃。
Description
关于联邦资助的研究或开发的陈述
不适用。
背景
技术领域
本公开涉及生物质。更具体来说，本公开涉及从生物质生产醇和烃的备选途径。
背景技术
生物质是能够转变成燃料的生物物质。生物燃料可以从大多数生物碳源产生。例如，生物燃料可以从多种来源例如光合作用植物产生。生物燃料可用于广泛的各种应用，例如用于烹调、加热和运输。
存在许多从生物质生产生物燃料的技术。例如，乙醇可以从木质纤维生物质生产。从生物质酶法生产游离糖已有报道。然后将糖直接发酵成乙醇。此外，现有技术还包括将生物质气化成合成气体(CO和H2)，其被直接发酵成乙醇，或可以催化转化成混合醇。有各种技术从生物质酶法生产游离糖，随后使用同型乙酸菌将糖发酵成乙酸。随后可以使用在美国专利6,927,048和7,351,559中描述的方法将乙酸加氢成乙醇。
产生烃的途径包括下述：可以使用沸石催化剂将通过上述方法产生的醇转变成烃；可以通过使用费-托(Fisher-Tropsch)催化剂将气化生物质所产生的合成气体转变成烃；可以将糖催化转化成烃；以及可以通过热解将生物质转变成烃。
尽管存在从生物质生产生物燃料的各种技术，但在本技术领域中存在着对用于从生物质生产醇和/或烃的新的、改进的、更有效的系统和工艺方法的需求。
发明概述
本文公开了从生物质生产醇、烃或两者的方法，所述方法包括将生物质转变成羧酸、将羧酸与烯烃反应以产生酯、以及将酯氢解以产生醇。在实施方案中，将羧酸与烯烃反应以产生酯和将酯氢解以产生醇在同一反应器中进行。在实施方案中，将羧酸与烯烃反应以产生酯和将酯氢解以产生醇使用一种催化剂进行。
在实施方案中，方法还包括将至少一部分醇脱水以产生烯烃进料，至少一部分所述烯烃进料提供与羧酸反应以产生酯的烯烃。在实施方案中，将羧酸与烯烃反应以产生酯和将酯氢解以产生醇在同一反应器中进行。在实施方案中，将羧酸与烯烃反应以产生酯和将酯氢解以产生醇使用一种催化剂进行。方法还可以包括将至少另一部分醇低聚化以产生烃。方法还可以包括将至少另一部分烯烃进料低聚化以产生烃。
在实施方案中，方法还包括将至少一部分醇低聚化以产生烯烃进料，至少一部分所述烯烃进料提供与羧酸反应以产生酯的烯烃。方法还可以包括将至少一部分醇低聚化以产生烃。在实施方案中，将羧酸与烯烃反应以产生酯和将酯氢解以产生醇在同一反应器中进行。在实施方案中，将羧酸与烯烃反应以产生酯和将酯氢解以产生醇使用一种催化剂进行。这样的方法还可以包括将至少另一部分醇低聚化以产生烯烃进料，至少一部分所述烯烃进料提供与羧酸反应产生酯的烯烃。
在实施方案中，将生物质转变成羧酸还包括将生物质发酵以产生包含水和羧酸盐的发酵液，将发酵液脱水以将水与羧酸盐分离，以及将羧酸盐转变成羧酸。
在实施方案中，方法还包括将醇转变成烃。在这样的实施方案中，将羧酸与烯烃反应以产生酯和将酯氢解以产生醇可以在同一反应器中进行。在这样的实施方案中，将羧酸与烯烃反应以产生酯和将酯氢解以产生醇可以使用一种催化剂进行。将醇转变成烃可包括低聚反应过程。在实施方案中，将醇转变成烃包括将至少一部分醇低聚化以产生烃。在实施方案中，将醇转变成烃包括将至少一部分醇脱水以产生烯烃进料，以及将至少一部分所述烯烃进料低聚化以产生烃。
还公开了从生物质生产烃的方法，所述方法包括将至少一部分生物质转变成羧酸、酮或羧酸铵盐，将一部分羧酸、一部分酮或一部分羧酸铵盐中的至少一种在低聚反应器中进行反应作为生产低聚产物过程的至少一部分，以及从低聚产物中分离烃。在实施方案中，方法还包括将另一部分羧酸、另一部分酮或另一部分羧酸铵盐转变成醇，以及向低聚反应器提供至少一部分醇用于生产低聚产物的过程。将另一部分羧酸转变成醇可以包括将另一部分羧酸与烯烃反应以产生酯，以及将酯氢解以产生醇。将一部分羧酸、一部分酮或一部分羧酸铵盐中的至少一种在低聚反应器中进行反应作为生产低聚产物过程的至少一部分，和将另一部分羧酸、另一部分酮或另一部分羧酸铵盐转变成醇，可以在低聚反应器中进行。将一部分羧酸、一部分酮或一部分羧酸铵盐中的至少一种在低聚反应器中进行反应作为生产低聚产物过程的至少一部分，和将另一部分羧酸、另一部分酮或另一部分羧酸铵盐转变成醇，可以使用一种催化剂进行。
方法还可以包括从低聚产物分离再循环流，将再循环流在重整器中处理以产生氢，以及提供至少一部分产生的氢用于将另一部分羧酸、另一部分酮或另一部分羧酸铵盐转变成醇的过程。在其中至少一部分生物质被转变成羧酸铵盐的实施方案中，方法还可以包括在将再循环流在重整器中处理以产生氢之前，从再循环流分离氨。在实施方案中，方法还包括在将再循环流在重整器中处理以产生氢之前，从再循环流分离烯烃，以及向低聚反应器提供所述烯烃用于生产低聚产物的过程。在实施方案中，至少一部分生物质被转变成羧酸铵盐，并且方法还包括在将再循环流在重整器中处理以产生氢之前，从再循环流分离氨。
在实施方案中，方法还包括从低聚产物分离再循环流，从再循环流分离烯烃，以及向低聚反应器提供所述烯烃用于生产低聚产物的过程。
在实施方案中，至少一部分生物质被转变成羧酸。至少一部分生物质被转变成羧酸可以包括对生物质进行发酵以产生羧酸钙盐或羧酸铵盐，以及使用酸回收方法将羧酸钙盐或羧酸铵盐转变成羧酸。
在实施方案中，至少一部分生物质被转变成酮。至少一部分生物质被转变成酮可以包括对生物质进行发酵以产生羧酸钙盐，以及将羧酸钙盐经热转变成酮。在实施方案中，至少一部分生物质被转变成酮包括对生物质进行发酵以产生羧酸钙盐或羧酸铵盐，使用酸回收方法将羧酸钙盐或羧酸铵盐转变成羧酸，以及将羧酸催化转变成酮。在实施方案中，方法还包括通过对另一部分酮加氢将所述另一部分酮转变成醇。
在实施方案中，至少一部分生物质被转变成酮包括对生物质进行发酵以产生羧酸钙盐，以及在使用吹扫气体操作的酮反应器中产生热的酮蒸气和碳酸钙。吹扫气体可以是反应性的、可冷凝的或两者。在实施方案中，吹扫气体包含氢气。在实施方案中，吹扫气体包含水蒸汽。
在实施方案中，至少一部分生物质被转变成羧酸铵盐。这样的方法还可以包括将另一部分羧酸铵盐转变成醇，以及向低聚反应器提供醇用于生产低聚产物的过程，其中将另一部分羧酸铵盐转变成醇包括将另一部分羧酸铵盐转变成第二种羧酸，将第二种羧酸与烯烃反应以产生酯，以及将酯氢解以产生醇。在其中至少一部分生物质被转变成羧酸铵盐的实施方案中，方法还可以包括在将一部分羧酸铵盐在低聚反应器中进行反应作为生产低聚产物过程的至少一部分之前，从所述羧酸铵盐中分离氨。
在实施方案中，将至少一部分生物质转变成羧酸、酮或羧酸铵盐包含在发酵罐中的发酵过程，并且方法还包括从低聚产物分离气态再循环流，以及向发酵罐提供至少一部分气态再循环流。方法还可以包括将另一部分羧酸、另一部分酮或另一部分羧酸铵盐转变成醇，以及向低聚反应器提供醇。在某些这样的实施方案中，至少一部分生物质被转变成羧酸。在某些这样的实施方案中，至少一部分生物质被转变成酮。在某些这样的实施方案中，至少一部分生物质被转变成羧酸铵盐。这样的方法还可以包括在向发酵罐提供至少一部分气态再循环流之前从所述气态再循环流分离氨。
在实施方案中，将一部分羧酸、一部分酮或一部分羧酸铵盐中的至少一种在低聚反应器中进行反应作为生产低聚产物过程的至少一部分，和将另一部分羧酸、另一部分酮或另一部分羧酸铵盐转变成醇，在低聚反应器中进行。将一部分羧酸、一部分酮或一部分羧酸铵盐中的至少一种在低聚反应器中进行反应作为生产低聚产物过程的至少一部分，和将另一部分羧酸、另一部分酮或另一部分羧酸铵盐转变成醇，可以使用一种催化剂进行。
在实施方案中，方法还包括分离离开发酵罐的发酵气体，将发酵气体在重整器中处理以产生氢，以及将至少一部分产生的氢提供给将另一部分羧酸、另一部分酮或另一部分羧酸铵盐转变成醇的过程。
尽管在本文中列举了具体的优点，但各种实施方案可以包含所有、一些或不含所列举的优点。此外，在浏览过下面的图和描述之后，其他的技术优点对于本技术领域的普通专业人员来说可以变得显而易见。
附图说明
为了更完全理解本发明的示例性实施方案及其优点，下面的描述将结合随附的图进行参考，其中：
图1A和1B分别是根据实施方案的基于钙和氨的生物质转化系统的框图；
图2是显示了根据实施方案将羧酸转变成醇的框图；
图3是显示了根据实施方案将羧酸转变成醇的详细情况的框图；
图4是显示了根据实施方案在单一反应器中将羧酸转变成醇的框图；
图5是显示了根据实施方案在单一反应器中将羧酸转变成醇的详细情况的框图；
图6是显示了根据实施方案将羧酸经烯烃和醇转变成烃(选择方案A)的框图；
图7是显示了根据实施方案将羧酸经烯烃和醇转变成烃(选择方案A)的详细情况的框图；
图8是显示了根据实施方案将羧酸经烯烃和醇转变成烃、其中醇在单一反应器中产生(选择方案A)的框图；
图9是显示了根据实施方案将羧酸经烯烃和醇转变成烃、其中醇在单一反应器中产生(选择方案A)的详细情况的框图；
图10是显示了根据实施方案将羧酸经烯烃和醇转变成烃(选择方案B)的框图；
图11是显示了根据实施方案将羧酸经烯烃和醇转变成烃(选择方案B)的详细情况的框图；
图12是显示了根据实施方案将羧酸经烯烃和醇转变成烃、其中醇在单一反应器中产生(选择方案B)的框图；
图13是显示了根据实施方案将羧酸经烯烃和醇转变成烃、其中醇在单一反应器中产生(选择方案B)的详细情况的框图；
图14是显示了根据实施方案将羧酸经烯烃和醇转变成烃(选择方案C)的框图；
图15是显示了根据实施方案将羧酸经烯烃和醇转变成烃(选择方案C)的详细情况的框图；
图16是显示了根据实施方案将羧酸经烯烃和醇转变成烃、其中醇在单一反应器中产生(选择方案C)的框图；
图17是显示了根据实施方案将羧酸经烯烃和醇转变成烃、其中醇在单一反应器中产生(选择方案C)的详细情况的框图；
图18是显示了根据实施方案将羧酸或酮直接转变成烃(选择方案A1)的框图；
图19是显示了根据实施方案将羧酸或酮直接转变成烃(选择方案B1)的框图；
图20是显示了根据实施方案将羧酸或酮直接转变成烃(选择方案A2)的框图；
图21是显示了根据实施方案将羧酸或酮直接转变成烃(选择方案B2)的框图；
图22是显示了根据实施方案将羧酸或酮转变成烃(选择方案A2和B2)的详细情况的框图；
图23是显示了根据实施方案通过发酵将酮直接转变成烃的框图；
图24是显示了根据实施方案通过发酵将酮直接转变成烃的框图，其中加氢和低聚反应在同一反应器中进行；
图25是显示了根据实施方案基于钙的系统的完全生物质转化的框图；
图26是显示了根据实施方案使用吹扫气体并将酮蒸气直接从酮反应器导入下游单元操作的框图；
图27是显示了根据实施方案通过发酵将羧酸直接转变成烃的框图；
图28是显示了根据实施方案通过发酵将羧酸直接转变成烃的框图，其中加氢和低聚反应在同一反应器中进行；
图29是显示了根据实施方案将羧酸铵盐直接转变成烃(选择方案A1)的框图；
图30是显示了根据实施方案将羧酸铵盐直接转变成烃(选择方案B1)的框图；
图31是显示了根据实施方案将羧酸铵盐直接转变成烃(选择方案A2)的框图；
图32是显示了根据实施方案将羧酸铵盐直接转变成烃(选择方案B2)的框图；
图33是显示了根据实施方案将羧酸铵盐转变成烃(选择方案A2和B2)的框图；
图34是显示了根据实施方案通过发酵将羧酸铵盐直接转变成烃的框图；
图35是显示了根据实施方案通过发酵将羧酸铵盐直接转变成烃的框图，其中加氢和低聚反应在同一反应器中进行；
图36是显示了根据实施方案将羧酸铵盐在先移除氨的情况下直接转变成烃(选择方案A1)的框图；
图37是显示了根据实施方案将羧酸铵盐在先移除氨的情况下直接转变成烃(选择方案B1)的框图；
图38是显示了根据实施方案将羧酸铵盐在先移除氨的情况下直接转变成烃(选择方案A2)的框图；
图39是显示了根据实施方案将羧酸铵盐在先移除氨的情况下直接转变成烃(选择方案B2)的框图；
图40是显示了根据实施方案将羧酸铵盐在先移除氨的情况下转变成烃(选择方案A2和B2)的详细情况的框图；
图41是显示了根据实施方案通过发酵将羧酸铵盐直接转变成烃、其中在低聚反应前移除氨的框图；
图42是显示了根据实施方案通过发酵将羧酸铵盐直接转变成烃的框图，其中加氢和低聚反应在同一反应器中进行，并且在低聚反应前移除氨；
图43显示了根据一个示例性实施方案，对于在H-ZSM-5沸石(Si/Al比率为280)上的异丙醇低聚反应来说，液相产物按照烃类型和碳原子数的分布；
图44显示了根据一个示例性实施方案，对于在H-ZSM-5沸石(Si/Al比率为30)上的丙酮低聚反应来说，液相产物按照烃类型和碳原子数的分布；
图45显示了根据一个示例性实施方案，对于在330℃下在H-ZSM-5沸石(Si/Al比率为280)上的丙酮低聚反应来说，液相产物按照烃类型和碳原子数的分布；
图46显示了根据一个示例性实施方案，对于在400℃下在H-ZSM-5沸石(Si/Al比率为280)上的丙酮低聚反应来说，液相产物按照烃类型和碳原子数的分布；
图47显示了根据一个示例性实施方案，对于在H-ZSM-5沸石(Si/Al比率为280)上的丙酮和氢低聚反应来说，液相产物按照烃类型和碳原子数的分布；
图48显示了根据一个示例性实施方案，对于在H-ZSM-5沸石(Si/Al比率为280)上的乙酸低聚反应来说，液相产物的分布；
图49显示了根据一个示例性实施方案，对于在H-ZSM-5沸石(Si/Al比率为280)上的乙酸和氢低聚反应来说的液相分布；并且
图50显示了根据一个示例性实施方案，对于在H-ZSM-5沸石(Si/Al比率为280)上的乙酸铵低聚反应来说，液相产物的分布。
详细描述
本文公开了从生物质生产醇和/或烃的系统和方法。根据本公开的实施方案，从生物质生产醇或烃的方法包括将生物质转变成羧酸。羧酸与烯烃反应以产生酯。酯被氢解以产生醇。然后可以将醇低聚化以产生烃。
本公开的某些实施方案可以提供技术优势。例如，一个实施方案的技术优势可以包括将生物质衍生的化合物(即羧酸盐、羧酸或酮)转变成燃料(醇、烃)的能力。其他实施方案的其他技术优势可以包括从生物质到乙醇的路线，其中在氢解前，将羧酸与烯烃而不是与醇(其是更通常采用的)进行反应，从而避免或最小化了反应中水的形成。其他实施方案的其他技术优势可以包括从生物质到乙醇的路线，其中将羧酸与烯烃在氢的存在下在同一反应器中并使用相同催化剂进行反应，从而在一步而不是两步中产生醇，并避免或最小化了反应中水的形成。其他实施方案的其他技术优势可以包括向酮或羧酸的反应加入氢用于生产烃。其他实施方案的其他技术优势可以包括在添加和不添加氢的条件下将生物质发酵所产生的羧酸铵盐直接转变成烃。
一开始就应该理解，尽管下面显示了实施方案的示例性实施，但本公开的系统和方法可以使用任何数量的技术实施，无论其当前是否已知。本发明将不以任何方式限于下面显示的示例性实施、图和技术。此外，图不一定按比例绘制，并且可能没有显示出明显的设备部件例如阀门和仪表。
下面将根据某些实施方案的讲授来描述生产醇和烃的路线。可以在各个实施方案中使用的催化剂和操作条件的实例显示在下面的表I-V中。
当涉及本文中的具体产物流时，应该理解，尽管描述了主要产物，但在产物流中也可能存在其他产物。作为一个非限制性的实例，正如在下面更详细描述的，水流可含有醇。
图1A和1B显示了根据发酵所选的缓冲系统，完全生物质转化的实施方案的两种选择方案框图。图1A显示了基于钙的系统100A，图1B显示了基于氨的系统100B。
根据图1A和1B，生物质的预处理和发酵发生在步骤110A/110B。预处理可根据生物质是否可充分“原样”消化来选择。预处理可以按照本技术领域所公知的进行，例如使用石灰预处理，例如但不限于在美国专利No.5,693,296和5,865,898以及美国专利申请No.60/423,288和60/985,059中所描述的。然后将可消化的生物质直接发酵成羧酸盐。这种产生羧酸盐的发酵可以按照在例如但不限于美国专利No.5,962,307和美国专利申请No.11/298,983和11/456,653中所描述的进行。取决于所使用的缓冲系统，在实施方案中产生的羧酸盐是钙盐或铵盐。从发酵可以获得发酵液，其主要是水和羧酸盐。为了进一步处理，可以将羧酸盐在步骤120A/120B中脱水。脱水可以使用例如但不限于美国专利No.5,986,133、7,251,944和7,328,591以及美国专利申请No.60/985,059中描述的方法或系统来进行。某些实施方案的讲授意识到脱水可能产生浓缩的羧酸盐。在某些实施方案中，由步骤120A/120B产生的水可以在步骤110A/110B中用作输入物。
在基于钙的系统100A中，羧酸钙盐可以在步骤125A中经历热转变成酮。用于执行这种热转变成酮的系统和方法，描述在例如美国专利No.6,043,392和6,262,313中。此外，在步骤130A中可以从盐回收羧酸。羧酸的回收可以经“酸涌(acid springing)”进行，例如但不限于在美国专利No.6,395,926中所描述的。然后可以将得到的羧酸或酮送往下游，在步骤140A中处理，如图2-24、27和28中所描述。替代或附加地，利用例如在图1A和25中描述的热转变(步骤125A)形成的酮可以如图18-24中所述，使用如图26中所述的吹扫气体，与适合的下游处理整合在一起。也可以通过将羧酸通过催化剂床例如氧化锆，来产生酮蒸汽。
在基于氨的系统100B中，可以在步骤130B中从羧酸铵盐回收羧酸。羧酸的回收可以经“酸涌”进行，例如但不限于在美国专利申请No.11/456,653中所描述的。然后可以将得到的羧酸或酮送往下游，在步骤140B中处理，如图2-22、27和28中所描述。替代或附加地，如图29-42中所述可以将羧酸铵盐直接送往下游进行处理。
在基于钙的系统100A和基于氨的系统100B两者中，如果需要可以向步骤140A/140B添加氢。氢可以在外界产生并输送(例如经管线或其他适合装置)，或者它可以从未消化的发酵残留物的气化、从天然气的水蒸汽重整、从转变中产生的废烃气体或从其他适合的方法当场产生。此外，在发酵步骤110A/110B中产生一些氢，其回收的方式可以类似于但不限于美国专利申请No.11/948,506中所描述的。某些实施方案的讲授认识到可能不需要高纯度氢。
图2显示了根据实施方案用于将羧酸转变成醇的系统200的框图。羧酸202通过与烯烃204反应在酯化反应器220中被酯化。得到的酯205在独立的氢解反应器222中氢解成醇206。一部分醇产物206可以在脱水反应器224中脱水形成烯烃204；剩余的醇206可以作为产物收获。如果需要，离开氢解反应器222的醇产物206可以通过蒸馏分离。高级醇可以脱水形成高级烯烃(丙烯以上)。某些实施方案的讲授认识到使用烯烃代替伯醇能够使酯化反应器反应器220在不产生水的情况下产生酯。
图3显示了根据实施方案用于将羧酸转变成醇的系统200的详细描述。在本实施方案中，羧酸流202被分成两部分202a和202b。流202a被送往显热交换器240、潜热交换器241和显热交换器242，使流202a变成过热蒸气。流202b被送往显热交换器243、潜热交换器244和显热交换器245，使流202b变成过热蒸气。过热羧酸蒸气流202a和202b与烯烃204在酯化反应器220中反应以形成酯205。在某些实施方案中，酯化反应器220具有其自己的温度控制系统。酯205与氢在氢解反应器222中反应产生醇206。在某些实施方案中，氢解反应器222具有其自己的温度控制系统。
醇产物流206被分成两个流206a和206b。流206a进入膨胀机246，在那里降低压力。低压的醇进入脱水反应器224。某些实施方案的讲授认识到在膨胀机246中降低压力可以改进脱水性能，因为脱水倾向于在较低压力下发生。在某些实施方案中，脱水反应器224具有其自己的温度控制系统。从脱水反应器224离开的流206a(包含烯烃206aa和水206ab)然后可以在压缩机247中压缩，并进入显热交换器245和潜热交换器244，将流冷却并允许水206ab冷凝。烯烃206aa和水206ab然后可以在罐248中分离。烯烃206aa在显热交换器245中加热，以使它能够进入酯化反应器220作为烯烃204的全部或一部分。从罐248离开的水206ab在显热交换器243中冷却。在某些实施方案中，水206ab可以作为高压液体206ab’的一部分流过涡轮机249，以回收膨胀能量。液体206ab’主要含有水，但是它也可以含有一些醇，因为脱水反应器224中的脱水反应是可逆的。液体206ab’中的醇通过在塔250中蒸馏来回收，并返回到醇流206。
流206b，其代表作为产物回收的那部分醇，通过显热交换器242、潜热交换器241和显热交换器240进行冷却。罐251中的气体空间可以含有氢，所述氢然后可以再循环到氢解反应器222。在某些实施方案中，流206b可以作为高压液体206b’的一部分流过涡轮机252，以回收膨胀能量。罐253中的气体空间可以含有氢，将其使用压缩机254进行压缩。其一部分可以经管线206bb返回到氢解反应器222。
再循环流206bb可以含有非氢气体，其在某些实施方案中可以经管线206bb’排除，以防止在系统内积累。管线206bb’中的排除气体可以送往分离器以回收氢，或者它们可以燃烧用于工艺热。根据某些实施方案，酯化反应器220和/或氢解反应器222可以在较高压力下(～2000至4000kPa)操作，而脱水反应器224在较低压力下(～20至500kPa)操作。在图示的实施方案中，膨胀机246从压力降低中回收能量，并允许它补充压缩机247所使用的能量。
某些催化剂例如沸石既表现出加氢活性(例如但不限于Minachev，Kh.M.，Garanin，V.I.，Kharlamov，V.V.，Kapustin，M.A.，“丙酮在阳离子形式的沸石上的加氢”(Hydrogenation of acetone on cationic forms ofzeolites)，Russian Chemical Bulletin 23(7)，1472-1475(1974))，也能促进烯烃与羧酸的反应以产生酯(例如但不一定限于美国专利5,973,193)。因此，根据某些实施方案的讲授，用于制造醇的加氢和酯化反应两者可以在单一反应器中进行。图4显示了根据实施方案在单一反应器221中进行羧酸向醇的转变的系统200的简化图。图5显示了图3中描述的详细的系统200，但是其中酯化反应器220和氢解反应器222合并成单一反应器221。
图6显示了根据实施方案用于将羧酸转变成烃的系统600(“选择方案A”)的框图。羧酸602与烯烃604在酯化反应器620中反应以形成酯605。酯605与氢在氢解反应器622中反应以形成醇606。一部分醇流606被送往脱水反应器624以产生烯烃604和水。剩余部分的醇流606被送往低聚反应器626，在那里它形成烃608和水。
图7显示了根据一个实施方案的选择方案A的详细描述。羧酸流602被分成两部分602a和602b。流602a被送往显热交换器640、潜热交换器641和显热交换器642，以使流602a变成过热蒸气。流602b被送往显热交换器643、潜热交换器644和显热交换器645，以使流602b变成过热蒸气。过热羧酸602a和602b与烯烃604在酯化反应器620中反应。在某些实施方案中，酯化反应器620具有其自身的温度控制系统。酯605与氢在氢解反应器622中反应以产生醇606。在某些实施方案中，氢解反应器622具有其自身的温度控制系统。
醇产物流606被分成两个流606a和606b。流606a进入膨胀机646，在那里降低压力。低压的醇进入脱水反应器624。在某些实施方案中，脱水反应器624具有其自己的温度控制系统。从脱水反应器624离开的流606a(包含烯烃606aa和水606ab)然后可以在压缩机647中压缩，并进入显热交换器645和潜热交换器644，其将流冷却并使水606ab冷凝。烯烃606aa和水606ab在罐648中分离。烯烃606aa在显热交换器645中加热，使其能够进入酯化反应器620作为烯烃604的一部分。从罐648离开的水606ab在显热交换器643中冷却。在某些实施方案中，水606ab可以作为高压液体606ab’的一部分流过涡轮机649。液体606ab’主要包含水，但是它也可以包含一些醇，因为脱水反应器624中的脱水反应是可逆的。液体606ab’中的醇通过在塔650中蒸馏来回收，并返回到醇流606。
流606b被送往低聚反应器626。在某些实施方案中，低聚反应器626具有其自己的温度控制系统。从低聚反应器626离开的产物通过显热交换器642、潜热交换器641和显热交换器640冷却。罐651可以包含未反应的物质(例如低分子量烯烃)，其可以经607返回到低聚反应器626。在实施方案中，流606b可以作为高压液体606b’的一部分流过涡轮机652，以回收膨胀能量。罐653可以含有未反应物质，使用压缩机654对其进行压缩并经606bb返回到低聚反应器626。经608从罐653中移除烃。
再循环流607和/或606bb可以含有非反应性气体，其可以经管线606bb’排除以防止在系统内积累。排除的气体可以送往分离器以回收反应性组分，或者它们可以燃烧用于工艺热。根据某些实施方案，酯化反应器620、氢解反应器622和/或低聚反应器626可以在较高压力下(～3000kPa)操作，而脱水反应器624可以在较低压力下(～20至500kPa)操作。在图示的实施方案中，膨胀机646从压力降低回收能量，并允许它补充压缩机647所使用的能量。
与图4和5相同，图8和9显示了与图6和7中相同的配置，但是只使用了一个反应器621进行酯化和氢解反应。
图10显示了根据另一个实施方案用于将羧酸转变成烃的系统1000(“选择方案B”)的框图。羧酸1002与烯烃1004在酯化反应器1020中反应以形成酯1005。酯1005在氢解反应器1022中氢解成醇1006。醇流1006被送往低聚反应器1026。在某些实施方案中，低聚反应器1026以短得足以形成显著量的未反应中间体(烯烃)的停留时间运行，将所述未反应中间体与最终产物烃1008和水分离。在图示的实施方案中，将烯烃1004回供到酯化反应器1020。
图11显示了根据另一个实施方案的选择方案B的详细描述。羧酸流1002被送往显热交换器1040、潜热交换器1041和显热交换器1042，以使羧酸流1002变成过热蒸气。过热的羧酸1002与烯烃1004在酯化反应器1020中反应以产生酯1005。在某些实施方案中，酯化反应器1020具有其自己的温度控制系统。酯1005被送往氢解反应器1022以产生醇1006。在某些实施方案中，氢解反应器1022具有其自己的温度控制系统。
醇流1006被送往低聚反应器1026。在某些实施方案中，低聚反应器1026具有其自己的温度控制系统。从低聚反应器离开的产物通过显热交换器1042、潜热交换器1041和显热交换器1040冷却。在某些实施方案中，流1006可以作为高压液体1006’的一部分流过涡轮机1052以回收膨胀能量。在实施方案中，在低聚反应器1026中的停留时间短得足以使罐1051的气体空间中存在显著量的未反应物质(例如低分子量烯烃)，其然后供应给酯化反应器1020。同样地，罐1053可以含有未反应物质1007，其可以使用压缩机1054进行压缩并送往酯化反应器1020。从罐1053中移除烃1008。
再循环流1007和/或1006bb可以含有非反应性气体，其可以是排除的1006bb’以防止在系统中积累。被排除的气体可以送往分离器以回收反应性组分，或者它们可以燃烧用于工艺热。在某些实施方案中，酯化反应器1020、氢解反应器1022和低聚反应器1026可以在较高压力下(～3000kPa)运行。
图12和13显示了与图10和11中相同的配置，但是只使用单一反应器执行酯化和氢解反应。
图14显示了根据另一个实施方案将羧酸转变成烃的系统1400(“选择方案C”)的框图。羧酸1402与烯烃1404在酯化反应器1420中反应以形成酯1405。酯1405在氢解反应器1422中氢解成醇1406。醇流1406被送往脱水反应器1424以产生水和烯烃1404。烯烃流1404被分成两部分：一部分流前往酯化反应器1420，另一部分前往低聚反应器1426产生烃1408和水。因为只有烯烃1404进料到低聚反应器1426中，因此在低聚反应过程中不应该产生水；然而，某些实施方案的讲授认识到在前往低聚反应器1426的烯烃流中可能预期存在一些醇。在存在氢(其从氢解反应残留下来)和一氧化碳(其可以在脱水反应器1424中形成)的情况下，在低聚反应器1426中能够形成甲醇和其他醇；因此，可能形成水。
图15显示了根据另一个实施方案的选择方案C的详细描述。羧酸流1402被分成两部分1402a和1402b。流1402a被送往显热交换器1440、潜热交换器1441和显热交换器1442，以使流1402a变成过热蒸气。流1402b被送往显热交换器1443、潜热交换器1444和显热交换器1445，以使流1402b变成过热蒸气。过热的羧酸1402a和1402b与烯烃1404在酯化反应器1420中反应以产生酯1405。在实施方案中，酯化反应器1420具有其自己的温度控制系统。酯1405被送往氢解反应器1422以产生醇1406。在实施方案中，氢解反应器1422具有其自己的温度控制系统.
醇产物流1406进入膨胀机1446，在那里降低压力。低压的醇进入脱水反应器1424。在某些实施方案中，脱水反应器1424具有其自己的温度控制系统。从脱水反应器1424离开的流1406(包含烯烃1406a和1406b)使用压缩机1447进行压缩，并进入显热交换器1445和潜热交换器1444，冷却流1406并使水1406b冷凝。烯烃1406a和水1406b在罐1448中分离。烯烃1406a在显热交换器1445中再次加热。烯烃流1406a被分成两部分：1406aa和1406ab。流1406aa被送往低聚反应器1426，并且流1406ab被送往酯化反应器1420。从罐1448离开的水1406b在显热交换器1443中冷却。在实施方案中，水1406b作为高压液体1406b’的一部分流过涡轮机1449。液体1406b’主要包含水，但是也可以包含一些醇，因为脱水反应器1424中的反应是可逆的。液体1406b’中的醇通过在塔1450中蒸馏来回收，并返回到醇流1406。
从低聚反应器1426流出的产物通过显热交换器1442、潜热交换器1441和显热交换器1440进行冷却。在某些实施方案中，流1406aa作为高压液体1406aa’的一部分流过涡轮机1452，以回收膨胀能量。罐1451中的气体空间可以含有未反应物质(例如低分子量烯烃)，其被返回到低聚反应器1426。同样地，罐1453可以含有未反应物质，所述物质使用压缩机1454进行压缩并返回到低聚反应器1426。
再循环流可以含有非反应性气体，其可以被排除以防止在系统内积累。排除的气体可以送往分离器以回收反应性组分，或者它们可以燃烧用于工艺热。根据某些实施方案，酯化反应器1420、氢解反应器1422和/或低聚反应器1426可以在较高压力下(～3000kPa)运行，而脱水反应器1424在较低压力(～20至500kPa)下运行。在图示的实施方案中，膨胀机1446从压力降低中回收能量，并允许其补充压缩机1447所使用的能量。
图16和17显示了与图14和15中相同的配置，但是使用了单一反应器1421执行酯化和氢解反应。
图18显示了根据另一个实施方案用于在低聚反应器中将酮或羧酸直接转变成烃的系统1800(“选择方案A1”)的框图。酮或羧酸1802进料到低聚反应器1826中。从低聚反应器1826离开的产物可以在罐1851中分离成水、烃1808和气态产物。在某些实施方案中，气态产物可以占从低聚反应器1826离开的产物的30-40％。气态产物可以燃烧用于工艺热，或在重整器1823中使用标准技术(例如水蒸汽重整、部分氧化或其他适合的系统和方法)重整成氢。氢可用于在醇反应器1821中将一部分酮或羧酸1802转变成醇1806；然后可以将这些醇1806送往低聚反应器1826。
如果使用酮作为进料，那么可以使用适合的加氢催化剂(例如Raney镍、铂、亚铬酸铜或其他适合的加氢催化剂)非常直接地加氢。如果使用羧酸作为进料，那么醇的生产1821可以包括图2至5中描述的方法之一。方法的详细情况可以与图3、5、7、9、11、13、15和17中所述相似，其使用适合的显热和潜热交换器加热和冷却工艺流，并使用压缩机和膨胀机操纵压力。这些详细情况不再重复。
图19显示了用于在低聚反应器中将酮或羧酸直接转变成烃的系统1900(“选择方案B1”)的框图。该实施方案在选择方案A1中整合了分离器1825(例如变压吸附、膜、低温蒸馏)，以从气态流回收烯烃1804，并将其返回到低聚反应器1826而不是将其送往重整器1823。
图20显示了用于将酮或羧酸直接转变成烃的系统2000(“选择方案A2”)的框图。该实施方案对选择方案A1的修改在于在单一反应器1827中整合了醇生产(例如加氢)和低聚反应机构。某些实施方案的讲授认识到因为用于低聚反应的相同催化剂已知也可执行加氢(例如美国专利3,894,107，以及Minachev，Kh.M.，Garanin，V.I.，Kharlamov，V.V.，Kapustin，M.A.，“丙酮在阳离子形式的沸石上的加氢”(Hydrogenation of acetone on cationic forms of zeolites)，RussianChemical Bulletin 23(7)，1472-1475(1974))，因此酮或羧酸以及氢可以直接进料到同一反应器中，从而避免了使用独立的加氢反应器和产生醇所需的其他设备。
图21显示了用于将酮或羧酸直接转变成烃的系统2100(“选择方案B2”)的框图。该实施方案对选择方案B1的修改在于在单一反应器1827中整合了醇生产(例如加氢)和低聚反应机构。某些实施方案的讲授认识到因为用于低聚反应的相同催化剂已知也可执行加氢，因此酮或羧酸以及氢可以直接进料到同一反应器中，从而避免了使用独立的加氢反应器和产生醇所需的其他设备。
图22显示了根据一个实施方案，使用单一反应器进行加氢和低聚反应(基于图20的选择方案A2和图21的选择方案B2)将羧酸或酮直接转变成烃的系统2200的详细流程图。将羧酸或酮流2202送往(例如经进料泵2203)显热交换器2240、潜热交换器2241和显热交换器2242，以使流2202变成过热蒸气。将过热的羧酸或酮以及氢送往加氢/低聚反应器2227。在某些实施方案中，加氢/低聚反应器2227具有其自己的温度控制系统。从加氢/低聚反应器2227离开的产物通过显热交换器2242、潜热交换器2241和显热交换器2240进行冷却。在某些实施方案中，该高压液体作为高压液体2202’的一部分流过涡轮机2252，以回收膨胀能量。在罐2251的气体空间中可能存在未反应物质(例如低分子量烯烃)，其可以重新循环到加氢/低聚反应器2227。同样地，罐2253可以含有未反应物质，其可以使用压缩机2254压缩并送回到加氢/低聚反应器2227。可以从罐2253回收烃2208。
再循环流可能含有非反应气体，其可以被排除以防止在系统中积累。排除的气体可以被送往分离器以回收反应性组分，或者它们可以燃烧用于工艺热或重整成氢。根据某些实施方案，加氢/低聚反应器2227可以在较高压力下(～3000kPa)运行。
图23显示了将酮直接转变成烃的系统2300的实施方案的框图，该实施方案对应于图1A中显示的路线之一。在图示的实施方案中，任选使用石灰对生物质2370进行预处理2380以增强生物可降解能力(例如但不限于使用石灰预处理，其描述在例如但不限于美国专利No.5,693,296和5,865,898以及美国专利申请No.60/423,288和60/985,059中)。然后，将预处理过的生物质2370在发酵罐2382中直接发酵以产生羧酸盐2372(描述在例如但不限于美国专利No.5,962,307和美国专利申请No.11/298,983和11/456,653中)。将得到的羧酸盐2372在浓缩器2384中脱水，并因此浓缩(使用例如但不限于美国专利No.5,986,133、7,251,944和7,328,591以及美国专利申请No.60/985,059中描述的方法或系统)。在酮反应器2386中将浓缩的盐转变成酮2302(使用例如但不限于在美国专利No.6,043,392和6,262,313中描述的方法或系统)。酮2302可以用与图18-22中所述的过程类似的方式直接转变成烃2308和醇2306。然而，在图示的实施方案中，来自低聚反应器2326的气体2329被导向发酵罐2382，例如通过罐2351。在发酵罐2382中，生物反应性物质(例如氢和一氧化碳)被转变成羧酸盐2372。在发酵罐离开气体2330中，使用标准方法(例如胺吸附、膜、低温学方法)经分离器2325，将二氧化碳从离开发酵罐2382的含能气体(例如氢、甲烷)2330’中移除。含能气体2330’被送往重整器2323，以产生氢用于醇反应器2321。从低聚反应器2326离开的水2331的全部或一部分(2310)可以在重整器2323中使用，例如在罐2351中分离之后。
图24显示了根据一个实施方案将酮直接转变成烃的系统2400的框图，其对应于图1A中显示的路线之一。该实施方案对系统2300的修改在于将醇的生产(例如加氢)和低聚反应机构整合在单一反应器2327中，将酮和氢二者进料到该反应器。
正如在图1中提到并指明的，在实施方案中，可以使用基于钙的系统将生物质转变成烃。通过这种方法，从羧酸盐生产酮与随后将酮转变成醇和烃整合在一起。图25是图1的一个子部分，是显示了根据实施方案使用基于钙的系统进行完全生物质转化的框图。过程中的第一步是预处理(例如但不限于石灰预处理)。这样的石灰预处理描述在例如但不限于美国专利No.5,693,296和5,865,898以及美国专利申请No.60/423,288和60/985,059中。如果生物质原料可充分消化，这样的预处理是任选的。然后将可消化的生物质直接发酵成羧酸盐。这样的发酵可以按照例如但不限于美国专利No.5,962,307和美国专利申请No.11/298,983和11/456,653中的描述来进行。从发酵获得发酵液，其主要包含水和羧酸盐。为了进一步处理，可以将羧酸盐浓缩，例如但不限于通过脱水120A，正如在美国专利No.5,986,133、7,251,944和7,328,591以及美国专利申请No.60/985,059中所描述的。在目前考虑的情况下，当羧酸钙盐产生时，这样的羧酸钙盐可以经热转变125A成酮。这样的热转变可以按照例如但不限于在美国专利No.6,262,313中的描述来进行。也可以将羧酸通过诸如氧化锆的催化剂床来产生酮。得到的酮可以送往下游，按照在上文中对图18-24所描述的进行处理。因此，在这样的实施方案中，可以按照图18-24中的描述进行适合的下游处理140A′。
在酮反应器中通过羧酸盐的干法蒸馏产生的酮必须被快速移除和冷却以避免降解。现有技术方法利用真空来减少在酮反应器中的停留时间，需要真空和冷却设备。例如，在美国专利No.6,262,313中，通过在真空下加热并随后冷凝和回收，将羧酸盐经热转变成酮。正如所提到的，真空和冷凝通过从热的反应区中快速移除酮从而避免降解，有助于提高产率，然而，免除这种真空条件可能在经济上更加理想。
这种避免酮降解的同一目标可以通过使用吹扫气体来实现，其消除了与维持真空相关的资本和过大的冷却器。在实施方案中，酮反应器与利用吹扫气体生产醇和烃的下游单元操作(例如在图18-24中所描述的)整合在一起。图26是显示了根据实施方案，整合了使用吹扫气体和将来自酮反应器的酮蒸气直接导入下游流操作的系统100A”的框图。
如图26中所示，通过导入吹扫气体121可以免除高成本的真空和过大的冷却器。在该实施方案中，将羧酸钙盐124与吹扫气体121一起导入酮反应器125B。如上文图18-24中所述，如果从酮反应器125B离开的热的酮蒸气126A经例如热交换器127A冷却以避免降解，并将冷却的酮蒸气126B送往下一个单元操作140′，则可以免除酮的冷凝。通过这种方式，从羧酸盐的干法蒸馏产生的酮可以不需冷凝直接送往醇或汽油转化，从而节约了下游冷凝、加热和蒸发设备的资金。因为吹扫气体快速除去酮反应器125B中形成的酮，预期通过取消用于移除和冷凝低压酮所需的真空和冷却设备将显著节约资金，而所述设备是以前的真空流程所需的。
应该指出，使用吹扫气体以及将来自酮反应器的酮蒸气直接导入下游单元操作，可以一起使用或可以独立使用。当在有或没有吹扫气体的协助下将来自酮反应器125B的酮蒸气直接送往下游转化140′时，图22中显示的进料泵2203、显热交换器2240和潜热交换器2241可能不再使用或需要。因为来自酮反应器125B的酮蒸气在下游单元操作140′中直接反应，通过取消现有技术的真空方法所需的冷凝设备、外围设备和重新蒸发酮所需的下游设备，可以实现资金的显著节约。将酮蒸气直接反应形成烃或醇，也可以减少一般在使用分离单元操作例如冷凝时的材料损失。此外，免除液体加热或冷却可以允许更高的能量效率。
除了氧化剂(例如氧气)之外的许多气体可用作吹扫气体。如果实施吹扫气体选择方案并希望冷凝酮，可以使用冷凝性吹扫气体以最小化/避免使用非冷凝性吹扫气体例如氮气时可能发生的酮蒸气的损失。这种冷凝性吹扫气体的实例是水蒸汽。使用HYSYS进行的模拟表明，当使用水蒸汽作为吹扫气体时，确实没有酮的损失。水蒸汽具有其他优点，即当烃是终产物时，当水蒸汽冷凝时，它不与烃混溶，并容易与其分离。
正如提到的，吹扫气体可以是氧化剂(例如氧气)之外的任何气体，但是当在下游中使用氢气对一些或所有酮进行加氢的情况下，使用氢气可能是理想的。因此，当生产醇或烃时，氢气是理想的吹扫气体，因为它也是反应物。为了维持酮在酮反应器125B中的低分压，可能希望重新循环显著量的氢气。在这样的实施方案中，可以将来自下游处理140A′的气体122重新循环到酮反应器125B。再循环气体122可以经过逆流热交换器127B重新循环到酮反应器125B。
文献描述了氮吹扫气体的使用(Ardagh，E.G.R.，Barbour，A.D.，McClellan，G.E.和McBride，E.W.(1924).“石灰的乙酸蒸馏”(Distillation of acetate of lime)，Industrial and Engineering Chemistry，16，1133-1139)。但是，氮气既是惰性的又是不可冷凝的。根据本公开，使用反应性(例如氢气)或可冷凝的(例如水蒸汽)吹扫气体。
当使用吹扫气体时，重要的考虑是烃的转化是否发生在与酮反应器相同的压力下，即从真空到1atm的压力。实验显示，酮和仲醇在H-ZSM-5沸石上转变成烃在1atm下是可行的。在这样的情况下，在充分的冷却和加热后，将蒸气直接送往下游单元操作。然而，如果下游处理140A′中需要的压力较高，可以使用压缩机128。如果吹扫气体重新循环，可以使用例如膨胀机129和/或逆流热交换器127B以提高能量效率。
如果酮转化和烃转化反应的压力和温度相似，可以实施更简单的方法。在这种情况下，可以将催化剂放置在酮反应器125B的排气口中，以使酮在离开酮反应器125B时反应。
在部分这些实施方案中和用于将酮转变成烃的一些下游单元操作中，可以使用双重催化剂床，其中加氢催化剂(例如亚铬酸铜)装载于反应器的第一部分中，然后是脱水/低聚反应催化剂(例如H-ZSM-5沸石)。该双重催化剂床可用于使所有或大部分酮转变成醇，从而增加产率并允许生产更多所需的烃。因此，可以使用双重催化剂床，其中首先使用加氢催化剂将所有或一部分酮转变成醇，然后通过脱水/低聚反应催化剂将醇和/或酮转变成烃。或者，可以对沸石催化剂进行改性，以在其孔中直接包含加氢催化剂(例如铂)。在同一床中使用两种不同催化剂可以减少固定设备成本，并且通过将两个反应合并在一个反应器中，也可以最小化原料损失
在许多情况下，从低聚反应器离开的烃产物含有显著量的烯烃。在实施方案中，这些基本上不含水的缩合产物被送往另一个低聚反应器(或重新循环到低聚反应器)，由此增加最终烃产物的链长。
图27显示了根据一个实施方案将羧酸直接转变成烃的系统2500的框图，其对应于图1A和1B中显示的路线之一。本实施方案对图23的系统2300的修改在于将羧酸2302(代替酮)直接转变成烃2308。方法步骤类似于系统2300中的描述，区别在于使用酸回收系统2388将羧酸盐转变成羧酸(例如通过“酸涌”，其描述在例如但不限于美国专利No.6,395,926或美国专利申请No.11/456,653中)。
图28显示了根据一个实施方案将羧酸直接转变成烃的系统2600的框图，其对应于图1A和1B中显示的路线之一。本实施方案对图27的系统2500的修改在于将醇生产(例如加氢)和低聚反应机构合并在单一反应器2327中，向该反应器进料羧酸和氢二者。
图29显示了根据实施方案用于将羧酸铵盐直接转变成烃的系统2700的框图。实施方案对图18的选择方案A1的修改在于向系统2700进料羧酸铵盐2702(固体，作为浆液和/或在溶液中)。羧酸铵盐2702是挥发性盐，其当完全蒸气化时被分解成氨和羧酸。也可以形成一些其他产物例如酰胺。在图29中，可以将一部分羧酸铵盐2702送往醇反应器2721，其将羧酸铵盐2702转变成醇2706。某些实施方案的讲授认识到转变一些羧酸铵盐2702可以允许系统2700利用来自重整器2723的可用的氢。这种向醇的转化可以使用例如但不限于在美国专利申请No.11/456,653中描述的方法来进行；在另一个实施方案中，它们可以首先被转变成羧酸(描述在例如但不限于美国专利申请No.11/456,653中)，然后转变成醇(例如如图2-5中所述)。方法的详细情况类似于图3、5、7、9、11、13、15和17中所述，其使用适合的显热和潜热交换器加热和冷却工艺流，并使用压缩机和膨胀机操控压力。这些详细情况不重复描述。
在羧酸铵盐被蒸发并进入低聚反应器2726后，只有羧酸被转变成烃2708。氨2709通过但未不反应。这样的观察结果见于Butter等(美国专利No.3,894,107)，其将含氮化合物通过H-ZSM-5沸石催化剂，并获得烃和未反应的氨作为产物。在某些条件下，例如在伴随着图43-50的某些实例中所演示的条件下，氨可以反应以形成其他有价值化合物，例如乙腈。
在系统2700中，将从产物回收氨2709。首先，一些氨2709将在产生的水中形成溶液；因此，可以使用分离器2756(例如闪蒸罐)将水2710与氨2709分离。此外，一些氨最终存在于离开低聚反应器2726的气体中。为了从气流中除去氨，可以使用氨分离器2755。例如，将床装填有可逆结合氨的固体酸吸附剂，然后在床饱和后将氨解吸附(通过并行操作两个或多个这样的单元，该过程可以从吸附循环转向解吸附循环，从而从流中连续移除氨)。然后可以将不含氨的气体1757送去燃烧用于工艺热和/或将可以它们送往重整器2723以产生氢，如图29中所示。产生的氢可用于醇反应器2721中。在实施方案中，氨2709也在醇产生单元2721中释放和回收。
图30显示了用于在低聚反应器中将羧酸铵盐直接转变成烃的系统2800的框图。实施方案对图19的选择方案B1的修改在于将羧酸铵盐2802进料到系统2800中，并将分离器2825(例如压力摆动吸附、膜、低温蒸馏)合并在图29的系统2700中，以从气态流回收烯烃2804并将它们返回低聚反应器2826而不是将它们送往重整器2823。
图31显示了用于将羧酸铵盐直接转变成烃的系统2900的框图。实施方案对图20的选择方案A2的修改在于将羧酸铵盐2902进料到系统2900，以及将系统2700的低聚化和加氢过程合并在单一反应器2927中。某些实施方案的讲授认识到，因为用于低聚化反应的相同催化剂已知也执行加氢(例如美国专利No.3,894,107，Minachev，Kh.M.，Garanin，V.I.，Kharlamov，V.V.，Kapustin，M.A.，“丙酮在阳离子形式的沸石上的加氢”(Hydrogenation of acetone on cationic forms of zeolites)，Russian Chemical Bulletin 23(7)，1472-1475(1974))，因此羧酸铵盐和氢可以直接进料到同一反应器中，从而避免了对独立的加氢反应器和用于醇产生的其他设备的需要。
图32显示了用于将羧酸铵盐直接转变成烃的系统3000的框图。实施方案对图21的选择方案B2是修改在于将羧酸铵盐3002进料到系统3000，并且将系统2800的低聚化和加氢过程合并在单一反应器3027中。某些实施方案的讲授认识到，因为用于低聚反应的相同催化剂已知也执行加氢，因此羧酸盐和氢可以直接进料到同一反应器，从而避免了对独立的加氢反应器和用于醇产生的其他设备的需要。
图33显示了根据一个实施方案，使用单一反应器进行加氢和低聚反应两者(基于图31和32中显示的选择方案A2和B2)将羧酸铵盐(固体，作为浆液和/或在溶液中)直接转变成烃的系统3100的详细工艺流程图。羧酸铵流3102被送往显热交换器3140、潜热交换器3141和显热交换器3142，使得流3102变成过热蒸气。将该过热的流和氢送往加氢/低聚反应器3127。在某些实施方案中，加氢/低聚反应器3127具有其自己的温度控制系统。从加氢/低聚反应器3127离开的产物通过显热交换器3142、潜热交换器3141和显热交换器3140进行冷却。在某些实施方案中，该高压液体作为高压液体3102’的一部分流过涡轮机3152以回收膨胀能量。在罐3151的气体空间中可以存在未反应物质(例如低分子量烯烃)，其然后可以重新循环到加氢/低聚反应器3127。同样地，罐3153可以包含未反应物质，其可以使用压缩机3154压缩并送回到加氢/低聚反应器3127。
再循环流可以含有非反应性气体，其可以被排除以防止在系统中积累。被排除的气体可以送往分离器以回收反应性组分，或者它们可以燃烧用于工艺热或重整成氢。根据某些实施方案，加氢/低聚反应器3127可以在较高压力下(～3000kPa)运行。
在将来自于罐3151和3153的气体流返回到加氢/低聚反应器3127之前，或将其一些排除之前，可以通过将其通过氨分离器3155，将氨3109从其中移除。例如，可以使用装填有可逆结合氨的固体酸吸附剂的床，然后一旦床饱和就将氨解吸附；在某些实施方案中，通过并行地操作两个或多个这些单元，方法可以从吸附循环切换到解吸附循环，从而从流中连续移除氨。此外，在罐3153中从烃3108和气体流中分离的水3110可能包含一些氨，所述氨通过例如在显热交换器3157中使用水蒸汽升高其温度并然后将水蒸汽送到冠3156(例如，闪蒸罐)，允许氨3109在蒸气相下回收，同时在水相中回收无氨的水，从而将氨与水分离。或者，也可以使用汽提塔从水中脱去氨。
图34显示了用于将羧酸铵盐直接转变成烃的过程的系统3200的实施方案的框图，其对应于图1B中显示的路线之一。在图示的实施方案中，在3280处任选对生物质3270进行预处理以增加生物可降解性(使用例如但不限于石灰预处理，其描述在例如但不限于美国专利No.5,693,296和5,865,898以及美国专利申请No.60/423,288和60/985,059中)。然后将预处理过的生物质3270在3282处直接发酵成羧酸铵盐3202(描述在例如但不限于美国专利申请No.11/298,983和11/456,653中)。将得到的羧酸铵盐3202在脱水单元3284中脱水。结果，羧酸盐3202得到浓缩(例如使用在例如但不限于美国专利No.5,986,133、7,251,944和7,328,591以及美国专利申请No.60/985,059中描述的方法或系统)。羧酸铵盐3202可以用与图29-32中描述的过程类似的方式直接转变成烃3208和醇3206。然而，在该实施方案中，从低聚反应器3226离开的气体3229，在罐3251中与烃3208和水3231分离后，被导向发酵罐3282。在发酵罐3282中，生物活性物质(例如氢和一氧化碳)和缓冲物质(例如氨)被转变成羧酸铵盐3202。使用标准方法(例如胺吸附、膜、低温)将从发酵罐3282离开的含能气体3230’(例如氢气和/或甲烷)与发酵罐离开气体3230中的二氧化碳分离开。将含能气体3230’送往重整器3223以生产氢气用于醇产生器3221。从低聚反应3226(例如使用罐3256)离开的水中和醇产生器3221中回收的氨3209经填充床3258被送回到发酵罐3282，在所述填充床中它与来自分离器3225的二氧化碳接触。这产生了碳酸氢铵，其允许在发酵罐3282中进行pH控制更容易。正如在虚线中所示，可能希望移除从低聚反应器3226产生的气体流3229中存在的氨(从而例如允许在发酵中更好地进行pH控制)；因此，可以使用氨分离器3255(例如装填有固体酸吸附剂的床)。从该气体回收的氨3209’与来自低聚反应器3255离开的水3231的氨3209和来自醇反应器3221的氨3209”合并，被送往填充床3258’以转变成碳酸氢铵，用于控制发酵中的pH。从低聚反应器3226离开的水3210在从其中除去氨3209后，可用于重整器3223中。
图35显示了根据一个实施方案将羧酸铵盐直接转变成烃的系统3300，其对应于图1B中显示的路线之一。本实施方案对系统3200的修改在于将醇产生(例如加氢)和低聚反应机构合并在单一反应器3327中，并向该反应器进料羧酸铵盐和氢两者。
图36到42显示了根据几个实施方案将羧酸铵盐直接转变成烃的系统3400-4000。系统3400-4000对图29-35的系统2700-3300的修改在于在羧酸铵流进入低聚反应单元之前从其中移除并回收氨。为了从气体流移除氨，可以使用氨分离器3455/3555/3655/3755/3855/3955/4055。例如，可以使用装填有固体酸吸附剂的床来可逆地结合氨。然后，一旦床饱和，就将氨解吸附。在某些实施方案中，通过将两个或多个这些单元并行操作，方法可以从吸附切换到解吸附循环，从而从流中连续移除氨。
酯化、氢解和低聚反应是放热的；因此，可能一些调整冷却(trimcooling)可用于某些或所有上述配置中。在所有情况下，在给定反应器中，有可能反应将是不完全的，或将会产生副产物。在这些情况下，未反应的反应物或副产物可以被分离并进一步加工。
特点。某些实施方案可以包括下述特点中的一些、无或全部。烯烃与羧酸形成酯的反应是不可逆的，因此反应容易获得高转化。相反，羧酸与醇形成酯的反应(更标准的技术)是可逆的。需要在反应过程中移除酯产物以驱动反应完成，这是困难的。
醇脱水反应是可逆的，但是它通过在低压下运行而变得更有利。使用膨胀机实现降压，所述膨胀机回收能量用于从脱水反应器离开的气体的重新压缩过程。
酯化催化剂还具有氢解烯烃与羧酸反应所形成的酯的能力，这免除了为氢解设立单独单元的费用，因为羧酸、烯烃和氢可以直接进料到同一反应器中生产醇。
酮或羧酸或羧酸铵盐向烃的直接转变(图18-24和27-35)与将酮、羧酸或羧酸铵盐首先转变成醇、然后转变成烃(图6-17)相比，降低了对氢气的需求。将二者的这些步骤结合在一起(直接的酮/羧酸/羧酸铵转变加上醇转变)，允许将过程“调制”得与氢的可获得性相匹配。如果氢容易获得，那么醇路线是优选的。如果氢短缺，那么直接的酮/羧酸/羧酸铵路线是优选的。
低聚催化剂还具有对进料加氢的能力，这免除了为产生醇设立独立单元的费用，因为酮、羧酸和/或羧酸铵盐可以与可获得的氢直接进料到同一反应器中以产生烃。
与发酵整合在一起的方法(图24和27-28以及图34-35)降低了分离器和重整器上的负载，因为生物反应性气体和氨被转变成羧酸盐，而不必在被送往重整器之前进行分离或在重整器中转变成氢。
实施例
下面的部分提供了关于各种实施方案的实施例的进一步详细情况。
实施例1：异丙醇转变成烃(Si/Al 30)
材料和方法：将液体异丙醇蒸发并添加到使用表1.1中显示的条件运行的反应器中。将从反应器离开的产物分离成两个级份：液体和气体。通过气相色谱/质谱(GC/MS)测量每种产物的总质量并确定组成。
结果：表1.2显示了产物分布。在总产物中，液体级份(汽油)为68.89％，气体为31.13％。表1.3显示了液体级份中产物的类别。
实施例2：异丙醇转变成烃(Si/Al 280)
材料和方法：将液体异丙醇蒸发并添加到使用表2.1中显示的条件运行的反应器中。将从反应器离开的产物分离成两个级份：液体和气体。通过气相色谱/质谱(GC/MS)测量每种产物的总质量并确定组成。
结果：表2.2显示了产物分布。在总产物中，液体级份(汽油)为63.23％，气体为36.77％。表2.3显示了液体级份中产物的类别。表1.3和2.3报道的条件除了催化剂(H-ZSM-5 Si/Al 280对Si/Al 30)之外都相同。产物分布相似；但是Si/Al 280在产物中具有较少焦化物和较多链烷烃，这对于好燃料来说是重要的。图43显示了在H-ZSM-5沸石(Si/Al比率280)上异丙醇低聚反应的液相产物按照烃类型和碳数的分布。
实施例3：丙酮转变成烃(Si/Al 30)
材料和方法：将液体丙酮蒸发并添加到使用表3.1中显示的条件运行的反应器中。将从反应器离开的产物分离成两个级份：液体和气体。通过气相色谱/质谱(GC/MS)测量每种产物的总质量并确定组成。
结果：表3.2显示了产物分布。在总产物中，液体级份(汽油)为67.16％，气体为32.86％。表3.3显示了液体级份中产物的类别。图44显示了在H-ZSM-5沸石(Si/Al比率为30)上的丙酮低聚反应的液相产物按照烃类型和碳原子数的分布。在这些条件下，反应进行不十分完全；然而，其他条件显示近于完全的转化是可能的(参见实施例5)。
实施例4：丙酮转变成烃(Si/Al 280)
材料和方法：将液体丙酮蒸发并添加到使用表4.1中显示的条件运行的反应器中。将从反应器离开的产物分离成两个级份：液体和气体。通过气相色谱/质谱(GC/MS)测量每种产物的总质量并确定组成。
结果：表4.2显示了产物分布。在总产物中，液体级份(汽油)为74.03％，气体为25.97％。表4.3显示了液体级份中产物的类别。表3.3和4.3报道的条件除了催化剂之外都相同。Si/Al 30催化剂比Si/Al280催化剂酸性更强。Si/Al 280催化剂产生更多氧合物和环烷烃以及更少芳香族化合物。图45显示了在H-ZSM-5沸石(Si/Al比率为280)上的丙酮低聚反应的液相产物按照烃类型和碳原子数的分布。在这些条件下，反应进行不十分完全；然而，其他条件显示近于完全的转化是可能的(参见实施例5)。
实施例5：丙酮转变成烃(Si/Al 280)
材料和方法：将液体丙酮蒸发并添加到使用表5.1中显示的条件运行的反应器中。将从反应器离开的产物分离成两个级份：液体和气体。通过气相色谱/质谱(GC/MS)测量每种产物的总质量并确定组成。
结果：表5.2显示了产物分布。在总产物中，液体级份(汽油)为86.16％，气体为13.82％。表5.3显示了液体级份中产物的类别。表4.3和5.3报道的条件除了温度之外都相同。较高的温度减少了氧合物和环烷烃，并增加了芳香族化合物。图46显示了在H-ZSM-5沸石(Si/Al比率为280)上的丙酮低聚反应的液相产物按照烃类型和碳原子数的分布。在本实施例中，反应进行接近完全。
实施例6：丙酮和氢转变成烃(Si/Al 280)
材料和方法：将氢和蒸发的丙酮添加到使用表6.1中显示的条件运行的反应器中。将从反应器离开的产物分离成两个级份：液体和气体。通过气相色谱/质谱(GC/MS)测量每种产物的总质量并确定组成。
结果：表6.2显示了产物分布。在总产物中，液体级份(汽油)为80.63％，气体为19.38％。单程氢转化率为44.25％。表6.3显示了液体级份中产物的类别。表5.3和6.3报道的条件除了存在增加芳香族化合物的氢气之外都相同。图47显示了在H-ZSM-5沸石(Si/Al比率为280)上的丙酮和氢低聚反应的液相产物按照烃类型和碳原子数的分布。在本实施例中，反应进行得接近完全。
实施例7：乙酸转变成烃(Si/Al 280)
材料和方法：将液体乙酸蒸发并添加到使用表7.1中显示的条件运行的反应器中。将从反应器离开的产物分离成两个级份：液体和气体。通过气相色谱/质谱(GC/MS)测量每种产物的总质量并确定组成。
结果：表7.2显示了产物分布。在总产物中，液体级份为49.77％，气体为51.76％。图48显示了在H-ZSM-5沸石(Si/Al比率为280)上的乙酸低聚反应的液相产物按照烃的类型和碳数的分布。
实施例8：乙酸和氢转变成烃(Si/Al 280)
材料和方法：将氢和蒸发的乙酸添加到使用表8.1中显示的条件运行的反应器中。将从反应器离开的产物分离成两个级份：液体和气体。通过气相色谱/质谱(GC/MS)测量每种产物的总质量并确定组成。
结果：表8.2显示了产物分布。在总产物中，液体级份为47.59％，气体为52.34％。氢转化率为19.17％。图49显示了在H-ZSM-5沸石(Si/Al比率为280)上的乙酸和氢低聚反应的液相产物分布。在本实施例中，显著部分的乙酸未反应，因此需要较长的停留时间。
实施例9：乙酸铵转变成烃(Si/Al 280)
材料和方法：将20％铵的水溶液蒸发并添加到使用表9.1中显示的条件运行的反应器中。将从反应器离开的产物分离成两个级份：液体和气体。通过气相色谱/质谱(GC/MS)测量每种产物的总质量并确定组成。
结果：表9.2显示了主要的液相产物。图50显示了在H-ZSM-5沸石(Si/Al比率为280)上的乙酸铵低聚反应的液相产物分布。芳香族化合物是具有8和12个碳的分子。
尽管已经显示和描述了本发明的优选实施方案，但本技术领域的专业人员可以不背离本发明的精神和讲授对其进行修改。本文描述的实施方案仅仅是示例性的而不打算是限制性的。本文公开的发明的许多改变和修改是可能的，并在本发明的范围内。当数字范围或限度被明确陈述时，这些表示范围或限度应该被理解为包含了落入所明确陈述的范围或限度内类似量级的重叠的范围或限度(例如从约1至约10包括2、3、4等，大于0.10包括0.11、0.12、0.13等)。对于任何所宣称要素使用术语“任选”，打算是指该主体要素是需要的，或者是不需要的。两种可选方案都打算包含在该宣称的范围内。较宽泛的术语例如包含、包括、具有等的使用，应该被理解为对较窄的术语例如由……构成、基本上由……构成、基本上由……组成等提供了支持。
可以修改、添加或忽略本文中描述的系统和装置而不背离本发明的范围。系统和装置的组件可以整合或分开。此外，系统和装置的操作可以使用更多、更少或其他组件来执行。方法可以包括更多、更少或其他步骤。此外，步骤可以用任何适合的次序执行。
因此，保护范围不限于上面提出的描述，而是只受到权利要求书的限制，其范围包括权利要求书的主题内容的所有等价物。每个和所有权利要求作为本发明的实施方案并入说明书中。因此，权利要求书是进一步的描述，并且是对本发明优选实施方案的补充。所有在本文中引用的专利、专利申请和出版物的公开内容，在此以其为本文提出的内容提供示例性、程序性或其他详细补充的程度上引为参考。
Claims (52)
1.从生物质生产醇、烃或两者的方法，所述方法包括：
将生物质转变成羧酸；
将羧酸与烯烃反应以产生酯；以及
将酯氢解以产生醇。
2.权利要求1的方法，其中将羧酸与烯烃反应以产生酯和将酯氢解以产生醇在同一反应器中进行。
3.权利要求2的方法，其中将羧酸与烯烃反应以产生酯和将酯氢解以产生醇使用一种催化剂进行。
4.权利要求1的方法，其进一步包括：
将至少一部分醇脱水以产生烯烃进料，至少一部分所述烯烃进料提供与羧酸反应以产生酯的烯烃。
5.权利要求4的方法，其中将羧酸与烯烃反应以产生酯和将酯氢解以产生醇在同一反应器中进行。
6.权利要求5的方法，其中将羧酸与烯烃反应以产生酯和将酯氢解以产生醇使用一种催化剂进行。
7.权利要求4的方法，其进一步包括：
将至少另一部分醇低聚化以产生烃。
8.权利要求4的方法，其进一步包括：
将至少另一部分烯烃进料低聚化以产生烃。
9.权利要求1的方法，其进一步包括：
将至少一部分醇低聚化以产生烯烃进料，至少一部分所述烯烃进料提供与羧酸反应以产生酯的烯烃。
10.权利要求1的方法，其进一步包括：
将至少一部分醇低聚化以产生烃。
11.权利要求10的方法，其中将羧酸与烯烃反应以产生酯和将酯氢解以产生醇在同一反应器中进行。
12.权利要求11的方法，其中将羧酸与烯烃反应以产生酯和将酯氢解以产生醇使用一种催化剂进行。
13.权利要求10的方法，其进一步包括：
将至少另一部分醇低聚化以产生烯烃进料，至少一部分所述烯烃进料提供与羧酸反应以产生酯的烯烃。
14.权利要求1的方法，其中将生物质转变成羧酸还包括：
将生物质发酵以产生包含水和羧酸盐的发酵液；
将发酵液脱水以将水与羧酸盐分离，以及
将羧酸盐转变成羧酸。
15.权利要求1的方法，其还包括：
将醇转变成烃。
16.权利要求15的方法，其中将羧酸与烯烃反应以产生酯和将酯氢解以产生醇在同一反应器中进行。
17.权利要求16的方法，其中将羧酸与烯烃反应以产生酯和将酯氢解以产生醇使用一种催化剂进行。
18.权利要求15的方法，其中将醇转变成烃包括低聚反应过程。
19.权利要求18的方法，其中将醇转变成烃包括：
将至少一部分醇低聚化以产生烃。
20.权利要求18的方法，其中将醇转变成烃包括：
将至少一部分醇脱水以产生烯烃进料；以及
将至少一部分所述烯烃进料低聚化以产生烃。
21.从生物质生产烃的方法，所述方法包括：
将至少一部分生物质转变成羧酸、酮或羧酸铵盐；
将一部分羧酸、一部分酮或一部分羧酸铵盐中的至少一种在低聚反应器中反应作为生产低聚产物的过程的至少一部分；以及
从低聚产物中分离烃。
22.权利要求21的方法，其还包括：
将另一部分羧酸、另一部分酮或另一部分羧酸铵盐转变成醇；以及
向低聚反应器提供至少一部分所述醇用于生产低聚产物的过程。
23.权利要求22的方法，其中将另一部分羧酸转变成醇包括：
将另一部分羧酸与烯烃反应以产生酯；以及
将酯氢解以产生醇。
24.权利要求22的方法，其中将一部分羧酸、一部分酮或一部分羧酸铵盐中的至少一种在低聚反应器中反应作为生产低聚产物的过程的至少一部分，和将另一部分羧酸、另一部分酮或另一部分羧酸铵盐转变成醇，均在低聚反应器中进行。
25.权利要求24的方法，其中将一部分羧酸、一部分酮或一部分羧酸铵盐中的至少一种在低聚反应器中反应作为生产低聚产物的过程的至少一部分，和将另一部分羧酸、另一部分酮或另一部分羧酸铵盐转变成醇，均使用一种催化剂进行。
26.权利要求22的方法，其还包括：
从低聚产物分离再循环流；
将再循环流在重整器中处理以产生氢；以及
提供至少一部分产生的氢用于将另一部分羧酸、另一部分酮或另一部分羧酸铵盐转变成醇的过程。
27.权利要求26的方法，其中至少一部分生物质被转变成羧酸铵盐，所述方法还包括：
在将再循环流在重整器中处理以产生氢之前，从再循环流中分离氨。
28.权利要求26的方法，其还包括：
在将再循环流在重整器中处理以产生氢之前，从再循环流中分离烯烃；以及
向低聚反应器提供所述烯烃用于生产低聚产物的过程。
29.权利要求28的方法，其中至少一部分生物质被转变成羧酸铵盐，所述方法还包括：
在将再循环流在重整器中处理以产生氢之前，从再循环流中分离氨。
30.权利要求22的方法，其还包括：
从低聚产物分离再循环流；
从再循环流分离烯烃；以及
向低聚反应器提供所述烯烃用于生产低聚产物的过程。
31.权利要求21的方法，其中至少一部分生物质被转变成羧酸。
32.权利要求31的方法，其中至少一部分生物质被转变成羧酸包括：
对生物质进行发酵以产生羧酸钙盐或羧酸铵盐；以及
使用酸回收方法将羧酸钙盐或羧酸铵盐转变成羧酸。
33.权利要求21的方法，其中至少一部分生物质被转变成酮。
34.权利要求33的方法，其中至少一部分生物质被转变成酮包括：
对生物质进行发酵以产生羧酸钙盐；以及
将羧酸钙盐经热转变成酮。
35.权利要求33的方法，其中至少一部分生物质被转变成酮包括：
对生物质进行发酵以产生羧酸钙盐或羧酸铵盐；
使用酸回收方法将羧酸钙盐或羧酸铵盐转变成羧酸；以及
将羧酸经催化转变成酮。
36.权利要求33的方法，其还包括通过对另一部分酮加氢将所述另一部分酮转变成醇。
37.权利要求21的方法，其中至少一部分生物质被转变成酮包括：
对生物质进行发酵以产生羧酸钙盐；以及
在使用吹扫气体操作的酮反应器中产生热的酮蒸气和碳酸钙。
38.权利要求37的方法，其中吹扫气体是反应性的、可冷凝的或两者。
39.权利要求39的气体，其中吹扫气体包含氢气。
40.权利要求39的气体，其中吹扫气体包含水蒸汽。
41.权利要求21的方法，其中至少一部分生物质被转变成羧酸铵盐。
42.权利要求41的方法，其还包括将另一部分羧酸铵盐转变成醇；以及
向低聚反应器提供所述醇用于生产低聚产物的过程，
其中将另一部分羧酸铵盐转变成醇包括：
将另一部分羧酸铵盐转变成第二种羧酸；
将第二种羧酸与烯烃反应以产生酯；以及
将酯氢解以产生醇。
43.权利要求41的方法，其还包括：
在将一部分羧酸铵盐在低聚反应器中反应作为生产低聚产物过程的至少一部分之前，从羧酸铵盐中分离氨。
44.权利要求21的方法，其中将至少一部分生物质转变成羧酸、酮或羧酸铵盐包括在发酵罐中的发酵过程，该方法还包括：
从低聚产物分离气态再循环流；以及
向发酵罐提供至少一部分所述气态再循环流。
45.权利要求44的方法，其还包括：
将另一部分羧酸、另一部分酮或另一部分羧酸铵盐转变成醇；以及
向低聚反应器提供所述醇。
46.权利要求45的方法，其中至少一部分生物质被转变成羧酸。
47.权利要求45的方法，其中至少一部分生物质被转变成酮。
48.权利要求45的方法，其中至少一部分生物质被转变成羧酸铵盐。
49.权利要求48的方法，其还包括：
在向发酵罐提供至少一部分气态再循环流之前，从所述气态再循环流中分离氨。
50.权利要求45的方法，其中将一部分羧酸、一部分酮或一部分羧酸铵盐中的至少一种在低聚反应器中反应作为生产低聚产物的过程的至少一部分，和将另一部分羧酸、另一部分酮或另一部分羧酸铵盐转变成醇，均在低聚反应器中进行。
51.权利要求50的方法，其中将一部分羧酸、一部分酮或一部分羧酸铵盐中的至少一种在低聚反应器中反应作为生产低聚产物的过程的至少一部分，和将另一部分羧酸、另一部分酮或另一部分羧酸铵盐转变成醇，均使用一种催化剂进行。
52.权利要求45的方法，其还包括：
分离离开发酵罐的发酵气体；
将发酵气体在重整器中处理以产生氢；以及
将至少一部分产生的氢提供给将另一部分羧酸、另一部分酮或另一部分羧酸铵盐转变成醇的过程。
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