JP2017520522A5 - - Google Patents
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本明細書で開示されるシステムにおいて、システムは、バイオマス由来分子を転換生成物へ転換させるためのプロセスを実施するように構成されていてよく、このプロセスは、本明細書で開示するプロセスのいずれかを含むことができる。
一実施形態において、例えば、以下の項目が提供される。
(項目1)
転換反応のための水素供給源として2−ブタノールを使用する方法であって、
前記方法は、2−ブタノールを脱水素して2−ブタノンを生成させるステップを含み、脱水素の間に前記2−ブタノールから除去された水素が、前記転換反応のための水素供給源であり、前記転換反応が、水素化、水素化分解または水素化脱酸素を含む、方法。
(項目2)
前記転換反応が、バイオマス由来分子を転換して生成物を形成させる、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記バイオマス由来分子が、リグノセルロース系バイオマスから誘導され、前記バイオマス由来分子が、サッカリド、脱水サッカリド、ハロ脱水サッカリド、脱水され部分水素化されたサッカリドもしくは水素化サッカリドまたはそれらの組合せから選択される、項目2に記載の方法。
(項目4)
前記サッカリドまたは前記脱水サッカリドが、モノサッカリド、オリゴサッカリド、フルフラール、ハロフルフラール、メチルフルフラール、フルフリルアルコール、メチルフルフリルアルコール、(メトキシメチル)−メチルフルフラール、ヒドロキシメチルフルフラール、2−メチルフラン、ジメチルフラン、2,5−ビス(ヒドロキシメチル)フラン、5−ヒドロキシメチル−2−[(1−メチルエトキシ)メチル]フランおよび2−メチル−5[(1−メチルメトキシ)メチル]フラン、ビス(1−メトキシエチキシ)−メチルフラン、テトラヒドロフランもしくはレボグルコセノンまたはそれらの組合せから選択される、項目3に記載の方法。
(項目5)
前記脱水され部分水素化されたサッカリドが、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、1,2,4−ブタントリオール、2,4−ジヒドロキシブタン酸もしくはコハク酸、リンゴ酸、マレイン酸またはそれらの組合せから選択される、項目3に記載の方法。
(項目6)
前記水素化サッカリドが、キシリトール、マンニトール、ソルビトール、エリトリトール、アラビトールもしくはガラクチトールまたはそれらの組合せから選択される、項目3に記載の方法。
(項目7)
前記生成物の重量収率が、少なくとも40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%または90%である、項目2に記載の方法。
(項目8)
前記生成物への選択率が、少なくとも40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%または90%である、項目2に記載の方法。
(項目9)
2−ブタノールを溶媒で希釈するステップをさらに含む、項目1に記載の方法であって、前記溶媒が前記転換反応において不活性である、方法。
(項目10)
前記溶媒が、C 4 〜C 18 炭化水素を含む、項目9に記載の方法。
(項目11)
前記C 4 〜C 18 炭化水素が、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカンまたはそれらの組合せから選択される、項目10に記載の方法。
(項目12)
前記脱水素反応および前記転換反応を触媒で触媒するステップをさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目13)
触媒するステップを、銅系触媒、ラネーニッケル系触媒、金属含有有機シリカ系触媒もしくはイリジウム錯体系触媒またはそれらの組合せを使用して達成する、項目12に記載の方法。
(項目14)
触媒するステップを、共触媒、エンハンサーもしくは助触媒またはそれらの組合せを使用して達成する、項目12に記載の方法。
(項目15)
前記脱水素反応および前記転換反応が一つの反応容器中で行われるか、または、前記脱水素反応および前記転換反応が一つより多くの反応器容器の中で行われ、前記一つより多くの反応器容器が、連続的にまたは不連続的に、機能的に連結されている、項目1に記載の方法。
(項目16)
前記転換反応が、フルフラールの1,5−ペンタンジオールへの転換を含む、項目1に記載の方法。
(項目17)
前記フルフラールの1,5−ペンタンジオールへの転換が、
フルフラールを、第1の触媒の存在下、第1の温度および第1の圧力で、脱水素化の間に前記2−ブタノールから除去された前記水素と接触させてフルフリルアルコールを生成させるステップと、
フルフリルアルコールを、第2の触媒の存在下、第2の温度および第2の圧力で、脱水素化の間に前記2−ブタノールから除去された前記水素と接触させて1,5−ペンタンジオールを生成させるステップと
を含み、
前記第1の触媒と前記第2の触媒、前記第1の温度と前記第2の温度および前記第1の圧力と前記第2の圧力が同じかまたは異なっており、
前記脱水素反応および前記転換反応が一つの反応容器中で行われるか、または、前記脱水素反応および前記転換反応が一つより多くの反応器容器の中で行われ、前記一つより多くの反応器容器が、連続的にまたは不連続的に、機能的に連結されている、
項目16に記載の方法。
(項目18)
前記第1の触媒が、xCu−yMgO−zCr 2 O 3 であり、式中、x、yおよびzは、それぞれCu、MgOおよびCr 2 O 3 の重量百分率に関する量である、項目17に記載の方法。
(項目19)
前記フルフラールの1,5−ペンタンジオールへの転換を、共触媒、エンハンサーまたは助触媒を使用して達成する、項目17に記載の方法。
(項目20)
前記第1の温度が、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、250、または250℃より低い、項目17に記載の方法。
(項目21)
2−ブタノールとフルフラールのモル比が、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.0、9.5または10.0である、項目17に記載の方法。
(項目22)
前記転換反応が、ヒドロキシメチルフルフラールの1,6−ヘキサンジオールへの転換を含む、項目1に記載の方法。
(項目23)
前記ヒドロキシメチルフルフラールの1,6−ヘキサンジオールへの転換が、
ヒドロキシメチルフルフラールを、第1の触媒の存在下、第1の温度および第1の圧力で、脱水素化の間に前記2−ブタノールから除去された前記水素と接触させてビヒドロキシメチルフランを生成させるステップと、
ビヒドロキシメチルフランを、第2の触媒の存在下、第2の温度および第2の圧力で、脱水素化の間に前記2−ブタノールから除去された前記水素と接触させてヘキサントリオールを生成させるステップと、
ヘキサントリオールを、第3の触媒の存在下、第3の温度および第3の圧力で、脱水素化の間に前記2−ブタノールから除去された前記水素と接触させて1,6−ヘキサンジオールを生成させるステップと
を含み、
前記第1の触媒、前記第2の触媒および前記第3の触媒;前記第1の温度、前記第2の温度および前記第3の温度;ならびに前記第1の圧力、前記第2の圧力および前記第3の圧力が同じかまたは異なっており;
前記脱水素反応および前記転換反応が一つの反応容器中で行われるか、または、前記脱水素反応および前記転換反応が一つより多くの反応器容器の中で行われ、前記一つより多くの反応器容器が、または不連続的に、機能的に連結されている、
項目22に記載の方法。
(項目24)
転換されたヒドロキシメチルフルフラールの少なくとも40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%または90%が1,6−ヘキサンジオールに転換されている、項目22または23に記載の方法。
(項目25)
前記第1の触媒が、一つもしくは複数の金属触媒またはその前駆体およびシリカを含む金属含有有機シリカ触媒を含み、前記金属触媒またはその前駆体が、前記シリカのSi−O−Si結合のネットワーク中に組み込まれている、項目23に記載の方法。
(項目26)
前記触媒が、一つもしくは複数の金属触媒またはその前駆体を含み、Cu、CuO、Cu 2 Cr 2 O 5 、Pd、PdO、Pt、Rh、Ru、Co、FeもしくはAgまたはそれらの組合せを含む、項目25に記載の方法。
(項目27)
前記ヒドロキシメチルフルフラールの1,6−ヘキサンジオールへの転換を、共触媒、エンハンサーもしくは助触媒またはそれらの組合せを使用して達成する、項目23に記載の方法。
(項目28)
1,6−ヘキサンジオールを処理して商業用製品を生産するステップをさらに含む、項目22または23に記載の方法。
(項目29)
前記商業用製品がポリマーを含み、前記ポリマーが、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセテートもしくはエポキシ樹脂またはそれらの組合せから選択される、項目28に記載の方法。
(項目30)
前記転換反応が、2,4−ヒドロキシブタン酸の1,4−ブタンジオールへの転換を含む、項目1に記載の方法。
(項目31)
前記2,4−ヒドロキシブタン酸の1,4−ブタンジオールへの転換が、
2,4−ヒドロキシブタン酸を、第1の触媒の存在下、第1の温度および第1の圧力で、脱水素化の間に前記2−ブタノールから除去された前記水素と接触させて1,2,4−ブタントリオールを生成させるステップと、
1,2,4−ブタントリオールを、第2の触媒の存在下、第2の温度および第2の圧力で、脱水素化の間に前記2−ブタノールから除去された前記水素と接触させて1,4−ブタンジオールを生成させるステップと
を含み、
前記第1の触媒と前記第2の触媒、前記第1の温度と前記第2の温度および前記第1の圧力と前記第2の圧力が同じかまたは異なっており、
前記脱水素反応および前記転換反応が一つの反応容器中で行われるか、または、前記脱水素反応および前記転換反応が一つより多くの反応器容器の中で行われ、前記一つより多くの反応器容器が、連続的にまたは不連続的に、機能的に連結されている、
項目30に記載の方法。
(項目32)
前記2,4−ヒドロキシブタン酸の1,4−ブタンジオールへの転換を、共触媒、エンハンサーもしくは助触媒またはそれらの組合せを使用して達成する、項目31に記載の方法。
(項目33)
2−ブタノールの少なくとも40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%または95%が脱水素されている、項目1、16、17、22、23、30または31に記載の方法。
(項目34)
脱水素化2−ブタノールからのMEKの重量収率(%)が、少なくとも65%、70%、75%、80%、85%、90%または95%である、項目33に記載の方法。
(項目35)
ギ酸、イソプロパノール、または脱水素化の間に前記2−ブタノールから除去された前記水素以外の供給源からのガス状分子水素を添加するステップを含まない、項目1、16、17、22、23、30または31に記載の方法。
(項目36)
前記転換反応が、バイオマス由来分子を転換して生成物を形成させる、項目1、16、17、22、23、30または31に記載の方法。
(項目37)
バイオマス由来分子を転換生成物へ転換させるプロセスであって、
前記バイオマス由来分子を前記転換生成物へ転換させるために転換反応を使用するステップであって、前記転換反応が水素化、水素化分解または水素化脱酸素を含むステップと、
前記転換反応のための水素の供給源として脱水素反応を使用するステップと
を含むプロセス。
(項目38)
前記脱水素反応が、2−ブタノールの2−ブタノンへの脱水素化を含む、項目37に記載のプロセス。
(項目39)
2−ブタノールの少なくとも40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%または95%が脱水素されている、項目37に記載のプロセス。
(項目40)
脱水素化2−ブタノールからのMEKの重量収率(%)が、少なくとも65%、70%、75%、80%、85%、90%または95%である、項目39に記載のプロセス。
(項目41)
2−ブタノールを溶媒で希釈するステップをさらに含む、項目38に記載のプロセスであって、前記溶媒が前記転換反応において不活性である、プロセス。
(項目42)
前記溶媒が、C 4 〜C 18 炭化水素を含む、項目41に記載のプロセス。
(項目43)
前記C 4 〜C 18 炭化水素が、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカンもしくはドデカンまたはそれらの組合せから選択される、項目42に記載のプロセス。
(項目44)
前記脱水素反応および前記転換反応を触媒で触媒するステップをさらに含む、項目37に記載のプロセス。
(項目45)
触媒するステップを、銅系触媒、ラネーニッケル系触媒、金属含有有機シリカ系触媒もしくはイリジウム錯体系触媒またはそれらの組合せを使用して達成する、項目44に記載のプロセス。
(項目46)
触媒するステップを、共触媒、エンハンサーもしくは助触媒またはそれらの組合せを使用して達成する、項目45に記載のプロセス。
(項目47)
前記脱水素反応および前記転換反応が一つの反応容器中で行われるか、または、前記脱水素反応および前記転換反応が一つより多くの反応器容器の中で行われ、前記一つより多くの反応器容器が、連続的にまたは不連続的に、機能的に連結されている、項目37に記載のプロセス。
(項目48)
前記転換反応を不活性ガス下で実施する、項目37に記載のプロセス。
(項目49)
前記不活性ガスが窒素である、項目48に記載のプロセス。
(項目50)
前記転換反応を加圧下で実施する、項目37に記載のプロセス。
(項目51)
前記転換反応を、50、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100または1200psiの圧力下で実施する、項目50に記載のプロセス。
(項目52)
前記転換反応を、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290または300℃の温度で実施する、項目37に記載のプロセス。
(項目53)
前記転換反応を、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23または24時間に亘って実施する、項目37に記載のプロセス。
(項目54)
前記バイオマス由来分子が、リグノセルロース系バイオマスから誘導される、項目37に記載のプロセス。
(項目55)
前記生成物が、少なくとも50ppb、60ppb、70ppb、80ppb、90ppb、100ppb、110ppb、120ppb、130ppb、140ppbまたは150ppbのマーカー分子を含み、前記マーカー分子が、2−ブタノール、2−ブタノン、5−[(1−メチルプロポキシ)メチル]−2−フランカルボキシアルデヒド、5−ヒドロキシメチル−2−[(1−メチルプロポキシ)メチル]フラン、2−メチル−5−[(1−メチルプロポキシ)メチル]フランもしくは2,5−[ビス(1−メチルプロポキシ)−メチル]フランまたはそれらの組合せから選択される、項目37に記載のプロセス。
(項目56)
前記転換反応が、フルフラールの1,5−ペンタンジオールへの転換を含む、項目37に記載のプロセス。
(項目57)
前記フルフラールの1,5−ペンタンジオールへの転換が、
フルフラールを、第1の触媒の存在下、第1の温度および第1の圧力で、前記脱水素反応の間に除去された前記水素と接触させてフルフリルアルコールを生成させるステップと、
フルフリルアルコールを、第2の触媒の存在下、第2の温度および第2の圧力で、前記脱水素反応の間に除去された前記水素と接触させて1,5−ペンタンジオールを生成させるステップと
を含み、
前記第1の触媒と前記第2の触媒、前記第1の温度と前記第2の温度および前記第1の圧力と前記第2の圧力が同じかまたは異なっており、
前記脱水素反応および前記転換反応が一つの反応容器中で行われるか、または、前記脱水素反応および前記転換反応が一つより多くの反応器容器の中で行われ、前記一つより多くの反応器容器が、連続的にまたは不連続的に、機能的に連結されている、
項目56に記載のプロセス。
(項目58)
前記転換反応が、ヒドロキシメチルフルフラールの1,6−ヘキサンジオールへの転換を含む、項目37に記載のプロセス。
(項目59)
前記ヒドロキシメチルフルフラールの1,6−ヘキサンジオールへの転換が、
ヒドロキシメチルフルフラールを、第1の触媒の存在下、第1の温度および第1の圧力で、前記脱水素反応の間に除去された前記水素と接触させてビヒドロキシメチルフランを生成させるステップと、
ビヒドロキシメチルフランを、第2の触媒の存在下、第2の温度および第2の圧力で、前記脱水素反応の間に除去された前記水素と接触させてヘキサントリオールを生成させるステップと、
ヘキサントリオールを、第3の触媒の存在下、第3の温度および第3の圧力で、前記脱水素反応の間に除去された前記水素と接触させて1,6−ヘキサンジオールを生成させるステップと
を含み、
前記第1の触媒、前記第2の触媒および前記第3の触媒;前記第1の温度、前記第2の温度および前記第3の温度;ならびに前記第1の圧力、前記第2の圧力および前記第3の圧力が同じかまたは異なっており、
前記脱水素反応および前記転換反応が一つの反応容器中で行われるか、または、前記脱水素反応および前記転換反応が一つより多くの反応器容器の中で行われ、前記一つより多くの反応器容器が、連続的にまたは不連続的に、機能的に連結されている、
項目58に記載のプロセス。
(項目60)
前記転換反応が、2,4−ヒドロキシブタン酸の1,4−ブタンジオールへの転換を含む、項目37に記載のプロセス。
(項目61)
前記2,4−ヒドロキシブタン酸の1,4−ブタンジオールへの転換が、
2,4−ヒドロキシブタン酸を、第1の触媒の存在下、第1の温度および第1の圧力で、前記脱水素反応の間に除去された前記水素と接触させて1,2,4−ブタントリオールを生成させるステップと、
1,2,4−ブタントリオールを、第2の触媒の存在下、第2の温度および第2の圧力で、前記脱水素反応の間に除去された前記水素と接触させて1,4−ブタンジオールを生成させるステップとを含み、
前記第1の触媒と前記第2の触媒、前記第1の温度と前記第2の温度および前記第1の圧力と前記第2の圧力が同じかまたは異なっており、
前記脱水素反応および前記転換反応が一つの反応容器中で行われるか、または、前記脱水素反応および前記転換反応が一つより多くの反応器容器の中で行われ、前記一つより多くの反応器容器が、連続的にまたは不連続的に、機能的に連結されている、項目60に記載のプロセス。
(項目62)
バイオマス由来分子を転換生成物へ転換させるためのプロセスを実施するように構成されたシステムであって、
前記プロセスが、
前記バイオマス由来分子を前記転換生成物へ転換させるために転換反応を使用するステップであって;前記転換反応が水素化、水素化分解または水素化脱酸素を含むステップと、
前記転換反応のための水素の供給源として脱水素反応を使用するステップと
を含む、システム。
(項目63)
前記脱水素反応が、2−ブタノールの2−ブタノンへの脱水素化を含む、項目62に記載のプロセス。
(項目64)
2−ブタノールの少なくとも40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%または95%が脱水素されている、項目63に記載のプロセス。
(項目65)
脱水素化2−ブタノールからのMEKの重量収率(%)が、少なくとも65%、70%、75%、80%、85%、90%または95%である、項目64に記載のプロセス。
(項目66)
2−ブタノールを溶媒で希釈するステップをさらに含む、項目63に記載のプロセスであって、前記溶媒が前記転換反応において不活性である、プロセス。
(項目67)
前記溶媒が、C 4 〜C 18 炭化水素を含む、項目66に記載のプロセス。
(項目68)
前記C 4 〜C 18 炭化水素が、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカンもしくはドデカンまたはそれらの組合せから選択される、項目67に記載のプロセス。
(項目69)
前記脱水素反応および前記転換反応を触媒で触媒するステップをさらに含む、項目62に記載のプロセス。
(項目70)
触媒するステップを、銅系触媒、ラネーニッケル系触媒、金属含有有機シリカ系触媒もしくはイリジウム錯体系触媒またはそれらの組合せを使用して達成する、項目69に記載のプロセス。
(項目71)
触媒するステップを、共触媒、エンハンサーもしくは助触媒またはそれらの組合せを使用して達成する、項目69に記載のプロセス。
(項目72)
前記脱水素反応と前記転換反応が一つの反応容器中で行われるか、または、前記脱水素反応および前記転換反応が一つより多くの反応器容器の中で行われ、前記一つより多くの反応器容器が、連続的にまたは不連続的に、機能的に連結されている、項目62に記載のプロセス。
(項目73)
前記転換反応を不活性ガス下で実施する、項目62に記載のプロセス。
(項目74)
前記不活性ガスが窒素である、項目73に記載のプロセス。
(項目75)
前記転換反応を加圧下で実施する、項目62に記載のプロセス。
(項目76)
前記転換反応を、50、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100または1200psiの圧力下で実施する、項目75に記載のプロセス。
(項目77)
前記転換反応を、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290または300℃の温度で実施する、項目62に記載のプロセス。
(項目78)
前記転換反応を、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23または24時間に亘って実施する、項目62に記載のプロセス。
(項目79)
前記バイオマス由来分子が、リグノセルロース系バイオマスから誘導される、項目62に記載のシステム。
(項目80)
前記転換反応が、フルフラールの1,5−ペンタンジオールへの転換を含む、項目62に記載のプロセス。
(項目81)
前記フルフラールの1,5−ペンタンジオールへの転換が、
フルフラールを、第1の触媒の存在下、第1の温度および第1の圧力で、前記脱水素反応の間に除去された前記水素と接触させてフルフリルアルコールを生成させるステップと、
フルフリルアルコールを、第2の触媒の存在下、第2の温度および第2の圧力で、前記脱水素反応の間に除去された前記水素と接触させて1,5−ペンタンジオールを生成させるステップとを含み、
前記第1の触媒と前記第2の触媒、前記第1の温度と前記第2の温度および前記第1の圧力と前記第2の圧力が同じかまたは異なっており、
前記脱水素反応および前記転換反応が一つの反応容器中で行われるか、または、前記脱水素反応および前記転換反応が一つより多くの反応器容器の中で行われ、前記一つより多くの反応器容器が、連続的にまたは不連続的に、機能的に連結されている、
項目80に記載のプロセス。
(項目82)
前記転換反応が、ヒドロキシメチルフルフラールの1,6−ヘキサンジオールへの転換を含む、項目62に記載のプロセス。
(項目83)
前記ヒドロキシメチルフルフラールの1,6−ヘキサンジオールへの転換が、
ヒドロキシメチルフルフラールを、第1の触媒の存在下、第1の温度および第1の圧力で、前記脱水素反応の間に除去された前記水素と接触させてビヒドロキシメチルフランを生成させるステップと、
ビヒドロキシメチルフランを、第2の触媒の存在下、第2の温度および第2の圧力で、前記脱水素反応の間に除去された前記水素と接触させてヘキサントリオールを生成させるステップと、
ヘキサントリオールを、第3の触媒の存在下、第3の温度および第3の圧力で、前記脱水素反応の間に除去された前記水素と接触させて1,6−ヘキサンジオールを生成させるステップと
を含み、
前記第1の触媒、前記第2の触媒および前記第3の触媒;前記第1の温度、前記第2の温度および前記第3の温度;ならびに前記第1の圧力、前記第2の圧力および前記第3の圧力が同じかまたは異なっており、
前記脱水素反応および前記転換反応が一つの反応容器中で行われるか、または、前記脱水素反応および前記転換反応が一つより多くの反応器容器の中で行われ、前記一つより多くの反応器容器が、連続的にまたは不連続的に、機能的に連結されている、
項目82に記載のプロセス。
(項目84)
前記転換反応が、2,4−ヒドロキシブタン酸の1,4−ブタンジオールへの転換を含む、項目62に記載のプロセス。
(項目85)
前記2,4−ヒドロキシブタン酸の1,4−ブタンジオールへの転換が、
2,4−ヒドロキシブタン酸を、第1の触媒の存在下、第1の温度および第1の圧力で、前記脱水素反応の間に除去された水素と接触させて1,2,4−ブタントリオールを生成させるステップと、
1,2,4−ブタントリオールを、第2の触媒の存在下、第2の温度および第2の圧力で、前記脱水素反応の間に除去された水素と接触させて1,4−ブタンジオールを生成させるステップと
を含み、
前記第1の触媒と第2の触媒、第1の温度と第2の温度および第1の圧力と第2の圧力が同じかまたは異なっており、
前記脱水素反応および前記転換反応が一つの反応容器中で行われるか、または、前記脱水素反応および前記転換反応が一つより多くの反応器容器の中で行われ、前記一つより多くの反応器容器が、連続的にまたは不連続的に、機能的に連結されている、
項目84に記載のプロセス。
(項目86)
前記触媒が、Pd、Pt、Rh、Ni、Ru、Cu/Si、Cu/ゼオライト、Cu 2 Cr 2 O 5 、Ni/Cu/Si、CuO/Al 2 O 3 、Cu−Fe−Al、Cu−Zn−Al、Cu−Ni、Cu−MgO−Cr 2 O 3 、Au、鉛−アルミニウム−ボラート、ラネーニッケル、ラネーニッケル/Cu、ラネーニッケル/Ag、ラネーニッケル/Au、ラネーニッケル/Sn、ラネーニッケル/Pb、ラネーニッケル/Zn、ラネーニッケル/Cd、ラネーニッケル/In、ラネーニッケル/Ge、MnO、NiO、MgO、Ir、CpIr、CpIr−N−複素環カルベン、有機シリカ、有機チタニア、有機アルミナ、有機ジルコニア、Pd−Si−O−Si、Pt−Si−O−Si、Cu−Si−O−Si、Cu−Si−O−Si、Cu 2 Cr 2 O 5 −Si−O−Si、RuSi−O−Si、Ir−Si−O−Si、Ag−Si−O−Si、Fe−Si−O−Si、Co−Si−O−Si、Rh−Si−O−Siまたはそれらの組合せを含む、項目12に記載の方法。
(項目87)
前記脱水素反応および前記転換反応を触媒するステップが、第2の触媒を使用するステップを含み、前記第2の触媒が、Pd、Pt、Rh、Ni、Ru、Cu/Si、Cu/ゼオライト、Cu 2 Cr 2 O 5 、Ni/Cu/Si、CuO/Al 2 O 3 、Cu−Fe−Al、Cu−Zn−Al、Cu−Ni、Cu−MgO−Cr 2 O 3 、Au、鉛−アルミニウム−ボラート、ラネーニッケル、ラネーニッケル/Cu、ラネーニッケル/Ag、ラネーニッケル/Au、ラネーニッケル/Sn、ラネーニッケル/Pb、ラネーニッケル/Zn、ラネーニッケル/Cd、ラネーニッケル/In、ラネーニッケル/Ge、MnO、NiO、MgO、Ir、CpIr、CpIr−N−複素環カルベン、有機シリカ、有機チタニア、有機アルミナ、有機ジルコニア、Pd−Si−O−Si、Pt−Si−O−Si、Cu−Si−O−Si、Cu−Si−O−Si、Cu 2 Cr 2 O 5 −Si−O−Si、RuSi−O−Si、Ir−Si−O−Si、Ag−Si−O−Si、Fe−Si−O−Si、Co−Si−O−Si、Rh−Si−O−Siまたはそれらの組合せを含む、項目86に記載の方法。
(項目88)
前記脱水素反応および前記転換反応を触媒するステップが、助触媒を使用するステップさらに含む、項目86または87のいずれか一項に記載の方法。
(項目89)
前記助触媒がCaOを含む、項目88に記載の方法。
(項目90)
前記助触媒がBaOを含む、項目88または89のいずれか一項に記載の方法。
(項目91)
前記助触媒がZrOを含む、項目88〜90のいずれか一項に記載の方法。
(項目92)
前記助触媒がK 2 Oを含む、項目88〜91のいずれか一項に記載の方法。
(項目93)
前記助触媒がMgOを含む、項目88〜92のいずれか一項に記載の方法。
(項目94)
2−ブタノールを溶媒で希釈するステップをさらに含む、項目88〜93のいずれか一項に記載の方法。
(項目95)
前記溶媒がヘキサンを含む、項目94に記載の方法。
(項目96)
前記溶媒がシクロヘキサンを含む、項目94または95のいずれか一項に記載の方法。
(項目97)
前記溶媒がヘプタンを含む、項目94〜96のいずれか一項に記載の方法。
(項目98)
前記溶媒がオクタンを含む、項目94〜97のいずれか一項に記載の方法。
(項目99)
前記溶媒がデカンを含む、項目94〜98のいずれか一項に記載の方法。
(項目100)
前記溶媒がドデカンを含む、項目94〜99のいずれか一項に記載の方法。
(項目101)
前記溶媒がイソパラフィン系流体を含む、項目94〜100のいずれか一項に記載の方法。
(項目102)
バイオマス由来分子を転換生成物へ転換させるためのプロセスであって、項目1〜36または86〜101のいずれか一項に記載の方法を実施するステップを含む、プロセス。
(項目103)
バイオマス由来分子を転換生成物へ転換させるためのプロセスを実施するように構成されたシステムであって、前記プロセスが項目102に記載のプロセスを含む、システム。
一実施形態において、例えば、以下の項目が提供される。
(項目1)
転換反応のための水素供給源として2−ブタノールを使用する方法であって、
前記方法は、2−ブタノールを脱水素して2−ブタノンを生成させるステップを含み、脱水素の間に前記2−ブタノールから除去された水素が、前記転換反応のための水素供給源であり、前記転換反応が、水素化、水素化分解または水素化脱酸素を含む、方法。
(項目2)
前記転換反応が、バイオマス由来分子を転換して生成物を形成させる、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記バイオマス由来分子が、リグノセルロース系バイオマスから誘導され、前記バイオマス由来分子が、サッカリド、脱水サッカリド、ハロ脱水サッカリド、脱水され部分水素化されたサッカリドもしくは水素化サッカリドまたはそれらの組合せから選択される、項目2に記載の方法。
(項目4)
前記サッカリドまたは前記脱水サッカリドが、モノサッカリド、オリゴサッカリド、フルフラール、ハロフルフラール、メチルフルフラール、フルフリルアルコール、メチルフルフリルアルコール、(メトキシメチル)−メチルフルフラール、ヒドロキシメチルフルフラール、2−メチルフラン、ジメチルフラン、2,5−ビス(ヒドロキシメチル)フラン、5−ヒドロキシメチル−2−[(1−メチルエトキシ)メチル]フランおよび2−メチル−5[(1−メチルメトキシ)メチル]フラン、ビス(1−メトキシエチキシ)−メチルフラン、テトラヒドロフランもしくはレボグルコセノンまたはそれらの組合せから選択される、項目3に記載の方法。
(項目5)
前記脱水され部分水素化されたサッカリドが、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、1,2,4−ブタントリオール、2,4−ジヒドロキシブタン酸もしくはコハク酸、リンゴ酸、マレイン酸またはそれらの組合せから選択される、項目3に記載の方法。
(項目6)
前記水素化サッカリドが、キシリトール、マンニトール、ソルビトール、エリトリトール、アラビトールもしくはガラクチトールまたはそれらの組合せから選択される、項目3に記載の方法。
(項目7)
前記生成物の重量収率が、少なくとも40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%または90%である、項目2に記載の方法。
(項目8)
前記生成物への選択率が、少なくとも40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%または90%である、項目2に記載の方法。
(項目9)
2−ブタノールを溶媒で希釈するステップをさらに含む、項目1に記載の方法であって、前記溶媒が前記転換反応において不活性である、方法。
(項目10)
前記溶媒が、C 4 〜C 18 炭化水素を含む、項目9に記載の方法。
(項目11)
前記C 4 〜C 18 炭化水素が、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカンまたはそれらの組合せから選択される、項目10に記載の方法。
(項目12)
前記脱水素反応および前記転換反応を触媒で触媒するステップをさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目13)
触媒するステップを、銅系触媒、ラネーニッケル系触媒、金属含有有機シリカ系触媒もしくはイリジウム錯体系触媒またはそれらの組合せを使用して達成する、項目12に記載の方法。
(項目14)
触媒するステップを、共触媒、エンハンサーもしくは助触媒またはそれらの組合せを使用して達成する、項目12に記載の方法。
(項目15)
前記脱水素反応および前記転換反応が一つの反応容器中で行われるか、または、前記脱水素反応および前記転換反応が一つより多くの反応器容器の中で行われ、前記一つより多くの反応器容器が、連続的にまたは不連続的に、機能的に連結されている、項目1に記載の方法。
(項目16)
前記転換反応が、フルフラールの1,5−ペンタンジオールへの転換を含む、項目1に記載の方法。
(項目17)
前記フルフラールの1,5−ペンタンジオールへの転換が、
フルフラールを、第1の触媒の存在下、第1の温度および第1の圧力で、脱水素化の間に前記2−ブタノールから除去された前記水素と接触させてフルフリルアルコールを生成させるステップと、
フルフリルアルコールを、第2の触媒の存在下、第2の温度および第2の圧力で、脱水素化の間に前記2−ブタノールから除去された前記水素と接触させて1,5−ペンタンジオールを生成させるステップと
を含み、
前記第1の触媒と前記第2の触媒、前記第1の温度と前記第2の温度および前記第1の圧力と前記第2の圧力が同じかまたは異なっており、
前記脱水素反応および前記転換反応が一つの反応容器中で行われるか、または、前記脱水素反応および前記転換反応が一つより多くの反応器容器の中で行われ、前記一つより多くの反応器容器が、連続的にまたは不連続的に、機能的に連結されている、
項目16に記載の方法。
(項目18)
前記第1の触媒が、xCu−yMgO−zCr 2 O 3 であり、式中、x、yおよびzは、それぞれCu、MgOおよびCr 2 O 3 の重量百分率に関する量である、項目17に記載の方法。
(項目19)
前記フルフラールの1,5−ペンタンジオールへの転換を、共触媒、エンハンサーまたは助触媒を使用して達成する、項目17に記載の方法。
(項目20)
前記第1の温度が、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、250、または250℃より低い、項目17に記載の方法。
(項目21)
2−ブタノールとフルフラールのモル比が、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.0、9.5または10.0である、項目17に記載の方法。
(項目22)
前記転換反応が、ヒドロキシメチルフルフラールの1,6−ヘキサンジオールへの転換を含む、項目1に記載の方法。
(項目23)
前記ヒドロキシメチルフルフラールの1,6−ヘキサンジオールへの転換が、
ヒドロキシメチルフルフラールを、第1の触媒の存在下、第1の温度および第1の圧力で、脱水素化の間に前記2−ブタノールから除去された前記水素と接触させてビヒドロキシメチルフランを生成させるステップと、
ビヒドロキシメチルフランを、第2の触媒の存在下、第2の温度および第2の圧力で、脱水素化の間に前記2−ブタノールから除去された前記水素と接触させてヘキサントリオールを生成させるステップと、
ヘキサントリオールを、第3の触媒の存在下、第3の温度および第3の圧力で、脱水素化の間に前記2−ブタノールから除去された前記水素と接触させて1,6−ヘキサンジオールを生成させるステップと
を含み、
前記第1の触媒、前記第2の触媒および前記第3の触媒;前記第1の温度、前記第2の温度および前記第3の温度;ならびに前記第1の圧力、前記第2の圧力および前記第3の圧力が同じかまたは異なっており;
前記脱水素反応および前記転換反応が一つの反応容器中で行われるか、または、前記脱水素反応および前記転換反応が一つより多くの反応器容器の中で行われ、前記一つより多くの反応器容器が、または不連続的に、機能的に連結されている、
項目22に記載の方法。
(項目24)
転換されたヒドロキシメチルフルフラールの少なくとも40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%または90%が1,6−ヘキサンジオールに転換されている、項目22または23に記載の方法。
(項目25)
前記第1の触媒が、一つもしくは複数の金属触媒またはその前駆体およびシリカを含む金属含有有機シリカ触媒を含み、前記金属触媒またはその前駆体が、前記シリカのSi−O−Si結合のネットワーク中に組み込まれている、項目23に記載の方法。
(項目26)
前記触媒が、一つもしくは複数の金属触媒またはその前駆体を含み、Cu、CuO、Cu 2 Cr 2 O 5 、Pd、PdO、Pt、Rh、Ru、Co、FeもしくはAgまたはそれらの組合せを含む、項目25に記載の方法。
(項目27)
前記ヒドロキシメチルフルフラールの1,6−ヘキサンジオールへの転換を、共触媒、エンハンサーもしくは助触媒またはそれらの組合せを使用して達成する、項目23に記載の方法。
(項目28)
1,6−ヘキサンジオールを処理して商業用製品を生産するステップをさらに含む、項目22または23に記載の方法。
(項目29)
前記商業用製品がポリマーを含み、前記ポリマーが、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセテートもしくはエポキシ樹脂またはそれらの組合せから選択される、項目28に記載の方法。
(項目30)
前記転換反応が、2,4−ヒドロキシブタン酸の1,4−ブタンジオールへの転換を含む、項目1に記載の方法。
(項目31)
前記2,4−ヒドロキシブタン酸の1,4−ブタンジオールへの転換が、
2,4−ヒドロキシブタン酸を、第1の触媒の存在下、第1の温度および第1の圧力で、脱水素化の間に前記2−ブタノールから除去された前記水素と接触させて1,2,4−ブタントリオールを生成させるステップと、
1,2,4−ブタントリオールを、第2の触媒の存在下、第2の温度および第2の圧力で、脱水素化の間に前記2−ブタノールから除去された前記水素と接触させて1,4−ブタンジオールを生成させるステップと
を含み、
前記第1の触媒と前記第2の触媒、前記第1の温度と前記第2の温度および前記第1の圧力と前記第2の圧力が同じかまたは異なっており、
前記脱水素反応および前記転換反応が一つの反応容器中で行われるか、または、前記脱水素反応および前記転換反応が一つより多くの反応器容器の中で行われ、前記一つより多くの反応器容器が、連続的にまたは不連続的に、機能的に連結されている、
項目30に記載の方法。
(項目32)
前記2,4−ヒドロキシブタン酸の1,4−ブタンジオールへの転換を、共触媒、エンハンサーもしくは助触媒またはそれらの組合せを使用して達成する、項目31に記載の方法。
(項目33)
2−ブタノールの少なくとも40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%または95%が脱水素されている、項目1、16、17、22、23、30または31に記載の方法。
(項目34)
脱水素化2−ブタノールからのMEKの重量収率(%)が、少なくとも65%、70%、75%、80%、85%、90%または95%である、項目33に記載の方法。
(項目35)
ギ酸、イソプロパノール、または脱水素化の間に前記2−ブタノールから除去された前記水素以外の供給源からのガス状分子水素を添加するステップを含まない、項目1、16、17、22、23、30または31に記載の方法。
(項目36)
前記転換反応が、バイオマス由来分子を転換して生成物を形成させる、項目1、16、17、22、23、30または31に記載の方法。
(項目37)
バイオマス由来分子を転換生成物へ転換させるプロセスであって、
前記バイオマス由来分子を前記転換生成物へ転換させるために転換反応を使用するステップであって、前記転換反応が水素化、水素化分解または水素化脱酸素を含むステップと、
前記転換反応のための水素の供給源として脱水素反応を使用するステップと
を含むプロセス。
(項目38)
前記脱水素反応が、2−ブタノールの2−ブタノンへの脱水素化を含む、項目37に記載のプロセス。
(項目39)
2−ブタノールの少なくとも40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%または95%が脱水素されている、項目37に記載のプロセス。
(項目40)
脱水素化2−ブタノールからのMEKの重量収率(%)が、少なくとも65%、70%、75%、80%、85%、90%または95%である、項目39に記載のプロセス。
(項目41)
2−ブタノールを溶媒で希釈するステップをさらに含む、項目38に記載のプロセスであって、前記溶媒が前記転換反応において不活性である、プロセス。
(項目42)
前記溶媒が、C 4 〜C 18 炭化水素を含む、項目41に記載のプロセス。
(項目43)
前記C 4 〜C 18 炭化水素が、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカンもしくはドデカンまたはそれらの組合せから選択される、項目42に記載のプロセス。
(項目44)
前記脱水素反応および前記転換反応を触媒で触媒するステップをさらに含む、項目37に記載のプロセス。
(項目45)
触媒するステップを、銅系触媒、ラネーニッケル系触媒、金属含有有機シリカ系触媒もしくはイリジウム錯体系触媒またはそれらの組合せを使用して達成する、項目44に記載のプロセス。
(項目46)
触媒するステップを、共触媒、エンハンサーもしくは助触媒またはそれらの組合せを使用して達成する、項目45に記載のプロセス。
(項目47)
前記脱水素反応および前記転換反応が一つの反応容器中で行われるか、または、前記脱水素反応および前記転換反応が一つより多くの反応器容器の中で行われ、前記一つより多くの反応器容器が、連続的にまたは不連続的に、機能的に連結されている、項目37に記載のプロセス。
(項目48)
前記転換反応を不活性ガス下で実施する、項目37に記載のプロセス。
(項目49)
前記不活性ガスが窒素である、項目48に記載のプロセス。
(項目50)
前記転換反応を加圧下で実施する、項目37に記載のプロセス。
(項目51)
前記転換反応を、50、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100または1200psiの圧力下で実施する、項目50に記載のプロセス。
(項目52)
前記転換反応を、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290または300℃の温度で実施する、項目37に記載のプロセス。
(項目53)
前記転換反応を、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23または24時間に亘って実施する、項目37に記載のプロセス。
(項目54)
前記バイオマス由来分子が、リグノセルロース系バイオマスから誘導される、項目37に記載のプロセス。
(項目55)
前記生成物が、少なくとも50ppb、60ppb、70ppb、80ppb、90ppb、100ppb、110ppb、120ppb、130ppb、140ppbまたは150ppbのマーカー分子を含み、前記マーカー分子が、2−ブタノール、2−ブタノン、5−[(1−メチルプロポキシ)メチル]−2−フランカルボキシアルデヒド、5−ヒドロキシメチル−2−[(1−メチルプロポキシ)メチル]フラン、2−メチル−5−[(1−メチルプロポキシ)メチル]フランもしくは2,5−[ビス(1−メチルプロポキシ)−メチル]フランまたはそれらの組合せから選択される、項目37に記載のプロセス。
(項目56)
前記転換反応が、フルフラールの1,5−ペンタンジオールへの転換を含む、項目37に記載のプロセス。
(項目57)
前記フルフラールの1,5−ペンタンジオールへの転換が、
フルフラールを、第1の触媒の存在下、第1の温度および第1の圧力で、前記脱水素反応の間に除去された前記水素と接触させてフルフリルアルコールを生成させるステップと、
フルフリルアルコールを、第2の触媒の存在下、第2の温度および第2の圧力で、前記脱水素反応の間に除去された前記水素と接触させて1,5−ペンタンジオールを生成させるステップと
を含み、
前記第1の触媒と前記第2の触媒、前記第1の温度と前記第2の温度および前記第1の圧力と前記第2の圧力が同じかまたは異なっており、
前記脱水素反応および前記転換反応が一つの反応容器中で行われるか、または、前記脱水素反応および前記転換反応が一つより多くの反応器容器の中で行われ、前記一つより多くの反応器容器が、連続的にまたは不連続的に、機能的に連結されている、
項目56に記載のプロセス。
(項目58)
前記転換反応が、ヒドロキシメチルフルフラールの1,6−ヘキサンジオールへの転換を含む、項目37に記載のプロセス。
(項目59)
前記ヒドロキシメチルフルフラールの1,6−ヘキサンジオールへの転換が、
ヒドロキシメチルフルフラールを、第1の触媒の存在下、第1の温度および第1の圧力で、前記脱水素反応の間に除去された前記水素と接触させてビヒドロキシメチルフランを生成させるステップと、
ビヒドロキシメチルフランを、第2の触媒の存在下、第2の温度および第2の圧力で、前記脱水素反応の間に除去された前記水素と接触させてヘキサントリオールを生成させるステップと、
ヘキサントリオールを、第3の触媒の存在下、第3の温度および第3の圧力で、前記脱水素反応の間に除去された前記水素と接触させて1,6−ヘキサンジオールを生成させるステップと
を含み、
前記第1の触媒、前記第2の触媒および前記第3の触媒;前記第1の温度、前記第2の温度および前記第3の温度;ならびに前記第1の圧力、前記第2の圧力および前記第3の圧力が同じかまたは異なっており、
前記脱水素反応および前記転換反応が一つの反応容器中で行われるか、または、前記脱水素反応および前記転換反応が一つより多くの反応器容器の中で行われ、前記一つより多くの反応器容器が、連続的にまたは不連続的に、機能的に連結されている、
項目58に記載のプロセス。
(項目60)
前記転換反応が、2,4−ヒドロキシブタン酸の1,4−ブタンジオールへの転換を含む、項目37に記載のプロセス。
(項目61)
前記2,4−ヒドロキシブタン酸の1,4−ブタンジオールへの転換が、
2,4−ヒドロキシブタン酸を、第1の触媒の存在下、第1の温度および第1の圧力で、前記脱水素反応の間に除去された前記水素と接触させて1,2,4−ブタントリオールを生成させるステップと、
1,2,4−ブタントリオールを、第2の触媒の存在下、第2の温度および第2の圧力で、前記脱水素反応の間に除去された前記水素と接触させて1,4−ブタンジオールを生成させるステップとを含み、
前記第1の触媒と前記第2の触媒、前記第1の温度と前記第2の温度および前記第1の圧力と前記第2の圧力が同じかまたは異なっており、
前記脱水素反応および前記転換反応が一つの反応容器中で行われるか、または、前記脱水素反応および前記転換反応が一つより多くの反応器容器の中で行われ、前記一つより多くの反応器容器が、連続的にまたは不連続的に、機能的に連結されている、項目60に記載のプロセス。
(項目62)
バイオマス由来分子を転換生成物へ転換させるためのプロセスを実施するように構成されたシステムであって、
前記プロセスが、
前記バイオマス由来分子を前記転換生成物へ転換させるために転換反応を使用するステップであって;前記転換反応が水素化、水素化分解または水素化脱酸素を含むステップと、
前記転換反応のための水素の供給源として脱水素反応を使用するステップと
を含む、システム。
(項目63)
前記脱水素反応が、2−ブタノールの2−ブタノンへの脱水素化を含む、項目62に記載のプロセス。
(項目64)
2−ブタノールの少なくとも40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%または95%が脱水素されている、項目63に記載のプロセス。
(項目65)
脱水素化2−ブタノールからのMEKの重量収率(%)が、少なくとも65%、70%、75%、80%、85%、90%または95%である、項目64に記載のプロセス。
(項目66)
2−ブタノールを溶媒で希釈するステップをさらに含む、項目63に記載のプロセスであって、前記溶媒が前記転換反応において不活性である、プロセス。
(項目67)
前記溶媒が、C 4 〜C 18 炭化水素を含む、項目66に記載のプロセス。
(項目68)
前記C 4 〜C 18 炭化水素が、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカンもしくはドデカンまたはそれらの組合せから選択される、項目67に記載のプロセス。
(項目69)
前記脱水素反応および前記転換反応を触媒で触媒するステップをさらに含む、項目62に記載のプロセス。
(項目70)
触媒するステップを、銅系触媒、ラネーニッケル系触媒、金属含有有機シリカ系触媒もしくはイリジウム錯体系触媒またはそれらの組合せを使用して達成する、項目69に記載のプロセス。
(項目71)
触媒するステップを、共触媒、エンハンサーもしくは助触媒またはそれらの組合せを使用して達成する、項目69に記載のプロセス。
(項目72)
前記脱水素反応と前記転換反応が一つの反応容器中で行われるか、または、前記脱水素反応および前記転換反応が一つより多くの反応器容器の中で行われ、前記一つより多くの反応器容器が、連続的にまたは不連続的に、機能的に連結されている、項目62に記載のプロセス。
(項目73)
前記転換反応を不活性ガス下で実施する、項目62に記載のプロセス。
(項目74)
前記不活性ガスが窒素である、項目73に記載のプロセス。
(項目75)
前記転換反応を加圧下で実施する、項目62に記載のプロセス。
(項目76)
前記転換反応を、50、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100または1200psiの圧力下で実施する、項目75に記載のプロセス。
(項目77)
前記転換反応を、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290または300℃の温度で実施する、項目62に記載のプロセス。
(項目78)
前記転換反応を、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23または24時間に亘って実施する、項目62に記載のプロセス。
(項目79)
前記バイオマス由来分子が、リグノセルロース系バイオマスから誘導される、項目62に記載のシステム。
(項目80)
前記転換反応が、フルフラールの1,5−ペンタンジオールへの転換を含む、項目62に記載のプロセス。
(項目81)
前記フルフラールの1,5−ペンタンジオールへの転換が、
フルフラールを、第1の触媒の存在下、第1の温度および第1の圧力で、前記脱水素反応の間に除去された前記水素と接触させてフルフリルアルコールを生成させるステップと、
フルフリルアルコールを、第2の触媒の存在下、第2の温度および第2の圧力で、前記脱水素反応の間に除去された前記水素と接触させて1,5−ペンタンジオールを生成させるステップとを含み、
前記第1の触媒と前記第2の触媒、前記第1の温度と前記第2の温度および前記第1の圧力と前記第2の圧力が同じかまたは異なっており、
前記脱水素反応および前記転換反応が一つの反応容器中で行われるか、または、前記脱水素反応および前記転換反応が一つより多くの反応器容器の中で行われ、前記一つより多くの反応器容器が、連続的にまたは不連続的に、機能的に連結されている、
項目80に記載のプロセス。
(項目82)
前記転換反応が、ヒドロキシメチルフルフラールの1,6−ヘキサンジオールへの転換を含む、項目62に記載のプロセス。
(項目83)
前記ヒドロキシメチルフルフラールの1,6−ヘキサンジオールへの転換が、
ヒドロキシメチルフルフラールを、第1の触媒の存在下、第1の温度および第1の圧力で、前記脱水素反応の間に除去された前記水素と接触させてビヒドロキシメチルフランを生成させるステップと、
ビヒドロキシメチルフランを、第2の触媒の存在下、第2の温度および第2の圧力で、前記脱水素反応の間に除去された前記水素と接触させてヘキサントリオールを生成させるステップと、
ヘキサントリオールを、第3の触媒の存在下、第3の温度および第3の圧力で、前記脱水素反応の間に除去された前記水素と接触させて1,6−ヘキサンジオールを生成させるステップと
を含み、
前記第1の触媒、前記第2の触媒および前記第3の触媒;前記第1の温度、前記第2の温度および前記第3の温度;ならびに前記第1の圧力、前記第2の圧力および前記第3の圧力が同じかまたは異なっており、
前記脱水素反応および前記転換反応が一つの反応容器中で行われるか、または、前記脱水素反応および前記転換反応が一つより多くの反応器容器の中で行われ、前記一つより多くの反応器容器が、連続的にまたは不連続的に、機能的に連結されている、
項目82に記載のプロセス。
(項目84)
前記転換反応が、2,4−ヒドロキシブタン酸の1,4−ブタンジオールへの転換を含む、項目62に記載のプロセス。
(項目85)
前記2,4−ヒドロキシブタン酸の1,4−ブタンジオールへの転換が、
2,4−ヒドロキシブタン酸を、第1の触媒の存在下、第1の温度および第1の圧力で、前記脱水素反応の間に除去された水素と接触させて1,2,4−ブタントリオールを生成させるステップと、
1,2,4−ブタントリオールを、第2の触媒の存在下、第2の温度および第2の圧力で、前記脱水素反応の間に除去された水素と接触させて1,4−ブタンジオールを生成させるステップと
を含み、
前記第1の触媒と第2の触媒、第1の温度と第2の温度および第1の圧力と第2の圧力が同じかまたは異なっており、
前記脱水素反応および前記転換反応が一つの反応容器中で行われるか、または、前記脱水素反応および前記転換反応が一つより多くの反応器容器の中で行われ、前記一つより多くの反応器容器が、連続的にまたは不連続的に、機能的に連結されている、
項目84に記載のプロセス。
(項目86)
前記触媒が、Pd、Pt、Rh、Ni、Ru、Cu/Si、Cu/ゼオライト、Cu 2 Cr 2 O 5 、Ni/Cu/Si、CuO/Al 2 O 3 、Cu−Fe−Al、Cu−Zn−Al、Cu−Ni、Cu−MgO−Cr 2 O 3 、Au、鉛−アルミニウム−ボラート、ラネーニッケル、ラネーニッケル/Cu、ラネーニッケル/Ag、ラネーニッケル/Au、ラネーニッケル/Sn、ラネーニッケル/Pb、ラネーニッケル/Zn、ラネーニッケル/Cd、ラネーニッケル/In、ラネーニッケル/Ge、MnO、NiO、MgO、Ir、CpIr、CpIr−N−複素環カルベン、有機シリカ、有機チタニア、有機アルミナ、有機ジルコニア、Pd−Si−O−Si、Pt−Si−O−Si、Cu−Si−O−Si、Cu−Si−O−Si、Cu 2 Cr 2 O 5 −Si−O−Si、RuSi−O−Si、Ir−Si−O−Si、Ag−Si−O−Si、Fe−Si−O−Si、Co−Si−O−Si、Rh−Si−O−Siまたはそれらの組合せを含む、項目12に記載の方法。
(項目87)
前記脱水素反応および前記転換反応を触媒するステップが、第2の触媒を使用するステップを含み、前記第2の触媒が、Pd、Pt、Rh、Ni、Ru、Cu/Si、Cu/ゼオライト、Cu 2 Cr 2 O 5 、Ni/Cu/Si、CuO/Al 2 O 3 、Cu−Fe−Al、Cu−Zn−Al、Cu−Ni、Cu−MgO−Cr 2 O 3 、Au、鉛−アルミニウム−ボラート、ラネーニッケル、ラネーニッケル/Cu、ラネーニッケル/Ag、ラネーニッケル/Au、ラネーニッケル/Sn、ラネーニッケル/Pb、ラネーニッケル/Zn、ラネーニッケル/Cd、ラネーニッケル/In、ラネーニッケル/Ge、MnO、NiO、MgO、Ir、CpIr、CpIr−N−複素環カルベン、有機シリカ、有機チタニア、有機アルミナ、有機ジルコニア、Pd−Si−O−Si、Pt−Si−O−Si、Cu−Si−O−Si、Cu−Si−O−Si、Cu 2 Cr 2 O 5 −Si−O−Si、RuSi−O−Si、Ir−Si−O−Si、Ag−Si−O−Si、Fe−Si−O−Si、Co−Si−O−Si、Rh−Si−O−Siまたはそれらの組合せを含む、項目86に記載の方法。
(項目88)
前記脱水素反応および前記転換反応を触媒するステップが、助触媒を使用するステップさらに含む、項目86または87のいずれか一項に記載の方法。
(項目89)
前記助触媒がCaOを含む、項目88に記載の方法。
(項目90)
前記助触媒がBaOを含む、項目88または89のいずれか一項に記載の方法。
(項目91)
前記助触媒がZrOを含む、項目88〜90のいずれか一項に記載の方法。
(項目92)
前記助触媒がK 2 Oを含む、項目88〜91のいずれか一項に記載の方法。
(項目93)
前記助触媒がMgOを含む、項目88〜92のいずれか一項に記載の方法。
(項目94)
2−ブタノールを溶媒で希釈するステップをさらに含む、項目88〜93のいずれか一項に記載の方法。
(項目95)
前記溶媒がヘキサンを含む、項目94に記載の方法。
(項目96)
前記溶媒がシクロヘキサンを含む、項目94または95のいずれか一項に記載の方法。
(項目97)
前記溶媒がヘプタンを含む、項目94〜96のいずれか一項に記載の方法。
(項目98)
前記溶媒がオクタンを含む、項目94〜97のいずれか一項に記載の方法。
(項目99)
前記溶媒がデカンを含む、項目94〜98のいずれか一項に記載の方法。
(項目100)
前記溶媒がドデカンを含む、項目94〜99のいずれか一項に記載の方法。
(項目101)
前記溶媒がイソパラフィン系流体を含む、項目94〜100のいずれか一項に記載の方法。
(項目102)
バイオマス由来分子を転換生成物へ転換させるためのプロセスであって、項目1〜36または86〜101のいずれか一項に記載の方法を実施するステップを含む、プロセス。
(項目103)
バイオマス由来分子を転換生成物へ転換させるためのプロセスを実施するように構成されたシステムであって、前記プロセスが項目102に記載のプロセスを含む、システム。
Claims (32)
- 転換反応のための水素供給源として2−ブタノールを使用する方法であって、
前記方法は、2−ブタノールを脱水素して2−ブタノンを生成させるステップを含み、前記脱水素の間に前記2−ブタノールから除去された水素が、前記転換反応のための前記水素供給源であり、前記転換反応が、水素化、水素化分解または水素化脱酸素を含む、方法。 - 前記転換反応が、バイオマス由来分子を生成物に転換させる、請求項1に記載の方法。
- 前記バイオマス由来分子が、リグノセルロース系バイオマスから誘導され、前記バイオマス由来分子が、サッカリド、脱水サッカリド、ハロ脱水サッカリド、脱水され部分水素化されたサッカリドおよび水素化サッカリドまたはそれらの組合せから選択される、請求項2に記載の方法。
- 前記サッカリドまたは前記脱水サッカリドが、モノサッカリド、オリゴサッカリド、フルフラール、ハロフルフラール、メチルフルフラール、フルフリルアルコール、メチルフルフリルアルコール、(メトキシメチル)−メチルフルフラール、ヒドロキシメチルフルフラール、2−メチルフラン、ジメチルフラン、2,5−ビス(ヒドロキシメチル)フラン、5−ヒドロキシメチル−2−[(1−メチルエトキシ)メチル]フラン、2−メチル−5[(1−メチルメトキシ)メチル]フラン、ビス(1−メトキシエトキシ)−メチルフラン、テトラヒドロフランおよびレボグルコセノンまたはそれらの組合せから選択される、請求項3に記載の方法。
- 前記脱水され部分水素化されたサッカリドが、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、1,2,4−ブタントリオール、2,4−ジヒドロキシブタン酸、コハク酸、リンゴ酸およびマレイン酸またはそれらの組合せから選択される、請求項3に記載の方法。
- 前記水素化サッカリドが、キシリトール、マンニトール、ソルビトール、エリトリトール、アラビトールおよびガラクチトールまたはそれらの組合せから選択される、請求項3に記載の方法。
- 前記生成物の重量収率が、少なくとも40%である、請求項2に記載の方法。
- 前記生成物への選択率が、少なくとも40%である、請求項2に記載の方法。
- 2−ブタノールを溶媒で希釈するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法であって、前記溶媒が前記転換反応において不活性である、方法。
- 前記溶媒が、C4〜C18炭化水素を含む、請求項9に記載の方法。
- 前記C4〜C18炭化水素が、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカンおよびドデカンまたはそれらの組合せから選択される、請求項10に記載の方法。
- 前記脱水素反応および前記転換反応を触媒で触媒するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記触媒が、銅系触媒、ラネーニッケル系触媒、金属含有有機シリカ系触媒およびイリジウム錯体系触媒またはそれらの組合せから選択される、請求項12に記載の方法。
- 共触媒、エンハンサーもしくは助触媒またはそれらの組合せをさらに含む、請求項12に記載の方法。
- 前記転換反応が、フルフラールの1,5−ペンタンジオールへの転換を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記転換反応が、ヒドロキシメチルフルフラールの1,6−ヘキサンジオールへの転換を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ヒドロキシメチルフルフラールの1,6−ヘキサンジオールへの転換が、
前記ヒドロキシメチルフルフラールを、第1の触媒の存在下、第1の温度および第1の圧力で、前記脱水素化の間に前記2−ブタノールから除去された前記水素と接触させてビヒドロキシメチルフランを生成させるステップと、
前記ビヒドロキシメチルフランを、第2の触媒の存在下、第2の温度および第2の圧力で、前記脱水素化の間に前記2−ブタノールから除去された前記水素と接触させてヘキサントリオールを生成させるステップと、
前記ヘキサントリオールを、第3の触媒の存在下、第3の温度および第3の圧力で、前記脱水素化の間に前記2−ブタノールから除去された前記水素と接触させて1,6−ヘキサンジオールを生成させるステップと
を含み、
前記第1の触媒、前記第2の触媒および前記第3の触媒;前記第1の温度、前記第2の温度および前記第3の温度;ならびに前記第1の圧力、前記第2の圧力および前記第3の圧力が同じかまたは異なっており;
前記脱水素反応および前記転換反応が一つの反応容器中で行われるか、または、前記脱水素反応および前記転換反応が一つより多くの反応器容器の中で行われ、前記一つより多くの反応器容器が、連続的にまたは不連続的に、機能的に連結されている、
請求項16に記載の方法。 - 前記ヒドロキシメチルフルフラールの少なくとも40%が1,6−ヘキサンジオールに転換されている、請求項16または17に記載の方法。
- 前記第1の触媒が、一つもしくは複数の金属触媒またはその前駆体およびシリカを含む金属含有有機シリカ触媒を含み、前記金属触媒またはその前駆体が、前記シリカのSi−O−Si結合のネットワーク中に組み込まれている、請求項17に記載の方法。
- 前記第1の触媒が、Cu、CuO、Cu2Cr2O5、Pd、PdO、Pt、Rh、Ru、Co、FeもしくはAgまたはそれらの組合せを含む、請求項17に記載の方法。
- 共触媒、エンハンサーもしくは助触媒またはそれらの組合せをさらに含む、請求項17に記載の方法。
- 1,6−ヘキサンジオールを処理して商業用製品を生産するステップをさらに含む、請求項16または17に記載の方法。
- 前記商業用製品がポリマーを含み、前記ポリマーが、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセテートおよびエポキシ樹脂またはそれらの組合せから選択される、請求項22に記載の方法。
- 前記転換反応が、2,4−ヒドロキシブタン酸の1,4−ブタンジオールへの転換を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記2−ブタノールの少なくとも40%が脱水素されている、請求項1、15、16、17または24に記載の方法。
- 脱水素化2−ブタノールからのMEKの重量収率(%)が、少なくとも65%である、請求項25に記載の方法。
- ギ酸、イソプロパノール、または脱水素化の間に前記2−ブタノールから除去された前記水素以外の供給源からのガス状分子水素を添加するステップを含まない、請求項1、15、16、17または24に記載の方法。
- バイオマス由来分子を転換生成物へ転換させるプロセスであって、
前記バイオマス由来分子を前記転換生成物へ転換させるために転換反応を使用するステップであって、前記転換反応が水素化、水素化分解または水素化脱酸素を含むステップと、前記転換反応のための水素の供給源として脱水素反応を使用するステップと
を含むプロセス。 - 前記脱水素反応が、2−ブタノールの2−ブタノンへの脱水素化を含む、請求項28に記載のプロセス。
- 前記生成物が、少なくとも50ppbのマーカー分子を含み、前記マーカー分子が、2−ブタノール、2−ブタノン、5−[(1−メチルプロポキシ)メチル]−2−フランカルボキシアルデヒド、5−ヒドロキシメチル−2−[(1−メチルプロポキシ)メチル]フラン、2−メチル−5−[(1−メチルプロポキシ)メチル]フランおよび2,5−[ビス(1−メチルプロポキシ)−メチル]フランまたはそれらの組合せから選択される、請求項28に記載のプロセス。
- 前記転換反応が、ヒドロキシメチルフルフラールの1,6−ヘキサンジオールへの転換を含む、請求項28に記載のプロセス。
- バイオマス由来分子を転換生成物へ転換させるためのプロセスを実施するように構成されたシステムであって、
前記プロセスが、
前記バイオマス由来分子を前記転換生成物へ転換させるために転換反応を使用するステップであって;前記転換反応が水素化、水素化分解または水素化脱酸素を含むステップと、前記転換反応のための水素の供給源として脱水素反応を使用するステップと
を含む、システム。
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