JP2018062492A - Method for producing phenols from lignin-containing biomass - Google Patents

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研二 田畑
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一郎 亀井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the following problem: a phenol monomer, having high utility and comprising phenol (carbolic acid) without any substituent and methyl phenol (cresol) as principal components, cannot be obtained with high selectivity because a lignin decomposition product, obtained from a biomass comprising a lignin as a principal component, is a mixture of phenols which has a lignin oligomer and various substituents.SOLUTION: A biomass solution or slurry liquid comprising a lignin as a principal component is brought into coexistent contact with a hydrogenation catalyst; hydrogenation reaction is carried out at reaction temperature of 100-400°C within the range of hydrogen partial pressure of 0.0-10 MPaG, thereby obtaining, from a lignin component, a phenol monomer that comprises 50 mol% or more of phenol (carbolic acid) without any substituent.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、リグニン含有バイオマスを原料とし、リグニン成分からフェノール類モノマーを製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a phenolic monomer from a lignin component using lignin-containing biomass as a raw material.

バイオマス中のリグニン成分を有効活用する技術としては、特許文献1に示されているように、針葉樹のヒノキ材を原料として、フェノール類(例えば、p−クレゾール)と酸と混合し所定時間反応させ遠心分離した後、水相、有機相、および中間相に分離し、当該有機相に対して3段階の抽出工程を得ることでフェノール誘導体を合成する方法がある。この方法では、フェノール類を溶媒としてリグニンを溶解させた混合物を得ている。   As a technique for effectively utilizing the lignin component in biomass, as shown in Patent Document 1, a cypress wood of coniferous tree is used as a raw material and mixed with phenols (for example, p-cresol) and an acid and allowed to react for a predetermined time. After centrifugation, there is a method of synthesizing a phenol derivative by separating into an aqueous phase, an organic phase, and an intermediate phase and obtaining a three-stage extraction process for the organic phase. In this method, a mixture in which lignin is dissolved using a phenol as a solvent is obtained.

特許文献2には、ネピアグラスやバガスを原料として、水素化触媒(Pd担持カーボン)の存在下、水素圧5MPaG、200℃の温度にて、有機成分を回収する技術が開示されている。本技術では、ヘミセルロース由来のフラン誘導体およびリグニン由来のフェノール誘導体が得られている。フェノール誘導体は、メトキシフェノール、メチルフェノール、エチルフェノールなどの混合物である。   Patent Document 2 discloses a technique for recovering organic components using napier glass or bagasse as a raw material in the presence of a hydrogenation catalyst (Pd-supported carbon) at a hydrogen pressure of 5 MPaG and a temperature of 200 ° C. In this technique, a furan derivative derived from hemicellulose and a phenol derivative derived from lignin are obtained. The phenol derivative is a mixture of methoxyphenol, methylphenol, ethylphenol and the like.

フェノール類をリグニンを含有するバイオマスから得る方法としては、特許文献3、4、5に開示されている方法がある。特許文献3に示された方法では、木質バイオマス(杉)にトルエンおよびメタノールの混合溶媒に加え、酸触媒の存在下で加熱処理することによりリグニン分解物を得ているが、得られる主成分はリグニンオリゴマーである。   As methods for obtaining phenols from biomass containing lignin, there are methods disclosed in Patent Documents 3, 4, and 5. In the method shown in Patent Document 3, a lignin decomposition product is obtained by heat-treating woody biomass (cedar) in the presence of an acid catalyst in addition to a mixed solvent of toluene and methanol. It is a lignin oligomer.

特許文献4に示された方法では、脱アルカリリグニンを水/1−ブタノール混合溶液中において、CeO−ZrO−Al2O−FeO触媒の存在下で15MPaG、400℃の条件で反応を行い、フェノール、クレゾール、その他アルキルフェノールを主成分とするフェノール類モノマーを得ている。 The disclosed in Patent Document 4 method, de-alkaline lignin in water / 1-butanol mixed solution, the reaction was carried out in the conditions of 15 MPaG, 400 ° C. in the presence of CeO 2 -ZrO 2 -Al2O 3 -FeO x catalyst Phenol monomers mainly composed of phenol, cresol and other alkylphenols are obtained.

特許文献5に示された方法では、パームヤシ由来の原料を機械的に粉砕することにより低分子化し、その後に窒素気流下500℃で熱分解することにより、置換基のないフェノール(石炭酸)を得ている。   In the method disclosed in Patent Document 5, a palm-derived raw material is mechanically pulverized to lower the molecular weight, and then pyrolyzed at 500 ° C. under a nitrogen stream to obtain a phenol (coal acid) having no substituent. ing.

特開2011−256381号公報JP 2011-256381 A 特開2014−196295号公報JP 2014-196295 A 特開2016−050200号公報JP, 2006-050200, A 特開2014−037354号公報JP 2014-037354 A 特開2014−015432号公報JP 2014-015432 A

特許文献1に示されている方法では、原料溶媒としてフェノール類(クレゾール)を使用し、その原料溶媒の中にリグニン分解物を含有するため、リグニン成分を主成分とするバイオマスからフェノール類モノマーを製造することはできない。また、特許文献2に示されている方法では、ヘミセルロース由来のフラン誘導体およびリグニン由来のフェノール誘導体が得られているが、フェノール誘導体は、メトキシフェノール、メチルフェノール、エチルフェノールなどの混合物であり、置換基のないフェノール(石炭酸)はほとんど得られていない。特許文献3に示されている方法では、リグニン分解物を得ているが、得られる主成分はリグニンオリゴマーであり、フェノール類モノマーはほとんど得られていない。特許文献4に示されている方法では、フェノール、クレゾール、その他アルキルフェノールを主成分とするフェノール類モノマーを得ているが、置換基のないフェノール(石炭酸)の炭素収率は26mol%程度と低い。特許文献5に示されている方法では、置換基のないフェノール(石炭酸)を得ているが、その収率は2重量%程度と低い。   In the method shown in Patent Document 1, phenols (cresol) are used as a raw material solvent, and a lignin decomposition product is contained in the raw material solvent. It cannot be manufactured. Moreover, in the method shown in Patent Document 2, a hemicellulose-derived furan derivative and a lignin-derived phenol derivative are obtained. The phenol derivative is a mixture of methoxyphenol, methylphenol, ethylphenol, and the like. Almost no phenol (coal acid) is obtained. In the method shown in Patent Document 3, a lignin degradation product is obtained, but the main component obtained is a lignin oligomer, and almost no phenolic monomer is obtained. In the method shown in Patent Document 4, phenol monomers containing phenol, cresol, and other alkylphenols as main components are obtained, but the carbon yield of phenol (coal acid) having no substituent is as low as about 26 mol%. In the method shown in Patent Document 5, phenol (coal acid) having no substituent is obtained, but the yield is as low as about 2% by weight.

本発明者は、従来技術の現状に留意しつつ鋭意研究を重ねた結果、リグニンを主成分とするバイオマス溶液あるいはスラリー液に水素化触媒を共存接触させ、リグニン成分を水素化反応で低分子化し、リグニン成分から置換基のないフェノール(石炭酸)を50mol%以上含有するフェノール類モノマーを得る製造方法を見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive research while paying attention to the current state of the prior art, the present inventor brought a hydrogenation catalyst into coexisting contact with a biomass solution or slurry liquid containing lignin as a main component, and reduced the lignin component by a hydrogenation reaction. The inventors have found a production method for obtaining a phenol monomer containing 50 mol% or more of phenol (coal acid) having no substituent from the lignin component, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は、リグニンを主成分とするバイオマスから置換基のないフェノール(石炭酸)を高収率で製造する方法に関するものである。   That is, the present invention relates to a method for producing a phenol (coal acid) having no substituent from a biomass mainly composed of lignin in a high yield.

第1のフェノール類の製造方法は、上記の課題を解決するために、リグニンを主成分とするバイオマス溶液あるいはスラリー液を、水素分圧が0.0MPaG〜10MPaGの範囲で、反応温度が100℃〜400℃で水素化反応させ、リグニン成分から置換基のないフェノール(石炭酸)を50mol%以上含有するフェノール類モノマーを得ることを特徴としている。
上記の構成によれば、リグニンを主成分とするバイオマスから利用価値の高い置換基のないフェノール(石炭酸)を主成分とするフェノール類モノマーを高収率で得ることができる。
In order to solve the above-mentioned problems, the first phenol production method uses a biomass solution or a slurry liquid containing lignin as a main component in a hydrogen partial pressure of 0.0 MPaG to 10 MPaG and a reaction temperature of 100 ° C. A hydrogenation reaction is carried out at ˜400 ° C. to obtain a phenol monomer containing 50 mol% or more of phenol (coal acid) having no substituent from the lignin component.
According to said structure, the phenolic monomer which has as a main component the phenol (coal acid) without a substituent with high utility value from biomass which has lignin as a main component can be obtained with a high yield.

第2のフェノール類の製造方法は、上記の課題を解決するために、リグニン成分から得られるフェノール類モノマーが、置換基のないフェノール(石炭酸)、o−メチルフェノール(o−クレゾール)、m−メチルフェノール(m−クレゾール)、カテコールのいずれか1つ以上を含むことを特徴としている。
上記の構成によれば、汎用性の高いフェノール類モノマーが主成分として得られるため、得られたフェノール類モノマーの利用価値が高い。
In the second method for producing phenols, in order to solve the above-described problem, the phenol monomers obtained from the lignin component are phenol (carcoic acid) having no substituent, o-methylphenol (o-cresol), m- It is characterized by containing at least one of methylphenol (m-cresol) and catechol.
According to said structure, since the versatile phenolic monomer is obtained as a main component, the utility value of the obtained phenolic monomer is high.

第3のフェノール類の製造方法は、リグニンを主成分とするバイオマスが、木質、草本、リグニン副生品及び廃棄物系バイオマスのいずれか1つ以上であることを特徴としている。
上記の構成によれば、広範なバイオマスを原料として利用することが可能となり、調達可能なバイオマスを利用してフェノールを製造することができる。
The third method for producing phenols is characterized in that the biomass mainly composed of lignin is any one or more of woody, herbaceous, lignin by-products and waste biomass.
According to said structure, it becomes possible to utilize a wide range of biomass as a raw material, and can manufacture phenol using the biomass which can be procured.

第4のフェノール類の製造方法は、上記の課題を解決するために、リグニンを主成分とするバイオマスの原料である草本が竹、ネピアグラス、稲わら、麦わら、サトウキビバガスのいずれか1つ以上であることを特徴としている。
上記の構成によれば、廃棄する草本からのリグニン成分を利用しているため、フェノール(石炭酸)を主成分とするフェノール類モノマーを安価に得ることができる。
In the fourth method for producing phenols, in order to solve the above-mentioned problems, the herbaceous material, which is a raw material of biomass mainly composed of lignin, is one or more of bamboo, napiergrass, rice straw, straw, and sugarcane bagasse. It is characterized by being.
According to said structure, since the lignin component from the herb to discard is utilized, the phenolic monomer which has a phenol (coal acid) as a main component can be obtained cheaply.

第5のフェノール類の製造方法は、上記の課題を解決するために、前記リグニン副生品が、熱水抽出リグニン、希硫酸抽出リグニン、ソーダパルプリグニン、サルファイトパルプリグニン、クラフトパルプリグニンのいずれか1つ以上であることを特徴としている。
上記の構成によれば、廃棄物として材料再利用されていない高濃度にベンゼン骨格を有する原料を使用するため、フェノール(石炭酸)を主成分とするフェノール類モノマーを安価に高収率で得ることができる。
In the fifth method for producing phenols, in order to solve the above problems, the lignin by-product is any one of hot water extraction lignin, dilute sulfuric acid extraction lignin, soda pulp lignin, sulfite pulp lignin, and kraft pulp lignin. Or one or more.
According to said structure, since the raw material which has a benzene skeleton in the high concentration which is not reused as a waste material is used, the phenolic monomer which has phenol (coal acid) as a main component can be obtained in high yield at low cost. Can do.

第6のフェノール類の製造方法は、上記の課題を解決するために、バイオマス溶液あるいはスラリー液を連続的に供給することを特徴としている。
上記の構成によれば、連続的にバイオマス原料を供給しているため、フェノール(石炭酸)を主成分とするフェノール類モノマーを連続的に得ることができ、大量生産する場合に適している。
The sixth method for producing phenols is characterized by continuously supplying a biomass solution or a slurry solution in order to solve the above problems.
According to said structure, since the biomass raw material is supplied continuously, the phenolic monomer which has a phenol (coal acid) as a main component can be obtained continuously, and it is suitable for the case of mass production.

第7のフェノール類の製造方法は、上記の課題を解決するために、前記バイオマス溶液あるいはスラリー液にパラジウム、白金、ニッケルのいずれか1つ以上含む水素化触媒を含むことを特徴としている。
上記の構成によれば、水素添加の反応活性が高い金属を用いているため、低い水素分圧、低い反応温度でも、水素化反応を進行させることができ、比較的マイルドな条件でフェノール(石炭酸)を主成分とするフェノール類モノマーを得ることができる。
In order to solve the above-mentioned problems, the seventh method for producing phenols is characterized in that the biomass solution or slurry liquid contains a hydrogenation catalyst containing at least one of palladium, platinum, and nickel.
According to the above configuration, since a metal having a high hydrogenation reaction activity is used, the hydrogenation reaction can proceed even at a low hydrogen partial pressure and a low reaction temperature, and phenol (coal acid is used under relatively mild conditions. ) Can be obtained as a main component.

第8のフェノール類の製造方法は、上記の課題を解決するために、前記バイオマス溶液あるいはスラリー液が強アルカリ性であることを特徴としている。
上記の構成によれば、強アルカリの作用により、水素化反応を促進することができ、フェノール(石炭酸)を主成分とするフェノール類モノマーを得ることができる。
The eighth method for producing phenols is characterized in that the biomass solution or slurry solution is strongly alkaline in order to solve the above problems.
According to said structure, a hydrogenation reaction can be accelerated | stimulated by the effect | action of a strong alkali, and the phenolic monomer which has a phenol (coal acid) as a main component can be obtained.

最も汎用性があり最も利用価値の高い置換基のないフェノール(石炭酸)および汎用性が高く利用価値の高いメチルフェノール(クレゾール)、ジメチルフェノール(キシレノール)、メトキシフェノール(グアイヤコール)を主成分とするフェノール類モノマーをリグニンを主成分とするバイオマスから高収率で得ることができる。   Phenol based on phenol (carcoic acid), which has the most versatile and most useful value, and methylphenol (cresol), dimethylphenol (xylenol), and methoxyphenol (guaiacol), which are versatile and have high utility value Monomers can be obtained in high yield from biomass based on lignin.

実施例1のジエチルエーテル抽出液のGC−MSイオンGC-MS ion of the diethyl ether extract of Example 1 実施例3のジエチルエーテル抽出液のGC−MSスペクトルGC-MS spectrum of the diethyl ether extract of Example 3

本発明のリグニン含有バイオマスからフェノール類の製造方法は、リグニンを主成分とするバイオマス溶液あるいはスラリー液を水素分圧が0.0MPaG〜10MPaGの範囲で、反応温度が100℃〜400℃で水素化反応させ、リグニン成分から置換基のないフェノール(石炭酸)を50mol%以上含有するフェノール類モノマーを得る方法である。   The method for producing phenols from lignin-containing biomass according to the present invention is a method of hydrogenating a biomass solution or slurry containing lignin as a main component at a hydrogen partial pressure of 0.0 MPaG to 10 MPaG and a reaction temperature of 100 ° C to 400 ° C. This is a method for obtaining a phenol monomer containing 50 mol% or more of phenol (coal acid) having no substituent from the lignin component by reaction.

リグニンを主成分とするバイオマスの溶液とは、リグニンが水などの溶媒に溶解した状態で存在する溶液であり、リグニンを主成分とするバイオマスのスラリー液とは、リグニンやリグニンを含有するバイオマスが水などの溶媒に分散した液である。水素化分解反応を促進する観点からは、リグニンは溶媒に溶解した溶液であることが好ましい。   A biomass solution containing lignin as a main component is a solution in which lignin is dissolved in a solvent such as water. A biomass slurry containing lignin as a main component is a biomass containing lignin or lignin. A liquid dispersed in a solvent such as water. From the viewpoint of promoting the hydrogenolysis reaction, lignin is preferably a solution dissolved in a solvent.

リグニンを主成分とするバイオマス溶液あるいはスラリー液の溶媒は特に限定されないが、水素化分解反応工程において、溶媒が水素化分解されないことが好ましく、飽和炭化水素、アルコール、水などを例示し得る。飽和炭化水素としては、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタンなど、アルコールとしてはメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコール、グリセリンなどを例示し得る。安価で水素化分解されない観点から、水を溶媒とすることが最も好ましい。リグニンの溶解性を改善するため、水に例示した飽和炭化水素、アルコールなどを混合させても良い。   The solvent of the biomass solution or slurry solution containing lignin as a main component is not particularly limited, but it is preferable that the solvent is not hydrocracked in the hydrocracking reaction step, and examples thereof include saturated hydrocarbons, alcohols, and water. Examples of saturated hydrocarbons include hexane, cyclohexane, and heptane. Examples of alcohols include methanol, ethanol, propanol, butanol, ethylene glycol, and glycerin. From the viewpoint of being inexpensive and not hydrocracked, it is most preferable to use water as a solvent. In order to improve the solubility of lignin, saturated hydrocarbons, alcohols and the like exemplified in water may be mixed.

リグニンを主成分とするバイオマス溶液あるいはスラリー液を製造する原料バイオマスは、リグニンを含有するバイオマスであれば特に限定されないが、木質、草本、リグニン副生品、廃棄物系バイオマスが例示できる。経済的にフェノール類モノマーを製造する観点から、利用価値が木質に比べて低い草本が好ましく、燃料や廃棄物として処理されるリグニン副生品を利用することが特に好ましい。   Although the raw material biomass which manufactures the biomass solution or slurry liquid which has lignin as a main component will not be specifically limited if it is a biomass containing lignin, woody material, a herb, a lignin by-product, and a waste biomass can be illustrated. From the viewpoint of economically producing phenolic monomers, herbs having a utility value lower than that of wood are preferable, and it is particularly preferable to use lignin by-products processed as fuel or waste.

木質バイオマスとしては針葉樹であるアカマツ、クロマツ、スギ、ヒノキ、モミなど、広葉樹であるカツラ、キリ、ケヤキ、クスノキなどを例示できる。
草本系バイオマスとしては、竹、ネピアグラス、稲わら、麦わら、サトウキビバガス、スイッチグラスなどを例示できる。
Examples of woody biomass include conifers such as red pine, black pine, cedar, cypress and fir, and broad-leaved trees such as wig, drill, zelkova and camphor.
Examples of herbaceous biomass include bamboo, napiergrass, rice straw, wheat straw, sugarcane bagasse and switchgrass.

リグニン副生品としては、熱水抽出リグニン、希硫酸抽出リグニン、ソーダパルプリグニン、サルファイトパルプリグニン、クラフトパルプリグニンを例示できる。   Examples of lignin by-products include hot water extraction lignin, dilute sulfuric acid extraction lignin, soda pulp lignin, sulfite pulp lignin, and kraft pulp lignin.

廃棄物系バイオマスとしては、もみ殻、剪定残渣、建築廃木材、パーム空果房(EFB)、パームやし殻(PKS)、パームトランクなどを例示できる。   Examples of the waste biomass include rice husk, pruning residue, construction waste wood, palm empty fruit bunch (EFB), palm coconut shell (PKS), and palm trunk.

リグニン成分を溶液化あるいはスラリー化するには、木質バイオマスや草本バイオマスでは、微粉砕後に熱分解で低分子化後にアルカリ溶液とする方法が例示される。リグニン副生物であれば、すでに溶液化あるいはスラリー化されているので、特に処理する必要はないが、完全にリグニン成分を溶解するために5重量%〜20重量%のアルカリ溶液することが特に好ましい。   In order to make the lignin component into a solution or slurry, for woody biomass and herbaceous biomass, a method of forming an alkaline solution after thermal decomposition by pulverization after fine pulverization is exemplified. If it is a lignin by-product, it is already in solution or slurry, so there is no need to treat it, but it is particularly preferable to make an alkaline solution of 5 wt% to 20 wt% in order to completely dissolve the lignin component. .

水素化分解する反応装置は水素圧および溶媒の蒸気圧を保持でき、数100℃の反応温度を維持できる構造であれば特に限定されないが、バッチ式のオートクレーブ反応器、連続流通式反応器を例示し得る。   The reactor for hydrocracking is not particularly limited as long as it can maintain the hydrogen pressure and the vapor pressure of the solvent and can maintain the reaction temperature of several hundred degrees Celsius, but examples include a batch-type autoclave reactor and a continuous flow reactor. Can do.

バッチ式のオートクレーブ反応器で水素化分解を行う場合は、反応器にリグニンを主成分とするバイオマスの溶液あるいはスラリー液、反応触媒を所定量仕込み、反応器を密閉後に空間を水素ガスで置換後に所定圧力まで加圧する。反応器に備え付けられた撹拌装置を起動して、溶液あるいはスラリー液を撹拌しつつ、溶液あるいはスラリー液の温度を所定温度まで昇温し、昇温後の温度に所定時間維持した後、溶液あるいはスラリー液の温度を常温まで冷却して反応を終了させる。触媒を含まないで反応を行う場合は、反応器にリグニンを主成分とするバイオマスの溶液あるいはスラリー液のみを所定量仕込み、反応触媒を含む場合と同様に反応を実施する。   When hydrocracking in a batch type autoclave reactor, a predetermined amount of biomass solution or slurry solution containing lignin as a main component and reaction catalyst are charged into the reactor, and after the reactor is sealed, the space is replaced with hydrogen gas. Pressurize to a predetermined pressure. The stirring device provided in the reactor is started, the temperature of the solution or slurry liquid is raised to a predetermined temperature while stirring the solution or slurry liquid, and the temperature after the temperature rise is maintained for a predetermined time. The temperature of the slurry is cooled to room temperature to complete the reaction. When the reaction is carried out without containing a catalyst, only a predetermined amount of a biomass solution or slurry containing lignin as a main component is charged into the reactor, and the reaction is carried out in the same manner as when the reaction catalyst is contained.

連続流通式流動床反応器で水素化分解を行う場合は、リグニンを主成分とするバイオマスの溶液あるいはスラリー液に反応触媒を分散させた反応スラリー液を、スラリーを移送可能なポンプを用いて、連続流通式式反応器に供給する。反応スラリー液は熱交換器により所定温度まで昇温された後に連続流通式反応器に供給される。また、連続流通式反応器には、圧縮機で水素ガスが所定圧力で供給される。連続流通反応器に供給された反応スラリー液および水素ガスは反応器内で水素化分解反応を起こす。反応スラリー液は、連続流通反応器の出口から熱交換器で冷却された後に、気液分離槽に導入され、ガス成分とスラリー液成分が分離される。触媒を含まないで反応を行う場合は、リグニンを主成分とするバイオマスの溶液あるいはスラリー液のみをポンプを用いて、連続流通式式反応器に供給し、反応触媒を含む場合と同様に反応を実施する。   When hydrocracking in a continuous flow fluidized bed reactor, a reaction slurry liquid in which a reaction catalyst is dispersed in a biomass solution or slurry liquid mainly composed of lignin is used, and a pump capable of transferring the slurry is used. Feed to a continuous flow reactor. The reaction slurry is heated to a predetermined temperature by a heat exchanger and then supplied to the continuous flow reactor. The continuous flow reactor is supplied with hydrogen gas at a predetermined pressure by a compressor. The reaction slurry liquid and hydrogen gas supplied to the continuous flow reactor cause a hydrocracking reaction in the reactor. The reaction slurry liquid is cooled by a heat exchanger from the outlet of the continuous flow reactor, and then introduced into the gas-liquid separation tank to separate the gas component and the slurry liquid component. When the reaction is carried out without the catalyst, only the biomass solution or slurry liquid containing lignin as the main component is supplied to the continuous flow reactor using the pump, and the reaction is carried out in the same manner as when the reaction catalyst is contained. carry out.

連続流通式固定床反応器で水素化分解を行う場合は、リグニンを主成分とするバイオマスの溶液が熱交換器で所定温度まで昇温された後に、反応触媒が充填された連続流通式固定床反応器に導入される。また、連続流通式固定床反応器には、圧縮機で水素ガスが所定圧力で供給される。固定床反応器内は気体(水素ガス)、バイオマス溶液(液)、触媒(固体)が共存する状態である。反応容液は、連続流通反応器の出口から熱交換器で冷却された後に、気液分離槽に導入され、ガス成分とスラリー液成分が分離される。触媒を含まないで反応を行う場合は、反応触媒の代わりにアルミナ等の充填剤が充填された連続流通式固定床反応器を用いて、反応触媒を含む場合と同様に反応を実施する。   When hydrocracking is performed in a continuous flow fixed bed reactor, the biomass solution containing lignin as a main component is heated to a predetermined temperature in a heat exchanger and then the continuous flow fixed bed packed with a reaction catalyst. Introduced into the reactor. The continuous flow type fixed bed reactor is supplied with hydrogen gas at a predetermined pressure by a compressor. In the fixed bed reactor, gas (hydrogen gas), biomass solution (liquid), and catalyst (solid) coexist. The reaction liquid is cooled by a heat exchanger from the outlet of the continuous flow reactor, and then introduced into the gas-liquid separation tank to separate the gas component and the slurry liquid component. When the reaction is carried out without containing a catalyst, the reaction is carried out in the same manner as when the reaction catalyst is contained, using a continuous flow fixed bed reactor filled with a filler such as alumina instead of the reaction catalyst.

フェノール類モノマーを得る反応開始時の水素分圧は、0.0MPaG〜10MPaGの範囲で選択されるが、製造設備の経済性の観点からは低圧である0.0MPaG〜1MPaGであることが好ましく、さらに0.1MPaG〜0.2MPaGであることが特に好ましい。ここで、反応開始時の水素分圧が0.0MPaGとは、反応時の水素分圧が0.0MPaGであることを意味しているのではなく、密閉系で水素化分解反応を行っているため、分解反応で発生する水素が気相に存在することを否定していない。   The hydrogen partial pressure at the start of the reaction to obtain the phenolic monomer is selected in the range of 0.0 MPaG to 10 MPaG, but from the viewpoint of economics of the production equipment, it is preferably 0.0 MPaG to 1 MPaG, which is a low pressure, Further, it is particularly preferably 0.1 MPaG to 0.2 MPaG. Here, the hydrogen partial pressure at the start of the reaction of 0.0 MPaG does not mean that the hydrogen partial pressure at the time of the reaction is 0.0 MPaG, but the hydrocracking reaction is performed in a closed system. Therefore, it is not denied that hydrogen generated by the decomposition reaction exists in the gas phase.

水素化分解の反応温度は、100℃〜400℃の範囲で選択されるが、反応時間と反応全圧のバランスの観点から、200℃〜300℃であることが好ましい。   The reaction temperature for hydrocracking is selected in the range of 100 ° C to 400 ° C, but is preferably 200 ° C to 300 ° C from the viewpoint of the balance between the reaction time and the total reaction pressure.

水素化分解の反応時間は、バッチ反応の場合、1min以上の範囲で選択されるが、経済的な観点およびフェノール類の炭素収率の観点から、5min〜240minであることが好ましく、さらに30min〜120minであることが特に好ましい。   The reaction time for hydrocracking is selected in the range of 1 min or more in the case of a batch reaction, but is preferably 5 min to 240 min from the economical viewpoint and the carbon yield of phenols, and more preferably 30 min to 120 min is particularly preferable.

反応に用いる水素化触媒は、水素化反応を促進する触媒であれば特に限定されないが、活性金属としてPd、Pt、Niを担持したカーボン触媒、アルミナ触媒、ゼオライト触媒などが例示される。   Although the hydrogenation catalyst used for reaction will not be specifically limited if it is a catalyst which accelerates | stimulates a hydrogenation reaction, The carbon catalyst, alumina catalyst, zeolite catalyst etc. which carry | supported Pd, Pt, and Ni as an active metal are illustrated.

以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these.

〔竹リグニン調製例〕
竹粉1.2kgをステンレス容器に入った水道水6kgに添加し、100℃まで昇温し、撹拌下で20min保持後に室温まで冷却し、テフロン(登録商標)樹脂製ネット(穴径10mm)で濾過して固形分を回収し、水道水約10kgで洗浄した。濾過洗浄した固形分と水道水6kgをオートクレーブに仕込み、密閉系で180℃まで昇温し、30min間180℃を維持した。その後、室温まで冷却し常圧に戻ったところで、テフロン(登録商標)樹脂製ネット(穴径10mm)で濾過して固形分を回収し、水道水10kgで洗浄した。固形分約1kgに48重量%水酸化ナトリウム溶液160g、水道水6kgをステンレス容器に投入し、100℃まで昇温後し、100℃、撹拌下で30min維持した。その後、室温まで冷却し常圧に戻ったところで、テフロン(登録商標)樹脂製ネット(穴径10mm)で濾過して固形分を分離した。濾過した液(リグニン溶液)は70℃まで昇温し、20重量%塩酸250gを投入して撹拌した。中和され析出したリグニン固形物は、布製ネットで濾過して固形分を回収し、水道水約10kgで洗浄した。洗浄されたリグニン固形物は、100℃で24h乾燥し、竹リグニン粉体200g(30メッシュアンダー)を得た。
[Bamboo lignin preparation example]
Add 1.2 kg of bamboo powder to 6 kg of tap water in a stainless steel container, raise the temperature to 100 ° C., hold for 20 minutes with stirring, cool to room temperature, and use a Teflon (registered trademark) resin net (hole diameter: 10 mm). The solid was collected by filtration and washed with about 10 kg of tap water. The filtered solid content and 6 kg of tap water were charged into an autoclave, heated to 180 ° C. in a closed system, and maintained at 180 ° C. for 30 min. Then, when it cooled to room temperature and returned to normal pressure, it filtered with the net | network (hole diameter 10mm) made from a Teflon (trademark) resin, collect | recovered solid content, and wash | cleaned with 10 kg of tap water. A solid content of about 1 kg was charged with 160 g of 48 wt% sodium hydroxide solution and 6 kg of tap water in a stainless steel container, heated to 100 ° C., and maintained at 100 ° C. with stirring for 30 min. Then, when it cooled to room temperature and returned to the normal pressure, it filtered with the net | network (hole diameter 10mm) made from a Teflon (trademark) resin, and isolate | separated solid content. The filtered liquid (lignin solution) was heated to 70 ° C., and 250 g of 20 wt% hydrochloric acid was added and stirred. The neutralized and precipitated lignin solid matter was filtered through a cloth net to collect the solid content, and washed with about 10 kg of tap water. The washed lignin solid was dried at 100 ° C. for 24 hours to obtain 200 g of bamboo lignin powder (30 mesh under).

〔リグニンの炭素含有率〕
反応系全体の炭素量を全自動元素分析装置(PerkinElmer社製PE−2400II(CHNS/O))を用いて分析を行った。竹リグニンの場合、炭素含有量は、63.08重量%であった。この結果、反応系に仕込んだ竹リグニン0.5g中の炭素量は0.3154gと算出した。
[Carbon content of lignin]
The amount of carbon in the entire reaction system was analyzed using a fully automatic elemental analyzer (PE-2400II (CHNS / O) manufactured by PerkinElmer). In the case of bamboo lignin, the carbon content was 63.08 wt%. As a result, the carbon amount in 0.5 g of bamboo lignin charged into the reaction system was calculated to be 0.3154 g.

〔フェノール類量〕
水素化分解反応後、反応容器内の液を採取し、撹拌羽根や容器壁面を蒸留水で洗浄し、反応液に加えた。反応液を濾紙を用いて反応触媒を分離し、濾過液には塩酸を加え弱酸性とした。弱酸性とした反応液とジエチルエーテルを混合し、有機成分をジエチルエーテル相に移行させる。このジエチルエーテル抽出液に、内部標準物質(IS)としてp−ブロモトルエンを加え、質量分析のサンプルとした。GC−MS装置(島津製作所、GCMS−QP2010 SE)による分析により、内部標準物質との面積比から各フェノール類のモル数を算出した。また、得られたフェノール類モノマーの合計モル量から、それぞれのフェノール類モノマーのモル選択率を算出した。
[Amount of phenols]
After the hydrogenolysis reaction, the liquid in the reaction vessel was collected, the stirring blade and the vessel wall surface were washed with distilled water, and added to the reaction solution. The reaction catalyst was separated from the reaction solution using filter paper, and hydrochloric acid was added to the filtrate to make it weakly acidic. The reaction solution made weakly acidic and diethyl ether are mixed to transfer the organic component to the diethyl ether phase. To the diethyl ether extract, p-bromotoluene was added as an internal standard substance (IS) to prepare a sample for mass spectrometry. By analysis using a GC-MS apparatus (Shimadzu Corporation, GCMS-QP2010 SE), the number of moles of each phenol was calculated from the area ratio to the internal standard substance. Moreover, the molar selectivity of each phenolic monomer was computed from the total molar amount of the obtained phenolic monomer.

〔フェノール類の炭素収率〕
置換基のないフェノール(石炭酸)については、標品を規準とした検量線を引き、ジエチルエーテル抽出液に含まれるフェノール量を算出し、置換基のないフェノール(石炭酸)の選択率から全フェノール類の炭素量を算出し、反応系に含まれる炭素重量で除し、反応後のフェノール類炭素収率を算出した。
[Carbon yield of phenols]
For phenols with no substituents (coal acid), draw a calibration curve based on the standard, calculate the amount of phenol contained in the diethyl ether extract, and calculate the total phenols from the selectivity for phenols with no substituents (coal acid). The amount of carbon was calculated and divided by the weight of carbon contained in the reaction system to calculate the phenolic carbon yield after the reaction.

〔実施例1〕
竹リグニン調製例で得た竹リグニン0.5g、20重量%NaOH水溶液20ml(24.8g)および水素化触媒として5重量%Pd担持活性炭触媒を1.5g(水分量は55%、和光純薬製)を100mlオートクレーブに仕込み、空間を水素ガスで置換後に、水素ガスで1.0MPaGまで加圧した。内溶液を撹拌装置(TYPE PSM−004C01F 耐圧硝子工業製)にて410rpmで撹拌した状態にて、およそ90minで300℃まで加圧後に、300℃付近にて60min保持した。この反応中の全圧は最高2.2MPaGを示した。反応終了後、反応液を室温まで冷却し、水素ガスをパージして常圧に戻した後、反応触媒を遠心分離機(215×10G トミー精工製LC−200)で10分回転後、反応生成物溶液を回収した。フェノール類量およびフェノール類の炭素収率の算出方法に基づき、フェノール類炭素収率4.3%、置換基のないフェノール(石炭酸)の選択率70.1mol%、o−クレゾール選択率2.4mol%、m−クレゾール選択率9.2mol%、カテコール選択率13.7mol%を得た。本実施例のジエチルエーテル抽出液のGC−MSイオンクロマトグラフを図1に示す。
[Example 1]
0.5 g of bamboo lignin obtained in the preparation example of bamboo lignin, 20 ml (24.8 g) of 20 wt% NaOH aqueous solution and 1.5 g of 5 wt% Pd-supported activated carbon catalyst as a hydrogenation catalyst (water content is 55%, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Made in a 100 ml autoclave, the space was replaced with hydrogen gas, and then pressurized with hydrogen gas to 1.0 MPaG. The inner solution was stirred at 410 rpm with a stirrer (TYPE PSM-004C01F pressure glass glass industry), pressurized to about 300 min at about 90 min, and held at about 300 ° C. for 60 min. The total pressure during this reaction was up to 2.2 MPaG. After completion of the reaction, the reaction solution is cooled to room temperature, purged with hydrogen gas and returned to normal pressure, and then the reaction catalyst is rotated for 10 minutes with a centrifuge (215 × 10G, Tommy Seiko LC-200) to produce a reaction. The product solution was recovered. Based on the method of calculating the amount of phenols and the carbon yield of the phenols, the carbon yield of phenols is 4.3%, the selectivity of phenol (coal acid) without substituents is 70.1 mol%, the selectivity of o-cresol is 2.4 mol %, M-cresol selectivity 9.2 mol%, catechol selectivity 13.7 mol%. FIG. 1 shows a GC-MS ion chromatograph of the diethyl ether extract of this example.

〔実施例2〕
反応開始時の水素分圧を0.5MPaGとした以外は、実施例1と同じ方法でリグニンの水素化分解反応を行い、フェノール類炭素収率4.7%、置換基のないフェノール(石炭酸)の選択率95.4mol%、o−クレゾール選択率1.4mol%、m−クレゾール選択率3.2mol%を得た。
[Example 2]
A lignin hydrocracking reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the hydrogen partial pressure at the start of the reaction was 0.5 MPaG. The phenols carbon yield was 4.7%, and there was no substituent phenol (coal acid). Of 95.4 mol%, o-cresol selectivity of 1.4 mol%, and m-cresol selectivity of 3.2 mol% were obtained.

〔実施例3〕
反応開始時の水素分圧を0.2MPaGとした以外は、実施例1と同じ方法でリグニンの水素化分解反応を行い、フェノール類炭素収率5.7%、置換基のないフェノール(石炭酸)の選択率89.0mol%、o−クレゾール選択率2.0mol%、m−クレゾール選択率9.0mol%を得た。本実施例のジエチルエーテル抽出液のGC−MSイオンクロマトグラムを図3に示す。
Example 3
A lignin hydrocracking reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the hydrogen partial pressure at the start of the reaction was changed to 0.2 MPaG, and the phenol carbon yield was 5.7%, and there was no substituent phenol (coal acid). The selectivity was 89.0 mol%, the o-cresol selectivity was 2.0 mol%, and the m-cresol selectivity was 9.0 mol%. The GC-MS ion chromatogram of the diethyl ether extract of a present Example is shown in FIG.

〔実施例4〕
反応開始時の水素分圧を0.0MPaG(アルゴンガスにて1MPaG加圧)とした以外は、実施例1と同じ方法でリグニンの水素化分解反応を行い、フェノール類炭素収率1.9%、置換基のないフェノール(石炭酸)の選択率98.2mol%、o−クレゾール選択率1.8mol%を得た。
Example 4
The lignin hydrocracking reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the hydrogen partial pressure at the start of the reaction was 0.0 MPaG (1 MPaG pressurization with argon gas), and the phenolic carbon yield was 1.9%. The selectivity for phenol (coal acid) having no substituent was 98.2 mol%, and the selectivity for o-cresol was 1.8 mol%.

以下の表1に竹リグンンを原料とする実施例1〜4までの反応開始時の水素分圧の影響を示す。適度な水素分圧により、炭素収率および置換基のないフェノール(石炭酸)選択率が向上する。
Table 1 below shows the influence of the hydrogen partial pressure at the start of the reactions in Examples 1 to 4 using bamboo ligne as a raw material. A moderate hydrogen partial pressure improves the carbon yield and the selectivity of phenol (coal acid) without substituents.

〔実施例5〕
水素化触媒として5重量%Pd担持活性炭触媒を1.0gとした以外は、実施例1と同じ方法でリグニンの水素化分解反応を行い、フェノール類炭素収率4.0%、置換基のないフェノール(石炭酸)の選択率72.2mol%、o−クレゾール選択率2.0mol%、m−クレゾール選択率10.2mol%、カテコール選択率13.5mol%を得た。
Example 5
A lignin hydrocracking reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that 1.0 g of a 5 wt% Pd-supported activated carbon catalyst was used as the hydrogenation catalyst. The phenol carbon yield was 4.0% and there was no substituent. The selectivity of phenol (coal acid) was 72.2 mol%, o-cresol selectivity was 2.0 mol%, m-cresol selectivity was 10.2 mol%, and catechol selectivity was 13.5 mol%.

〔実施例6〕
水素化触媒として5重量%Pd担持活性炭触媒を0.5gとした以外は、実施例1と同じ方法でリグニンの水素化分解反応を行い、フェノール類炭素収率4.3%、置換基のないフェノール(石炭酸)の選択率57.6mol%、o−クレゾール選択率2.0mol%、m−クレゾール選択率10.6mol%、カテコール選択率19.5mol%を得た。
Example 6
A lignin hydrocracking reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that 0.5 g of a 5 wt% Pd-supported activated carbon catalyst was used as the hydrogenation catalyst, and the phenolic carbon yield was 4.3% and there was no substituent. The selectivity for phenol (coal acid) was 57.6 mol%, o-cresol selectivity was 2.0 mol%, m-cresol selectivity was 10.6 mol%, and catechol selectivity was 19.5 mol%.

〔実施例7〕
水素化触媒として5重量%Pd担持活性炭触媒を0.25gとした以外は、実施例1と同じ方法でリグニンの水素化分解反応を行い、フェノール類炭素収率4.2%、置換基のないフェノール(石炭酸)の選択率67.7mol%、o−クレゾール選択率2.0mol%、m−クレゾール選択率7.3mol%、カテコール選択率14.3mol%を得た。
Example 7
A lignin hydrocracking reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that 0.25 g of a 5 wt% Pd-supported activated carbon catalyst was used as the hydrogenation catalyst, and the phenolic carbon yield was 4.2% and there was no substituent. The selectivity of phenol (coal acid) was 67.7 mol%, o-cresol selectivity was 2.0 mol%, m-cresol selectivity was 7.3 mol%, and catechol selectivity was 14.3 mol%.

〔実施例8〕
水素化触媒として5重量%Pd担持活性炭触媒を添加しなかった以外は、実施例1と同じ方法でリグニンの水素化分解反応を行い、フェノール類炭素収率3.7%、置換基のないフェノール(石炭酸)の選択率73.7mol%、o−クレゾール選択率1.6mol%、m−クレゾール選択率6.7mol%、カテコール選択率8.7mol%を得た。
Example 8
A lignin hydrocracking reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the 5% by weight Pd-supported activated carbon catalyst was not added as a hydrogenation catalyst, a phenolic carbon yield of 3.7%, and a phenol having no substituent. (Carboxylic acid) selectivity of 73.7 mol%, o-cresol selectivity of 1.6 mol%, m-cresol selectivity of 6.7 mol%, and catechol selectivity of 8.7 mol% were obtained.

以下の表2に竹リグンンを原料とする実施例1および実施例5〜7までの水素化触媒添加量の影響を示す。水素化触媒の添加により、フェノール類炭素収率が向上する。
Table 2 below shows the influence of the hydrogenation catalyst addition amount in Example 1 and Examples 5 to 7 using bamboo ligne as a raw material. The addition of a hydrogenation catalyst improves the phenolic carbon yield.

〔実施例9〕
水素化反応時間を120minとした以外は、実施例1と同じ方法でリグニンの水素化分解反応を行い、フェノール類炭素収率3.5%、置換基のないフェノール(石炭酸)の選択率100mol%を得た。
Example 9
The hydrogenolysis reaction of lignin was carried out in the same manner as in Example 1 except that the hydrogenation reaction time was 120 min. The phenol carbon yield was 3.5%, and the selectivity for phenol (coal acid) having no substituent was 100 mol%. Got.

〔実施例10〕
水素化反応時間を30minとした以外は、実施例1と同じ方法でリグニンの水素化分解反応を行い、フェノール類炭素収率4.9%、置換基のないフェノール(石炭酸)の選択率59.6mol%、o−クレゾール選択率3.3mol%、m−クレゾール選択率9.3mol%、カテコール選択率19.0mol%を得た。
Example 10
The lignin hydrocracking reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the hydrogenation reaction time was 30 min. The phenols carbon yield was 4.9%, and the selectivity for phenol (coal acid) with no substituent was 59. 6 mol%, o-cresol selectivity 3.3 mol%, m-cresol selectivity 9.3 mol%, and catechol selectivity 19.0 mol% were obtained.

以下の表3に竹リグンンを原料とする実施例1および実施例9、10の水素化分解反応時間の影響を示す。水素化分解時間を長くすると置換基のないフェノール(石炭酸)の選択率が向上する。
Table 3 below shows the influence of hydrocracking reaction time of Example 1 and Examples 9 and 10 using bamboo lignin as a raw material. Increasing the hydrocracking time improves the selectivity for phenol (coal acid) without substituents.

〔実施例11〕
アルカリ添加量を5重量%とした以外は、実施例1と同じ方法でリグニンの水素化分解反応を行い、フェノール類炭素収率32.3%、置換基のないフェノール(石炭酸)の選択率69.5mol%、o−クレゾール選択率5.9mol%、m−クレゾール選択率17.1mol%を得た
Example 11
The lignin hydrocracking reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the alkali addition amount was changed to 5% by weight. The phenol carbon yield was 32.3%, and the selectivity for phenol (coal acid) having no substituent was 69. 0.5 mol%, o-cresol selectivity 5.9 mol%, m-cresol selectivity 17.1 mol% were obtained.

以下の表4に竹リグンンを原料とする実施例1および実施例11のアルカリ濃度の影響を示す。
Table 4 below shows the influence of the alkali concentration of Example 1 and Example 11 using bamboo ligne as a raw material.

〔実施例12〕
水素化触媒の活性金属をPtとした以外は、実施例3と同じ方法でリグニンの水素化分解反応を行い、フェノール類炭素収率4.4%、置換基のないフェノール(石炭酸)の選択率80.0mol%、o−クレゾール選択率12.5mol%、m−クレゾール選択率3.2mol%を得た。
Example 12
The hydrogenolysis reaction of lignin was carried out in the same manner as in Example 3 except that the active metal of the hydrogenation catalyst was Pt. The phenol carbon yield was 4.4% and the selectivity for phenol (coal acid) having no substituents. 80.0 mol%, o-cresol selectivity 12.5 mol%, m-cresol selectivity 3.2 mol% were obtained.

〔比較例1〕
水素化触媒の活性金属をRuとした以外は、実施例3と同じ方法でリグニンの水素化分解反応を行ったが、ほぼ全量ガス化されてしまい、フェノール類炭素収率は0%となった。
[Comparative Example 1]
The lignin hydrocracking reaction was performed in the same manner as in Example 3 except that the active metal of the hydrogenation catalyst was Ru. However, almost all of the lignin was gasified, and the phenolic carbon yield was 0%. .

以下の表5に竹リグンンを実施例3および実施例12、比較例1の触媒金属種の影響を示す。触媒金属がRuの場合は、リグニンがガス化されてしまいフェノール類は得られない。
Table 5 below shows the influence of the catalyst metal species of Example 3 and Example 12 and Comparative Example 1 on bamboo ligne. When the catalyst metal is Ru, lignin is gasified and phenols cannot be obtained.

〔実施例13〕
リグニン原料を試薬リグニン(東京化成工業株式会社より購入)とした以外は、実施例3と同じ方法でリグニンの水素化分解反応を行い、フェノール類炭素収率3.0%、置換基のないフェノール(石炭酸)の選択率54.8mol%、o−クレゾール選択率3.9mol%、m−クレゾール選択率14.3mol%、カテコール選択率27.0mol%を得た。
Example 13
A lignin hydrocracking reaction was performed in the same manner as in Example 3 except that the lignin raw material was the reagent lignin (purchased from Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.). (Carboxylic acid) selectivity 54.8 mol%, o-cresol selectivity 3.9 mol%, m-cresol selectivity 14.3 mol%, catechol selectivity 27.0 mol% were obtained.

以下の表6に実施例3および実施例13のリグニン原料種の影響を示す。触媒金属がRuの場合は、リグニンがガス化されてしまいフェノール類は得られない。試薬リグニンは竹リグニンに対してフェノール類炭素化収率および置換基のないフェノールの選択率が悪くなっている。
Table 6 below shows the influence of the lignin raw material species of Example 3 and Example 13. When the catalyst metal is Ru, lignin is gasified and phenols cannot be obtained. Reagent lignin is poor in phenolic carbonization yield and selectivity for phenols without substituents over bamboo lignin.

利用価値の高い置換基のないフェノール(石炭酸)、メチルフェノール(クレゾール)、ジメチルフェノール(キシレノール)、メトキシフェノール(グアイヤコール)を主成分とするフェノール類モノマーが高収率で得られるため、既存の石油化学プロセスに代替するフェノール類製造プロセスとして期待できる。
High-yield phenolic monomers based on phenol (coal acid), methylphenol (cresol), dimethylphenol (xylenol), and methoxyphenol (guaiacol), which have high substituents, can be obtained in high yields. It can be expected as a phenol production process that replaces chemical processes.

Claims (8)

リグニンを主成分とするバイオマス溶液あるいはスラリー液を水素分圧が0.0MPaG〜10MPaGの範囲で、反応温度が100℃〜400℃で水素化反応させ、リグニン成分から置換基のないフェノール(石炭酸)を50mol%以上含有するフェノール類モノマーを得ることを特徴とするリグニン含有バイオマスからフェノール類の製造方法。 Phenol (carcoic acid) having no substituent from the lignin component by hydrogenating a biomass solution or slurry containing lignin as a main component at a hydrogen partial pressure of 0.0 MPaG to 10 MPaG and a reaction temperature of 100 ° C to 400 ° C. A method for producing phenols from lignin-containing biomass, wherein a phenol monomer containing 50 mol% or more is obtained. リグニン成分から得られるフェノール類モノマーが、置換基のないフェノール(石炭酸)以外にo−メチルフェノール(o−クレゾール)、m−メチルフェノール(m−クレゾール)及びカテコールのいずれか1つ以上を含むことを特徴とする請求項1記載のフェノール類の製造方法。 The phenolic monomer obtained from the lignin component contains at least one of o-methylphenol (o-cresol), m-methylphenol (m-cresol), and catechol in addition to phenol (carcoic acid) having no substituent. The method for producing a phenol according to claim 1. リグニンを主成分とするバイオマスが、木質、草本、リグニン副生品及び廃棄物系バイオマスのいずれか1つ以上であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のフェノール類の製造方法。 The method for producing phenols according to claim 1 or 2, wherein the biomass containing lignin as a main component is any one or more of woody materials, herbs, lignin by-products and waste biomass. 前記草本が、竹、ネピアグラス、稲わら、麦わら及びサトウキビバガスのいずれか1つ以上であることを特徴とする請求項3に記載のフェノール類の製造方法。 The said herbaceous material is any one or more of bamboo, napier grass, rice straw, wheat straw, and sugarcane bagasse, The manufacturing method of the phenols of Claim 3 characterized by the above-mentioned. 前記リグニン副生品が、熱水抽出リグニン、希硫酸抽出リグニン、ソーダパルプリグニン、サルファイトパルプリグニン、クラフトパルプリグニンのいずれか1つ以上であることを特徴とする請求項3に記載のフェノール類の製造方法。 The phenols according to claim 3, wherein the lignin by-product is one or more of hot water extraction lignin, dilute sulfuric acid extraction lignin, soda pulp lignin, sulfite pulp lignin, and kraft pulp lignin. Manufacturing method. 前記バイオマス溶液あるいはスラリー液を連続的に供給することを特徴とする請求項1〜5いずれかに記載のフェノール類の製造方法。 The said biomass solution or slurry liquid is supplied continuously, The manufacturing method of the phenols in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. 前記バイオマス溶液あるいはスラリー液にパラジウム、白金、ニッケルのいずれか1つ以上含む水素化触媒を含むことを特徴とする請求項1〜6いずれかに記載のフェノール類の製造方法。 The method for producing phenols according to any one of claims 1 to 6, wherein the biomass solution or slurry solution contains a hydrogenation catalyst containing at least one of palladium, platinum, and nickel. 前記バイオマス溶液あるいはスラリー液が強アルカリ性であることを特徴とする請求項1〜7いずれかに記載のフェノール類の製造方法。
The method for producing phenols according to any one of claims 1 to 7, wherein the biomass solution or slurry is strongly alkaline.
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