RU2604726C2 - Production of organic materials using oxidative hydrothermal dissolution method - Google Patents

Production of organic materials using oxidative hydrothermal dissolution method Download PDF

Info

Publication number
RU2604726C2
RU2604726C2 RU2013157530/04A RU2013157530A RU2604726C2 RU 2604726 C2 RU2604726 C2 RU 2604726C2 RU 2013157530/04 A RU2013157530/04 A RU 2013157530/04A RU 2013157530 A RU2013157530 A RU 2013157530A RU 2604726 C2 RU2604726 C2 RU 2604726C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ogr
organic
composite material
oxidizing agent
products
Prior art date
Application number
RU2013157530/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013157530A (en
Inventor
Кеннет Б. АНДЕРСОН
Джон С. КРЕЛЛИНГ
Уилльям В. ХАДЖЕТТ
Дерек М. ПЕРРИ
Original Assignee
Саутерн Иллинойс Юниверсити Карбондейл
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Саутерн Иллинойс Юниверсити Карбондейл filed Critical Саутерн Иллинойс Юниверсити Карбондейл
Publication of RU2013157530A publication Critical patent/RU2013157530A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2604726C2 publication Critical patent/RU2604726C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07BGENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B63/00Purification; Separation; Stabilisation; Use of additives
    • C07B63/02Purification; Separation; Stabilisation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/66Esters of carboxylic acids having esterified carboxylic groups bound to acyclic carbon atoms and having any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, acyloxy, groups, groups, or in the acid moiety
    • C07C69/73Esters of carboxylic acids having esterified carboxylic groups bound to acyclic carbon atoms and having any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, acyloxy, groups, groups, or in the acid moiety of unsaturated acids
    • C07C69/734Ethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/76Esters of carboxylic acids having a carboxyl group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C69/78Benzoic acid esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/76Esters of carboxylic acids having a carboxyl group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C69/84Esters of carboxylic acids having a carboxyl group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring of monocyclic hydroxy carboxylic acids, the hydroxy groups and the carboxyl groups of which are bound to carbon atoms of a six-membered aromatic ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D307/34Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D307/56Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D307/68Carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D333/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D333/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D333/04Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings not substituted on the ring sulphur atom
    • C07D333/26Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings not substituted on the ring sulphur atom with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D333/38Carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals
    • C07D333/40Thiophene-2-carboxylic acid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07HSUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H1/00Processes for the preparation of sugar derivatives
    • C07H1/06Separation; Purification
    • C07H1/08Separation; Purification from natural products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/006Combinations of processes provided in groups C10G1/02 - C10G1/08
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/02Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by distillation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/04Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by extraction
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/04Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by extraction
    • C10G1/047Hot water or cold water extraction processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/02Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/32Liquid carbonaceous fuels consisting of coal-oil suspensions or aqueous emulsions or oil emulsions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10Feedstock materials
    • C10G2300/1011Biomass
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Compounds Of Unknown Constitution (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: ecology; technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to environmentally friendly methods of organic substances production, such as oil substances and aromatic acids, phenols and aliphatic polycarbonate acids using hydro-thermic oxidative dissolution process (PER). Method of solid organic substance solubilizing contained in composite material containing organic solid substance and inorganic matrix includes: bringing said composite material in contact with oxidizing agent in superheated water to form aqueous mixture, containing at least one solubilized organic dissolved substance, wherein composite material is selected from group consisting of tar sand, carbonaceous oil shale and any mixture thereof.
EFFECT: disclosed is environmentally safe method of organic substances production.
16 cl, 31 dwg, 5 tbl, 7 ex

Description

[0001] Настоящий документ относится к способам получения органических материалов и, в частности, к способам получения нефтяных материалов и органических соединений, таких как ароматические кислоты, фенолы и алифатические поликарбоновые кислоты, с использованием способа окислительного гидротермического растворения (ОГР).[0001] This document relates to methods for producing organic materials and, in particular, to methods for producing petroleum materials and organic compounds, such as aromatic acids, phenols and aliphatic polycarboxylic acids, using the method of oxidative hydrothermal dissolution (OGR).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

[0002] Большинство сырьевых материалов, используемых в химической промышленности для производства полимеров и для других целей, как правило, получают из нефтяных источников. Стоимость и доступность этих сырьевых материалов в значительной степени зависят от имеющихся запасов нефти, которые, в целом, в течение примерно последнего десятилетия сократились из-за всплеска мирового объема производства и растущего глобального спроса. Поскольку мировые запасы нефти представляют собой невозобновляемый источник, то доступность нефти и сырьевых материалов, получаемых из нефти, в будущем не улучшится.[0002] Most of the raw materials used in the chemical industry for the production of polymers and for other purposes are typically obtained from petroleum sources. The cost and availability of these raw materials is largely dependent on available oil reserves, which have generally declined over the past decade due to a surge in global production and growing global demand. Since global oil reserves are a non-renewable source, the availability of oil and raw materials derived from oil will not improve in the future.

[0003] Поскольку извлекаемые запасы обычной нефти становятся все более дефицитными и дорогостоящими для добычи, увеличивается интерес к извлечению запасов тяжелой нефти, таких как битуминозные пески (известные также как нефтеносные пески и/или гудронные пески). По некоторым оценкам, количество нефти в известных месторождениях битуминозных песков может быть больше, чем все оставшиеся мировые запасы обычной нефти, и по меньшей мере составляет величину того же порядка, что и все оставшиеся мировые запасы обычной нефти. Однако добыча из этих источников является трудной и влечет за собой ряд нежелательных последствий для окружающей среды.[0003] As recoverable reserves of conventional oil are becoming increasingly scarce and costly to produce, there is increasing interest in recovering stocks of heavy oil such as tar sands (also known as oil sands and / or tar sands). According to some estimates, the amount of oil in known tar sands deposits may be greater than all the remaining world reserves of ordinary oil, and at least amounts to the same order as all the remaining world reserves of ordinary oil. However, extraction from these sources is difficult and entails a number of undesirable consequences for the environment.

[0004] Способ окислительного гидротермического растворения (ОГР) представляет собой экологичную технологию, в которой макромолекулярные органические материалы разрушают с использованием способа окислительного расщепления связей, в результате чего образуются органические соединения, такие как низкомолекулярные ароматические и алифатические кислоты, фенолы и другие продукты. В настоящей заявке описаны способы применения технологии ОГР для разрушения макромолекулярных и гетерогенных материалов, таких как битуминозные пески, каменный уголь, лигноцеллюлозная биомасса и кероген, с образованием определенных продуктов, которые в настоящее время используются или потенциально применимы в химической промышленности, а также других продуктов.[0004] The method of oxidative hydrothermal dissolution (OGR) is an environmentally friendly technology in which macromolecular organic materials are destroyed using an oxidative cleavage method, resulting in the formation of organic compounds such as low molecular weight aromatic and aliphatic acids, phenols and other products. This application describes methods of applying OGR technology for the destruction of macromolecular and heterogeneous materials, such as tar sands, coal, lignocellulosic biomass and kerogen, with the formation of certain products that are currently used or potentially applicable in the chemical industry, as well as other products.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕSHORT DESCRIPTION

[0005] В одном варианте реализации процесс солюбилизации органического твердого вещества, содержащегося в композитном материале, содержащем органическое твердое вещество и неорганическую матрицу, может включать приведение в контакт указанного композитного материала с окислителем в перегретой воде, с образованием водной смеси, содержащей по меньшей мере одно солюбилизированное органическое растворенное вещество.[0005] In one embodiment, the process of solubilizing an organic solid contained in a composite material containing an organic solid and an inorganic matrix may include contacting said composite material with an oxidizing agent in superheated water to form an aqueous mixture containing at least one solubilized organic solute.

[0006] В некоторых вариантах реализации процесс может дополнительно включать распыление композитного материала и смешивание распыленного композитного материала с водой с образованием взвеси, перед приведением композитного материала в контакт с окислителем в перегретой воде.[0006] In some embodiments, the process may further include spraying the composite material and mixing the atomized composite material with water to form a suspension, before bringing the composite material into contact with the oxidizing agent in superheated water.

[0007] В некоторых вариантах реализации окислитель представляет собой молекулярный кислород (О2), при этом молекулярный кислород доставляют любым известным способом доставки, получения или выделения молекулярного кислорода из любой известной смеси в любой форме. Неограничивающие примеры способов обеспечения доставки молекулярного кислорода включают: in situ разложение перекиси водорода; фракционную перегонку сжиженного воздуха; электролиз воды; доставку из места хранения кислорода; мембранное выделение из воздуха и любые их комбинации.[0007] In some embodiments, the oxidizing agent is molecular oxygen (O 2 ), wherein molecular oxygen is delivered by any known method of delivery, production, or isolation of molecular oxygen from any known mixture in any form. Non-limiting examples of methods for providing molecular oxygen delivery include: in situ decomposition of hydrogen peroxide; fractional distillation of liquefied air; electrolysis of water; delivery from a place of storage of oxygen; membrane release from the air and any combination thereof.

[0008] В некоторых вариантах реализации композитный материал может быть выбран из группы, состоящей из угля, битуминозного песка, углистого сланца и любой их комбинации.[0008] In some embodiments, the composite material may be selected from the group consisting of coal, tar sand, carbonaceous shale, and any combination thereof.

[0009] В некоторых вариантах реализации композитный материал может быть приведен в контакт с окислителем в перегретой воде в реакторе, при этом указанный композитный материал, окислитель и перегретую воду удерживают не в газообразной фазе для замедления образования в реакторе свободного пространства над жидкостью.[0009] In some embodiments, the composite material may be brought into contact with the oxidizing agent in superheated water in the reactor, wherein said composite material, oxidizing agent and superheated water are not held in the gaseous phase to slow the formation of free space above the liquid in the reactor.

[0010] В некоторых вариантах реализации процесс может дополнительно включать охлаждение водной смеси до температуры приблизительно 20°С.[0010] In some embodiments, the process may further include cooling the aqueous mixture to a temperature of about 20 ° C.

[0011] Дополнительные предметы, преимущества и новые особенности изложены далее в представленном ниже описании, или они станут понятными специалистам в данной области при изучении графических материалов и следующего подробного описания.[0011] Additional objects, advantages and new features are set forth further in the description below, or they will become clear to experts in this field when studying graphic materials and the following detailed description.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВBRIEF DESCRIPTION OF GRAPHIC MATERIALS

[0012] Следующие фигуры иллюстрируют различные аспекты процесса производства органических материалов с использованием способа окислительного гидротермического растворения.[0012] The following figures illustrate various aspects of an organic material production process using an oxidative hydrothermal dissolution process.

[0013] Фигура 1 представляет собой схему процесса окислительного гидротермического растворения (ОГР);[0013] Figure 1 is a diagram of a process of oxidative hydrothermal dissolution (OGR);

[0014] Фигура 2 представляет собой схематическое изображение полунепрерывной микрореакторной системы, использованной для испытания и оценки процесса ОГР;[0014] Figure 2 is a schematic representation of a semi-continuous microreactor system used to test and evaluate the OGR process;

[0015] Фигура 3 представляет собой схематическое изображение непрерывной микрореакторной системы, использованной для испытания и оценки процесса ОГР;[0015] Figure 3 is a schematic representation of a continuous microreactor system used to test and evaluate the OGR process;

[0016] Фигура 4 представляет собой диаграмму сравнения содержания углерода, оставшегося после переработки битуминозного песка с использованием трех способов извлечения углерода;[0016] Figure 4 is a comparison chart of the carbon content remaining after processing tar tar using three carbon recovery methods;

[0017] Фигура 5 представляет собой фотографии образцов битуминозного песка до и после переработки с использованием трех способов извлечения углерода;[0017] Figure 5 is a photograph of tar sand samples before and after processing using three carbon recovery methods;

[0018] Фигура 6 представляет собой диаграмму, суммирующую результаты анализа ГХ-МС органических продуктов, извлеченных из битуминозного песка с использованием способа ОГР и экстракции растворителем раствора ОГР с использованием метиленхлорида;[0018] Figure 6 is a diagram summarizing the results of an GC-MS analysis of organic products recovered from tar sand using an OGR method and solvent extraction of an OGR solution using methylene chloride;

[0019] Фигура 7 представляет собой диаграмму, суммирующую результаты анализа ГХ-МС органических продуктов, извлеченных из битуминозного песка с использованием способа ОГР и экстракции растворителем раствора ОГР с использованием этилацетата;[0019] Figure 7 is a diagram summarizing the results of an GC-MS analysis of organic products recovered from tar sand using the OGR method and solvent extraction of the OGR solution using ethyl acetate;

[0020] Фигура 8 представляет собой диаграмму, суммирующую результаты анализа ГХ-МС органических продуктов, извлеченных из битуминозного песка с использованием способа ОГР и испарительного удаления воды из раствора ОГР;[0020] Figure 8 is a diagram summarizing the results of an GC-MS analysis of organic products recovered from tar sand using the OGR method and the evaporative removal of water from the OGR solution;

[0021] Фигура 9 представляет собой диаграмму, суммирующую результаты анализа ГХ-МС органических продуктов, извлеченных из битуминозного песка с использованием экстракции растворителем с метиленхлоридом;[0021] Figure 9 is a diagram summarizing the results of an GC-MS analysis of organic products recovered from tar sand using solvent extraction with methylene chloride;

[0022] Фигура 10 представляет собой диаграмму, суммирующую результаты анализа ГХ-МС органических продуктов, извлеченных из битуминозного песка с использованием пиролиза;[0022] Figure 10 is a diagram summarizing the results of an GC-MS analysis of organic products recovered from tar sand using pyrolysis;

[0023] Фигура 11 представляет собой общую ионную хроматограмму, иллюстрирующую распределение продуктов, наблюдаемое при анализе пиролизом-ГХ-МС органических продуктов, извлеченных из иллинойского угля с использованием способа ОГР;[0023] Figure 11 is a general ion chromatogram illustrating the distribution of products observed by pyrolysis-GC-MS analysis of organic products recovered from Illinois coal using the OGR method;

[0024] Фигура 12 представляет собой многоионную хроматограмму, иллюстрирующую распределение основных алифатических продуктов, наблюдаемое при анализе пиролизом-ГХ-МС органических продуктов, извлеченных из иллинойского угля с использованием способа ОГР;[0024] Figure 12 is a multi-ion chromatogram illustrating the distribution of major aliphatic products observed by pyrolysis-GC-MS analysis of organic products recovered from Illinois coal using the OGR method;

[0025] Фигура 13 представляет собой многоионную хроматограмму, иллюстрирующую распределение бензойной кислоты и моно-метокси-бензойных кислот, наблюдаемое при анализе пиролизом-ГХ-МС органических продуктов, извлеченных из иллинойского угля с использованием способа ОГР;[0025] Figure 13 is a multi-ion chromatogram illustrating the distribution of benzoic acid and monomethoxy benzoic acids observed by pyrolysis-GC-MS analysis of organic products extracted from Illinois coal using the OGR method;

[0026] Фигура 14 представляет собой одноионную хроматограмму, иллюстрирующую распределение бензол-дикарбоновых кислот, наблюдаемое при анализе пиролизом-ГХ-МС органических продуктов, извлеченных из иллинойского угля с использованием способа ОГР;[0026] Figure 14 is a single-ion chromatogram illustrating the distribution of benzene-dicarboxylic acids observed by pyrolysis-GC-MS analysis of organic products recovered from Illinois coal using the OGR method;

[0027] Фигура 15 представляет собой многоионную хроматограмму, иллюстрирующую распределение тиофенкарбоксилатов и дикарбоксилатов, наблюдаемое при анализе пиролизом-ГХ-МС органических продуктов, извлеченных из иллинойского угля с использованием способа ОГР;[0027] Figure 15 is a multi-ion chromatogram illustrating the distribution of thiophenecarboxylates and dicarboxylates observed by pyrolysis-GC-MS analysis of organic products recovered from Illinois coal using the OGR method;

[0028] Фигура 16 представляет собой одноионную хроматограмму, иллюстрирующую распределение диметокси-бензолов и диметокси-бензойных кислот, наблюдаемое при анализе пиролизом-ГХ-МС органических продуктов, извлеченных из иллинойского угля с использованием способа ОГР;[0028] Figure 16 is a single-ion chromatogram illustrating the distribution of dimethoxy benzenes and dimethoxy benzoic acids observed by pyrolysis-GC-MS analysis of organic products recovered from Illinois coal using the OGR method;

[0029] Фигура 17 представляет собой одноионную хроматограмму, иллюстрирующую распределение бензол-трикарбоновых кислот, наблюдаемое при анализе пиролизом-ГХ-МС органических продуктов, извлеченных из иллинойского угля с использованием способа ОГР;[0029] Figure 17 is a single-ion chromatogram illustrating the distribution of benzene-tricarboxylic acids observed by pyrolysis-GC-MS analysis of organic products recovered from Illinois coal using the OGR method;

[0030] Фигура 18 представляет собой одноионную хроматограмму, иллюстрирующую распределение диметокси-бензол-дикарбоновых кислот, наблюдаемое при анализе пиролизом-ГХ-МС органических продуктов, извлеченных из иллинойского угля с использованием способа ОГР;[0030] Figure 18 is a single-ion chromatogram illustrating the distribution of dimethoxy-benzene-dicarboxylic acids observed by pyrolysis-GC-MS analysis of organic products recovered from Illinois coal using the OGR method;

[0031] Фигура 19 представляет собой многоионную хроматограмму, иллюстрирующую распределение монометокси-бензол-дикарбоновых кислот и неопределенных аналогов, наблюдаемое при анализе пиролизом-ГХ-МС органических продуктов, извлеченных из иллинойского угля с использованием способа ОГР;[0031] Figure 19 is a multi-ion chromatogram illustrating the distribution of monomethoxy-benzene-dicarboxylic acids and undefined analogues observed by pyrolysis-GC-MS analysis of organic products extracted from Illinois coal using the OGR method;

[0032] Фигура 20 представляет собой одноионную хроматограмму, иллюстрирующую распределение бензол-тетракарбоновых кислот, наблюдаемое при анализе пиролизом-ГХ-МС органических продуктов, извлеченных из иллинойского угля с использованием способа ОГР;[0032] Figure 20 is a single-ion chromatogram illustrating the distribution of benzene-tetracarboxylic acids observed by pyrolysis-GC-MS analysis of organic products recovered from Illinois coal using the OGR method;

[0033] Фигура 21 представляет собой многоионную хроматограмму, иллюстрирующую распределение триметокси-бензолов и фуран-дикарбоновых кислот, наблюдаемое при анализе пиролизом-ГХ-МС органических продуктов, извлеченных из иллинойского угля с использованием способа ОГР;[0033] Figure 21 is a multi-ion chromatogram illustrating the distribution of trimethoxybenzenes and furan-dicarboxylic acids observed by pyrolysis-GC-MS analysis of organic products recovered from Illinois coal using the OGR method;

[0034] Фигура 22 представляет собой общую ионную хроматограмму, иллюстрирующую распределение продуктов, наблюдаемое при анализе пиролизом-ГХ-МС органических продуктов, извлеченных из лигнина древесины мягких (хвойных) пород с использованием способа ОГР;[0034] Figure 22 is a general ion chromatogram illustrating the distribution of products observed by pyrolysis-GC-MS analysis of organic products extracted from softwood (lignin) wood using the OGR method;

[0035] Фигура 23 представляет собой общую ионную хроматограмму, иллюстрирующую распределение продуктов, наблюдаемое при анализе пиролизом-ГХ-МС органических продуктов, извлеченных из бамбука с использованием способа ОГР;[0035] Figure 23 is a general ion chromatogram illustrating the distribution of products observed by pyrolysis-GC-MS analysis of organic products extracted from bamboo using the OGR method;

[0036] Фигура 24 представляет собой общую ионную хроматограмму, иллюстрирующую распределение продуктов, наблюдаемое при анализе пиролизом-ГХ-МС органических продуктов, извлеченных из углистого сланца с использованием способа ОГР;[0036] Figure 24 is a general ion chromatogram illustrating the distribution of products observed by pyrolysis-GC-MS analysis of organic products extracted from carbonaceous shale using the OGR method;

[0037] Фигура 25 представляет собой общую ионную хроматограмму, иллюстрирующую распределение продуктов, наблюдаемое при анализе пиролизом-ГХ-МС органических продуктов, извлеченных из багассы сахарного тростника с использованием способа ОГР;[0037] Figure 25 is a general ion chromatogram illustrating the distribution of products observed by pyrolysis-GC-MS analysis of organic products extracted from bagasse of sugarcane using the OGR method;

[0038] Фигура 26 представляет собой диаграмму, суммирующую результаты анализа ГХ-МС органических продуктов, извлеченных из битуминозного песка с использованием способа ОГР и испарительного удаления воды из раствора ОГР;[0038] Figure 26 is a diagram summarizing the results of an GC-MS analysis of organic products recovered from tar sand using the OGR method and the evaporative removal of water from the OGR solution;

[0039] Фигура 27 представляет собой диаграмму, суммирующую результаты анализа ГХ-МС органических продуктов, извлеченных из битуминозного песка с использованием способа ОГР и экстракции раствора ОГР растворителем, с использованием этилацетата;[0039] Figure 27 is a diagram summarizing the results of an GC-MS analysis of organic products recovered from tar sand using an OGR method and extracting the OGR solution with a solvent using ethyl acetate;

[0040] Фигура 28 представляет собой диаграмму, суммирующую результаты анализа ГХ-МС органических продуктов, извлеченных из битуминозного песка с использованием пиролиза;[0040] Figure 28 is a diagram summarizing the results of an GC-MS analysis of organic products recovered from tar sand using pyrolysis;

[0041] Фигура 29 представляет собой диаграмму, суммирующую результаты анализа ГХ-МС органических продуктов, извлеченных из битуминозного песка с использованием способа ОГР и испарительного удаления воды из раствора ОГР;[0041] Figure 29 is a diagram summarizing the results of an GC-MS analysis of organic products recovered from tar sand using the OGR method and the evaporative removal of water from the OGR solution;

[0042] Фигура 30 представляет собой диаграмму, суммирующую результаты анализа ГХ-МС органических продуктов, извлеченных из битуминозного песка с использованием способа ОГР и экстракции раствора ОГР растворителем, с использованием этилацетата; и[0042] Figure 30 is a diagram summarizing the results of an GC-MS analysis of organic products recovered from tar sand using an OGR method and extracting the OGR solution with a solvent using ethyl acetate; and

[0043] Фигура 31 представляет собой диаграмму, суммирующую результаты анализа ГХ-МС органических продуктов, извлеченных из битуминозного песка с использованием пиролиза.[0043] Figure 31 is a diagram summarizing the results of an GC-MS analysis of organic products recovered from tar sand using pyrolysis.

[0044] Соответствующие условные обозначения указывают соответствующие элементы в различных проекциях указанных чертежей. Заголовки, используемые на фигурах, не следует толковать как ограничение рамок формулы изобретения.[0044] Corresponding conventions indicate corresponding elements in various projections of said drawings. The headings used in the figures should not be construed as limiting the scope of the claims.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION

[0045] Настоящее изобретение относится, в основном, к способам производства водорастворимых продуктов из твердых органических веществ с использованием способа окислительного гидротермического растворения (ОГР). Некоторые аспекты способа ОГР подробно описаны в заявке РСТ номер PCT/US 10/23886, которая включена в настоящий документ в полном объеме.[0045] The present invention relates generally to methods for producing water-soluble products from solid organic substances using an oxidative hydrothermal dissolution (OGR) process. Some aspects of the OGR method are described in detail in PCT application number PCT / US 10/23886, which is incorporated herein in its entirety.

[0046] Как описано в настоящем документе, термин «биомасса» может включать, но не ограничиваясь этим, материалы, содержащие целлюлозу, гемицеллюлозу, лигнин, белок и углеводы, такие как крахмалы и сахара, деревья, кустарники и травы, кукурузу и листовую обвертку кукурузы, бытовые твердые отходы, включая материалы, которые относятся к отходам, обычно выбрасываемым владельцами жилых квартир, торговыми учреждениями и промышленностью, биомассу, богатую на крахмал, включая крахмал, сахар или белок, такую как кукуруза, зерновые культуры, фрукты и овощи, ветки, кустарники, тростник, энергетические сельскохозяйственные культуры, лес, фрукты, цветы, зерновые культуры, травы, травянистые культуры, листья, кору, иголки, бревна, корни, побеги, древесные культуры с коротким циклом оборота, кусты, просо, деревья, овощи, виноградную лозу, твердые и мягкие сорта древесины, материалы органических отходов, образованные в сельскохозяйственных процессах, включая создание каркасных конструкций и лесоводческую деятельность, такие как лесоводческие отходы древесины, первичную биомассу и/или непервичную биомассу, включая сельскохозяйственную биомассу, промышленные органические вещества, обломки при строительстве или сносе, бумагу, картон, отходы древесины, древесные опилки и пластики.[0046] As described herein, the term "biomass" may include, but is not limited to, materials containing cellulose, hemicellulose, lignin, protein and carbohydrates such as starches and sugars, trees, shrubs and herbs, corn and leaf wrap maize, municipal solid waste, including materials that are commonly disposed of by apartment owners, commercial establishments and industry, biomass rich in starch, including starch, sugar or protein, such as corn, crops, fruits and vegetables cabbage soup, branches, shrubs, reeds, energy crops, forest, fruits, flowers, crops, herbs, grasses, leaves, bark, needles, logs, roots, shoots, short-cycle wood crops, bushes, millet, trees , vegetables, vines, hard and soft woods, organic waste materials generated in agricultural processes, including frame construction and silvicultural activities such as silvicultural wood wastes, primary biomass and / or non-primary biomass, including agricultural biomass, industrial organic matter, debris during construction or demolition, paper, cardboard, wood waste, sawdust and plastics.

[0047] При использовании в настоящем документе, термин «водная смесь» означает гомогенную смесь одного или более веществ (растворенных веществ), молекулярно диспергированных в достаточном количестве растворяющей среды (растворителя). В некоторых вариантах реализации водная смесь имеет рН в диапазоне от 1 до 5. В некоторых вариантах реализации водная смесь содержит по меньшей мере 50%, предпочтительно 90%, еще предпочтительнее 95% органического твердого вещества из композитного материала.[0047] As used herein, the term "aqueous mixture" means a homogeneous mixture of one or more substances (solutes) molecularly dispersed in a sufficient amount of a solvent medium (solvent). In some embodiments, the aqueous mixture has a pH in the range of 1 to 5. In some embodiments, the aqueous mixture contains at least 50%, preferably 90%, even more preferably 95% of an organic solid from a composite material.

[0048] При использовании в настоящем документе, термин «композитный материал» означает комбинацию двух или более составных материалов с различными физическими или химическими свойствами, которые остаются изолированными и отдельными в конечной структуре. Например, композитный материал может содержать органическое твердое вещество и неорганическую матрицу.[0048] As used herein, the term "composite material" means a combination of two or more composite materials with different physical or chemical properties that remain isolated and separate in the final structure. For example, a composite material may contain an organic solid and an inorganic matrix.

I. Окислительное гидротермическое растворениеI. Oxidative hydrothermal dissolution

[0049] Способ ОГР включает приведение в контакт органического твердого вещества с окислителем в реакторе, содержащем перегретую воду, с образованием по меньшей мере одного солюбилизированного органического растворенного вещества. В этой реакции разрушается макромолекулярная структура органического твердого вещества, которое в противном случае не растворимо в воде, до фрагментов с более низким молекулярным весом. Эти фрагменты с более низким молекулярным весом растворимы в воде. Эти водорастворимые фрагменты упоминаются как растворенные органические твердые вещества, солюбилизированные органические вещества или солюбилизированные органические растворенные вещества. Солюбилизированные фрагменты могут быть затем использованы в качестве исходных материалов для различных химических процессов или в качестве жидкого топлива. В одном аспекте, если солюбилизированные фрагменты представляют собой растворенные углеводы, такие как низкомолекулярные сахара или окисленные низкомолекулярные сахара, то эти растворенные углеводы могут быть ферментированы с образованием спиртов или использованы в других процессах для получения множества других продуктов.[0049] The OGR process involves contacting an organic solid with an oxidizing agent in a reactor containing superheated water to form at least one solubilized organic solute. In this reaction, the macromolecular structure of the organic solid, which is otherwise insoluble in water, is destroyed to fragments with a lower molecular weight. These fragments with a lower molecular weight are soluble in water. These water soluble fragments are referred to as dissolved organic solids, solubilized organic substances, or solubilized organic solutes. The solubilized fragments can then be used as starting materials for various chemical processes or as liquid fuel. In one aspect, if the solubilized fragments are dissolved carbohydrates, such as low molecular weight sugars or oxidized low molecular weight sugars, these dissolved carbohydrates can be fermented to form alcohols or used in other processes to produce many other products.

[0050] Неограничивающие примеры органических твердых веществ, применимых для переработки способом ОГР, включают уголь, битуминозный песок, лигнит, кероген, биомассу и твердые органические отходы. Биомасса, как описано в настоящем документе, относится к биологическому материалу, полученному из живых организмов, и включает, например, растительные материалы, такие как древесина, трава или зерновые культуры. Например, твердые органические отходы могут быть пластиковыми отходами. Уголь, например, имеет сложную, высокомолекулярную структуру, построенную из множества поперечно сшитых ароматических и алифатических субструктур. Предполагается, что уголь не растворим в воде, в основном, из-за высокой степени поперечного сшивания между различными частями этой структуры. Разрыв сшивающих структурных элементов в органических твердых веществах разрушает эту структуру на более мелкие субструктурные единицы. Например, с использованием способов ОГР уголь может быть превращен в новый продукт с модифицированными физическими свойствами. Кроме того, способ ОГР может быть использован для превращения биомассы в растворимые органические вещества. Например, биомасса, содержащая целлюлозу, гемицеллюлозу и/или лигнины, может быть превращена в растворенные низкомолекулярные сахара или окисленные низкомолекулярные сахара, или другие продукты.[0050] Non-limiting examples of organic solids suitable for processing by the OGR method include coal, tar sand, lignite, kerogen, biomass, and solid organic waste. Biomass, as described herein, refers to biological material obtained from living organisms, and includes, for example, plant materials such as wood, grass, or crops. For example, solid organic waste can be plastic waste. Coal, for example, has a complex, high molecular weight structure built from a variety of cross-linked aromatic and aliphatic substructures. It is assumed that coal is insoluble in water, mainly due to the high degree of cross-linking between different parts of this structure. The rupture of the crosslinking structural elements in organic solids destroys this structure into smaller substructural units. For example, using OGR methods, coal can be converted into a new product with modified physical properties. In addition, the OGR method can be used to convert biomass to soluble organic matter. For example, biomass containing cellulose, hemicellulose and / or lignins can be converted into dissolved low molecular weight sugars or oxidized low molecular weight sugars, or other products.

[0051] Окислителем может быть любой окислитель, способный окислять органическое твердое вещество, включая, но не ограничиваясь этим, молекулярный кислород (О2). Применение молекулярного кислорода в качестве окислителя позволяет избежать использования экзотических окислителей, таких как перманганаты, хроматные оксиды или органические пероксиды, которые могут быть вредными для окружающей среды или дорогостоящими. Молекулярный кислород может быть доставлен любым известным способом доставки, получения или выделения молекулярного кислорода из любой известной смеси в любой форме. Неограничивающие примеры способов обеспечения доставки молекулярного кислорода включают: in situ разложение перекиси водорода; фракционную перегонку сжиженного воздуха; электролиз воды; доставку из места хранения кислорода; мембранное выделение из воздуха и любые их комбинации. Неограничивающие примеры соответствующих мест хранения кислорода включают кислородные баллоны под давлением. Добавление окислителя в перегретую воду повышает степень конверсии и общий процент конверсии органического твердого вещества в солюбилизированные продукты.[0051] The oxidizing agent may be any oxidizing agent capable of oxidizing an organic solid, including, but not limited to, molecular oxygen (O 2 ). The use of molecular oxygen as an oxidizing agent avoids the use of exotic oxidizing agents, such as permanganates, chromate oxides or organic peroxides, which can be harmful to the environment or expensive. Molecular oxygen can be delivered by any known method of delivery, production or isolation of molecular oxygen from any known mixture in any form. Non-limiting examples of methods for providing molecular oxygen delivery include: in situ decomposition of hydrogen peroxide; fractional distillation of liquefied air; electrolysis of water; delivery from a place of storage of oxygen; membrane release from the air and any combination thereof. Non-limiting examples of suitable oxygen storage locations include pressurized oxygen cylinders. The addition of an oxidizing agent to superheated water increases the degree of conversion and the overall conversion of the organic solid to solubilized products.

[0052] Реакционной средой в способе ОГР может быть перегретая вода, имеющая температуру приблизительно от 100°С приблизительно до 374°С. В других вариантах реализации перегретая вода может иметь температуру в диапазоне приблизительно от 200°С приблизительно до 350°С.[0052] The reaction medium in the OGR process may be superheated water having a temperature of from about 100 ° C to about 374 ° C. In other embodiments, superheated water may have a temperature in the range of from about 200 ° C to about 350 ° C.

[0053] Давление в реакторе может быть установлено так, чтобы оно было достаточным для поддержания воды в жидком состоянии (без потерь воды в газовую фазу). В одном варианте реализации давление может находиться в диапазоне приблизительно от 100 кПа (килопаскаль) приблизительно до 22 МПа (мегапаскаль). В других вариантах реализации давление может находиться в диапазоне приблизительно от 1,5 МПа приблизительно до 17 МПа и приблизительно от 12 МПа приблизительно до 16 МПа. Термины «гидротермическая вода» и «перегретая вода» могут быть использованы в настоящем описании взаимозаменяемо.[0053] The pressure in the reactor can be set so that it is sufficient to maintain water in a liquid state (without loss of water in the gas phase). In one embodiment, the pressure may range from about 100 kPa (kilopascal) to about 22 MPa (megapascal). In other embodiments, the pressure may range from about 1.5 MPa to about 17 MPa and from about 12 MPa to about 16 MPa. The terms "hydrothermal water" and "superheated water" may be used interchangeably herein.

[0054] Не ограничиваясь какой-либо конкретное теорией, предполагается, что реакция окисления представляет собой поверхностную реакцию между окислителем и поверхностью органического твердого вещества. Следовательно, поддержание достаточно высокого отношения площади поверхности к объему органического твердого вещества может увеличивать скорость реакции. Органическое твердое вещество может иметь частицы маленького размера для обеспечения более высокой площади поверхности на объем для реакции. Однако органическое твердое вещество может быть любого размера без ущерба для хода реакции. Реакция может начинаться на поверхности органического твердого вещества и проникать вглубь от поверхности до растворения твердого вещества или до прекращения реакции.[0054] Without being limited to any particular theory, it is contemplated that the oxidation reaction is a surface reaction between the oxidizing agent and the surface of an organic solid. Therefore, maintaining a sufficiently high ratio of surface area to volume of organic solid can increase the reaction rate. The organic solid may have small particles to provide a higher surface area per volume for the reaction. However, the organic solid can be of any size without affecting the course of the reaction. The reaction may begin on the surface of the organic solid and penetrate deeper from the surface until the solid dissolves or the reaction ceases.

[0055] Способ ОГР может включать также добавление в реакционную смесь других компонентов, включая, но не ограничиваясь этим, модификаторы рН, катализаторы, дополнительные растворители и любые их комбинации. Подразумевается, что эти добавки могут ускорять образование определенных заданных продуктов или минимизировать образование нежелательных продуктов.[0055] The OGR process may also include adding other components to the reaction mixture, including but not limited to pH modifiers, catalysts, additional solvents, and any combination thereof. It is understood that these additives can accelerate the formation of certain predetermined products or minimize the formation of undesirable products.

[0056] Процесс может необязательно дополнительно включать охлаждение солюбилизированного органического растворенного вещества. Одно преимущество охлаждения солюбилизированного органического растворенного вещества может заключаться в предотвращении дальнейшего окисления солюбилизированного органического растворенного вещества. Солюбилизированное органическое твердое вещество может быть охлаждено до комнатной температуры или приблизительно до 20°С. Однако последующая переработка, такая как перегонка, выпаривание или дальнейшая реакция растворенных органических веществ, может не требовать охлаждения, и охлаждение может быть нежелательным.[0056] The process may optionally further include cooling the solubilized organic solute. One advantage of cooling the solubilized organic solute may be to prevent further oxidation of the solubilized organic solute. The solubilized organic solid can be cooled to room temperature or to about 20 ° C. However, subsequent processing, such as distillation, evaporation or further reaction of dissolved organic substances, may not require cooling, and cooling may be undesirable.

[0057] Фигура 1 представляет собой схематическую диаграмму процесса ОГР 100. Органическое твердое вещество может быть загружено в реактор 200. Реактор 200 может быть реактором с восходящим потоком без газообразного пространства над жидкостью для увеличения эффективности способа ОГР. Перегретая вода может быть введена в реактор 200 через отверстие 102 до достижения равновесия. Окислитель, например молекулярный кислород, может быть введен в реактор 200 через отверстие 104. Молекулярный кислород может быть доставлен непосредственно из резервуара-хранилища, может быть выделен из окружающего воздуха, или молекулярный кислород может быть получен химическим способом, таким как термическое разложение перекиси водорода, перед добавлением в реактор 200. Отверстие 106 может быть использовано для введения любых других компонентов, добавляемых к реакционной смеси, включая, но не ограничиваясь этим, модификаторы рН, катализаторы или органические растворители. Солюбилизированное органическое растворенное вещество, полученное из органического твердого вещества, выходит из реактора 200 через отверстие 108 и может необязательно поступать в охладитель 300. Охлажденный вытекающий поток из отверстия 110 может быть проверен на наличие солюбилизированного органического растворенного вещества или может быть собран для дальнейшей переработки или анализа. Неограничивающие примеры соответствующих методик анализа для охлажденного вытекающего потока включают матричное фотодиодное обнаружение (МФО), ГХ-МС и любые их комбинации. Способ ОГР может быть осуществлен периодическим, полунепрерывным или непрерывным способом.[0057] Figure 1 is a schematic diagram of an OGR 100 process. Organic solid may be loaded into a reactor 200. The reactor 200 may be an upflow reactor without gaseous space above the liquid to increase the efficiency of the OGR method. Superheated water can be introduced into the reactor 200 through the opening 102 until equilibrium is reached. An oxidizing agent, for example molecular oxygen, can be introduced into the reactor 200 through the opening 104. Molecular oxygen can be delivered directly from the storage tank, can be extracted from ambient air, or molecular oxygen can be obtained chemically, such as thermal decomposition of hydrogen peroxide, before being added to reactor 200. Hole 106 may be used to introduce any other components added to the reaction mixture, including, but not limited to, pH modifiers, catalysis ry or organic solvents. The solubilized organic solute obtained from the organic solid exits the reactor 200 through an opening 108 and may optionally enter a cooler 300. The cooled effluent from the opening 110 may be checked for solubilized organic solute or may be collected for further processing or analysis . Non-limiting examples of suitable analysis techniques for chilled effluent include matrix photodiode detection (MFI), GC-MS, and any combination thereof. The OGR method can be carried out in a batch, semi-continuous or continuous manner.

[0058] Сырьевой продукт (раствор ОГР), полученный в результате переработки органического вещества с использованием способов ОГР, может быть водным раствором растворенных органических продуктов. В некоторых аспектах, в зависимости от конкретного переработанного органического вещества и условий процесса ОГР, раствор ОГР может быть прозрачным раствором и может не содержать суспендированных коллоидных твердых веществ. В других аспектах раствор ОГР может содержать суспендированные частицы. Неограничивающие примеры суспендированных частиц включают неорганические частицы, такие как неорганическая матрица, непрореагировавшие органические твердые вещества и любые их комбинации. Например, если условия процесса ОГР не приводят к полному превращению органических твердых веществ в солюбилизированные органические твердые вещества, то раствор ОГР может содержать суспендированные частицы непрореагировавшего органического твердого вещества; в этом примере процесс ОГР может включать слишком низкую концентрацию окислителя и/или слишком короткое время реакции.[0058] The raw material (OGR solution) obtained by processing organic matter using OGR methods may be an aqueous solution of dissolved organic products. In some aspects, depending on the particular processed organic matter and the conditions of the OGR process, the OGR solution may be a clear solution and may not contain suspended colloidal solids. In other aspects, the OGR solution may contain suspended particles. Non-limiting examples of suspended particles include inorganic particles, such as an inorganic matrix, unreacted organic solids, and any combination thereof. For example, if the OGR process does not completely convert the organic solids to solubilized organic solids, then the OGR solution may contain suspended particles of unreacted organic solid; in this example, the OGR process may include too low an oxidizing agent concentration and / or too short a reaction time.

[0059] Не ограничиваясь какой-либо конкретной теорией, образование продукта раствора ОГР не является результатом простого гидролиза. На основании предыдущих наблюдений (в настоящем документе не показаны) получение растворенного продукта напрямую связано с доставкой О2 и быстрым откликом реактора на доставку окислителя.[0059] Without being limited to any particular theory, the formation of a product of an OGR solution is not the result of simple hydrolysis. Based on previous observations (not shown in this document), the preparation of a dissolved product is directly related to the delivery of O 2 and the quick response of the reactor to the delivery of the oxidizing agent.

[0060] Способы ОГР могут быть использованы для широкого ряда органических материалов, включая, но не ограничиваясь этим, уголь, углистые сланцы, богатые органическими веществами карбонатные породы, битуминозные пески, лигноцеллюлозную и другую биомассу, как описано выше в настоящем документе, лигнит, битуминозный уголь, антрацит и древесный уголь. С использованием способа ОГР легко может быть достигнуто полное превращение органических материалов в растворимые продукты, хотя скорости реакций могут существенно варьироваться.[0060] OGR methods can be used for a wide range of organic materials, including, but not limited to coal, carbonaceous shales, organic matter-rich carbonate rocks, tar sands, lignocellulosic and other biomass, as described above, lignite, bituminous coal, anthracite and charcoal. Using the OGR method, complete conversion of organic materials to soluble products can easily be achieved, although reaction rates can vary significantly.

[0061] Скорость реакции может зависеть от размера частиц, температуры реакции, загрузки окислителя и скорости потока/времени контакта, а также от изменения выбора органического материала, используемого в качестве исходного субстрата. Как правило, реакция протекает в течение нескольких минут для полного растворения частиц битуминозного угля, имеющих размер частиц в диапазоне приблизительно от 60 меш до 20 меш. Как правило, материалы низкого класса реагируют быстрее, чем материалы высокого класса (предположительно за счет более поликонденсированной природы материалов высокого класса), а мацералы взаимодействуют в следующем порядке структур (от самого быстрого к самому медленному): липтинит>витринит>инертинит.[0061] The reaction rate may depend on the particle size, reaction temperature, oxidizer loading and flow rate / contact time, as well as a change in the choice of organic material used as the starting substrate. Typically, the reaction proceeds within a few minutes to completely dissolve the tar particles having a particle size in the range of about 60 mesh to about 20 mesh. As a rule, low-grade materials react faster than high-grade materials (presumably due to the more polycondensed nature of high-grade materials), and macerals interact in the following order of structures (from the fastest to the slowest): liptinite> vitrinite> inertinite.

[0062] Способ ОГР, вероятно, действует за счет окислительного расщепления подвижных структур, что приводит к разрушению макромолекулярной структуры в целом. По мере образования низкомолекулярных продуктов они растворяются в реакционной среде (воде), которая при гидротермических условиях действует как превосходный растворитель большинства органических соединений. Растворенные органические соединения выделяют из остаточного твердого вещества, воздействуя, таким образом, на свежую поверхность субстрата, для дальнейшей реакции с дополнительным количеством окислителя. Быстрое удаление воды и выделение полученного органического растворенного вещества или погашение предотвращает чрезмерное окисление растворенных органических веществ в продукте раствора ОГР.[0062] The OGR method is likely due to the oxidative cleavage of mobile structures, which leads to the destruction of the macromolecular structure as a whole. As low molecular weight products form, they dissolve in the reaction medium (water), which under hydrothermal conditions acts as an excellent solvent for most organic compounds. Dissolved organic compounds are isolated from the residual solid, thus acting on the fresh surface of the substrate, for further reaction with an additional amount of oxidizing agent. The rapid removal of water and the isolation of the resulting organic solute or the extinction prevents excessive oxidation of the dissolved organic substances in the product of the OGR solution.

[0063] Для большинства исходных твердых органических материалов, при оптимальных условиях реакции, выделяют приблизительно от 70% до 100% первоначального углерода в виде солюбилизированных продуктов. Также могут образовываться небольшие количества газообразных продуктов (СО и СО2). Газообразные оксиды N или S, как правило, не образуются. Неорганические N и S сохраняются в водной фазе в виде сульфата и нитрата, соответственно. Органический S по меньшей мере частично сохраняется в виде растворимых сероорганических соединений в продукте раствора ОГР.[0063] For most of the starting solid organic materials, under optimal reaction conditions, approximately 70% to 100% of the original carbon is released as solubilized products. Small amounts of gaseous products (CO and CO 2 ) may also form. Gaseous oxides of N or S, as a rule, are not formed. Inorganic N and S are stored in the aqueous phase as sulfate and nitrate, respectively. Organic S is at least partially retained as soluble organosulfur compounds in the product of the OGR solution.

[0064] Характеристика солюбилизированных продуктов показывает, что продукт раствора ОГР обычно состоит из умеренно сложных смесей низкомолекулярных органических веществ. Для битуминозного угля он состоит, в основном, из: (i) алифатических карбоновых кислот и двухосновных кислот от С1 приблизительно до С20; и (ii) моно-ароматических карбоновых кислот, поликислот и фенолов, включая метоксилированные аналоги. Уксусная кислота во многих случаях представляет собой единственный наиболее распространенный образовавшийся продукт, и на ее долю может приходиться приблизительно до 5% от первоначального продукта, в зависимости от исходного сырья, перерабатываемого способом ОГР. В одном варианте реализации одно или более конкретных органических соединений могут быть выделены или очищены из продукта раствора ОГР любым известным способом очистки, таким как фракционная перегонка и другие.[0064] The characterization of the solubilized products shows that the product of the OGR solution usually consists of moderately complex mixtures of low molecular weight organic substances. For bituminous coal, it consists mainly of: (i) aliphatic carboxylic acids and dibasic acids from C1 to about C20; and (ii) mono-aromatic carboxylic acids, polyacids and phenols, including methoxylated analogues. Acetic acid is in many cases the single most common product formed, and may account for up to about 5% of the original product, depending on the feedstock processed by the OGR process. In one embodiment, one or more specific organic compounds may be isolated or purified from the product of the OGR solution by any known purification method, such as fractional distillation and others.

[0065] Продукты ОГР, полученные из биомассы, представляют собой более простые смеси органических соединений, по сравнению с продуктами ОГР, полученными из углей. Неограничивающие примеры продуктов ОГР, полученных из биомассы, включают смеси низкомолекулярных сахаров, включая глюкозу, фруктозу, галактозу, сахарозу, мальтозу, лактозу, окисленных низкомолекулярных сахаров и любые их комбинации. Неограничивающие примеры окисленных низкомолекулярных сахаров включают кето-, альдо- и карбокси-производные любых из низкомолекулярных сахаров, описанных выше в настоящем документе. Не ограничиваясь какой-либо конкретной теорией, целлюлоза, гемицеллюлоза и другие макромолекулярные углеводы могут быть разрушены в процессе ОГР посредством гидролиза и окислительного расщепления с образованием этих продуктов. Другие конкретные смеси органических соединений, содержащихся в продуктах раствора ОГР, полученные в других аспектах из различных органических материалов, представлены в настоящем документе ниже, в Примерах.[0065] The OGR products obtained from biomass are simpler mixtures of organic compounds compared to the OGR products obtained from coal. Non-limiting examples of OGR products derived from biomass include mixtures of low molecular weight sugars, including glucose, fructose, galactose, sucrose, maltose, lactose, oxidized low molecular weight sugars, and any combination thereof. Non-limiting examples of oxidized low molecular weight sugars include keto, aldo, and carboxy derivatives of any of the low molecular weight sugars described above in this document. Not limited to any particular theory, cellulose, hemicellulose and other macromolecular carbohydrates can be destroyed during the OGR by hydrolysis and oxidative cleavage to form these products. Other specific mixtures of organic compounds contained in the products of the OGR solution obtained in other aspects from various organic materials are presented in the Examples below.

II. Аппараты для окислительного гидротермического растворенияII. Apparatus for oxidative hydrothermal dissolution

[0066] Вариант реализации полунепрерывного поточного аппарата ОГР схематически изображен на Фигуре 2. Органическое твердое вещество может быть загружено в реактор 6, а перегретая вода и окислитель могут быть введены в реактор 6 насосами 1 и 2. Если окислитель получают из перекиси водорода, то перекись водорода может разлагаться в нагревателе 3, а полученный молекулярный кислород и перегретая вода могут поступать в реактор через отверстия 4 и 5, соответственно. Дополнительные компоненты или вода могут быть введены в реактор 6 через отверстие 7. Реакция между органическим твердым веществом и окислителем происходит в реакторе 6, в результате чего образуется солюбилизированное органическое растворенное вещество, которое выходит из реактора 6 и необязательно поступает в охладитель 8. Исходящий поток может быть собран в емкости 9, а данные собираются детектором 10.[0066] An embodiment of a semicontinuous OGR flow apparatus is shown schematically in Figure 2. Organic solid can be charged into reactor 6, and superheated water and an oxidizing agent can be introduced into reactor 6 by pumps 1 and 2. If the oxidizing agent is obtained from hydrogen peroxide, then peroxide hydrogen can decompose in heater 3, and the resulting molecular oxygen and superheated water can enter the reactor through openings 4 and 5, respectively. Additional components or water can be introduced into the reactor 6 through the opening 7. The reaction between the organic solid and the oxidizing agent takes place in the reactor 6, resulting in the formation of a solubilized organic solute, which leaves the reactor 6 and optionally enters the cooler 8. The effluent may be collected in capacitance 9, and data is collected by detector 10.

[0067] Вариант реализации непрерывного поточного аппарата ОГР схематически изображен на Фигуре 3. В качестве сырья для аппарата ОГР может быть использовано органическое твердое вещество, такое как уголь, битуминозный песок или углистый сланец, в котором неорганический компонент сланца может содержать минералы, включая, но не ограничиваясь этим, силикаты или карбонаты. Сырье может быть измельчено в порошок на мельнице 302 и смешано с водой с образованием взвеси в аппарате-генераторе взвеси 304. Мельница 302 и аппарат-генератор взвеси 304 могут быть объединены в единую операцию при помощи такого процесса как влажное измельчение. Затем взвесь может быть подана насосом в реактор 306 при помощи насоса для взвеси 308. Затем взвесь может быть нагрета перед поступлением в реактор 306 при помощи предварительного нагревателя 320. Окислитель, такой как молекулярный кислород, и перегретая вода могут быть введены в реактор 306 насосом 310. Если молекулярный кислород получают из перекиси водорода, то перекись водорода может разлагаться в нагревателе 312, а молекулярный кислород и перегретая вода могут затем поступать в реактор 306. Реакция между органическим твердым веществом и окислителем может происходить в реакторе 306, с образованием солюбилизированного органического растворенного вещества. Солюбилизированное органическое растворенное вещество может выходить из реактора 306 и может необязательно поступать в охладитель 314. Обратное давление может контролироваться регулятором обратного давления 316. Исходящий поток может быть собран в емкости 318. Подробности об электропроводке и элементах управления опущены, но они подразумеваются конструкцией системы реактора. Эта система может эксплуатироваться непрерывно, а температура и скорость потока реагентов может контролироваться автоматически компьютером 322 или другим устройством обработки данных.[0067] An embodiment of a continuous OGR in-line apparatus is schematically depicted in Figure 3. As a raw material for the OGR apparatus, an organic solid such as coal, tar sand or carbonaceous shale may be used, in which the inorganic component of the shale may contain minerals, including but not limited to silicates or carbonates. Raw materials can be pulverized in a mill 302 and mixed with water to form a suspension in a suspension generator apparatus 304. The mill 302 and a suspension generator apparatus 304 can be combined in a single operation using a process such as wet grinding. Then, the suspension can be pumped into the reactor 306 using a suspension pump 308. The suspension can then be heated before entering the reactor 306 using a pre-heater 320. An oxidizing agent, such as molecular oxygen, and superheated water can be introduced into the reactor 306 by pump 310 If molecular oxygen is obtained from hydrogen peroxide, then hydrogen peroxide can decompose in the heater 312, and molecular oxygen and superheated water can then enter the reactor 306. The reaction between the organic solid and oxidizes Lemma can occur in the reactor 306, to form a solubilized organic solute. The solubilized organic solute may exit reactor 306 and may optionally enter a cooler 314. The back pressure may be controlled by a back pressure regulator 316. The effluent may be collected in a tank 318. Details of the wiring and controls are omitted, but are implied by the design of the reactor system. This system can be operated continuously, and the temperature and flow rate of the reagents can be controlled automatically by a computer 322 or other data processing device.

III. Экстракция нефтяных материалов из битуминозных песков или горючих сланцев с использованием способов ОГРIII. Extraction of petroleum materials from tar sands or oil shale using OGR methods

[0068] В других вариантах реализации способы ОГР, описанные выше в настоящем документе, могут быть использованы для извлечения нефтяных материалов из битуминозных песков или горючих сланцев. Конкретный аппарат, операционные системы и реагенты, используемые для извлечения нефтяных материалов в этом варианте реализации, могут варьироваться в зависимости от природы и местонахождения залежи, в котором встречаются битуминозные пески или горючие сланцы, а также от заданных нефтяных материалов, подлежащих экстракции.[0068] In other embodiments, the OGR methods described herein can be used to recover petroleum materials from tar sands or oil shales. The particular apparatus, operating systems, and reagents used to extract the petroleum materials in this embodiment may vary depending on the nature and location of the deposit in which tar sands or oil shale occur, as well as on the specified petroleum materials to be extracted.

[0069] Большие месторождения битуминозных песков встречаются в нескольких местах, но двумя основными известными запасами являются нефтеносные пески Атабаска в провинции Альберта, Канада, и нефтеносные пески Ориноко (Венесуэла). Из них, месторождения Канады и Венесуэлы содержат приблизительно 3,6 триллионов баррелей (570×109 м3) извлекаемой нефти, по сравнению с 1,75 триллионами баррелей (280×109 м3) обычной нефти во всем мире. Эти залежи нефтеносного песка могут включать до двух третей общих оставшихся мировых извлекаемых запасов нефти. Помимо извлечения нефтяных материалов из битуминозных песков, способы ОГР могут быть также использованы в контексте восстановления окружающей среды, включая, но не ограничиваясь этим, очистку загрязненного нефтью песка в результате пролива нефти из нефтяного танкера или другого океанского судна, нефтедобывающего завода или нефтеперерабатывающего завода.[0069] Large tar sands deposits are found in several places, but the two main known reserves are the Athabasca oil sands in Alberta, Canada, and the Orinoco oil sands (Venezuela). Of these, Canadian and Venezuelan fields contain approximately 3.6 trillion barrels (570 × 10 9 m 3 ) of recoverable oil, compared with 1.75 trillion barrels (280 × 10 9 m 3 ) of conventional oil worldwide. These oil sand deposits may include up to two thirds of the total remaining world recoverable oil reserves. In addition to extracting petroleum materials from tar sands, OGR methods can also be used in the context of environmental restoration, including, but not limited to, cleaning oil contaminated sand from oil spills from an oil tanker or other ocean vessel, oil refinery or refinery.

[0070] Конкретные примеры извлечения нефтяных продуктов с использованием способов ОГР описаны в Примерах, представленных ниже в настоящем документе.[0070] Specific examples of the recovery of petroleum products using OGR methods are described in the Examples presented later in this document.

III. Получение ароматических кислот, фенолов и алифатических кислот с использованием способов ОГРIII. Obtaining aromatic acids, phenols and aliphatic acids using OGR methods

[0071] Способы ОГР, описанные выше в настоящем документе, могут быть использованы для получения полезных сырьевых материалов и других органических соединений для химической промышленности, включая, но не ограничиваясь этим, ароматические кислоты, фенолы и алифатические кислоты. Конкретный аппарат, операционные системы и реагенты, используемые для получения сырьевых материалов и других органических соединений, могут варьироваться в зависимости от конкретных органических твердых материалов, из которого вырабатывают сырье для аппарата ОГР, а также от заданных органических продуктов, которые необходимо получить с использованием способа ОГР. Неограничивающие примеры органических материалов, применимых для использования в качестве сырья в способе ОГР, в этом варианте реализации, включают уголь, углистые сланцы, богатые органическими веществами карбонатные породы, битуминозные пески, лигноцеллюлозную биомассу, лигнит, битуминозный уголь, антрацит, древесный уголь и кероген. «Кероген», при использовании в настоящем документе, относится к смеси органических химических соединений, которые составляют часть органического вещества в осадочных горных породах, включая, но не ограничиваясь этим, горючие сланцы.[0071] The OGR processes described hereinabove can be used to produce useful raw materials and other organic compounds for the chemical industry, including, but not limited to, aromatic acids, phenols, and aliphatic acids. The specific apparatus, operating systems and reagents used to obtain raw materials and other organic compounds may vary depending on the specific organic solid materials from which the raw materials for the OGR apparatus are produced, as well as on the desired organic products to be obtained using the OGR method . Non-limiting examples of organic materials useful as raw materials in the OGR process in this embodiment include coal, shale, organic matter-rich carbonate rocks, tar sands, lignocellulosic biomass, lignite, tar coal, anthracite, charcoal and kerogen. “Kerogen,” as used herein, refers to a mixture of organic chemical compounds that form part of the organic matter in sedimentary rocks, including, but not limited to, oil shale.

[0072] Таблица 1 представляет собой список неограничивающих примеров органических соединений, которые могут быть получены с использованием способа ОГР, описанного выше в настоящем документе.[0072] Table 1 is a list of non-limiting examples of organic compounds that can be prepared using the OGR process described hereinabove.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

[0073] Чтобы иметь ценность в большом масштабе, органические соединения, полученные по способами ОГР, могут быть извлечены с высоким выходом. Выход при переработке ОГР может быть измерен оценкой извлечения органических веществ из неорганической матрицы, особенно в тех случаях, в которых с использованием способа ОГР перерабатывают битуминозный песок. Для сырья ОГР, содержащего значительное количество неорганической фазы, такого как битуминозные пески или углистые сланцы, выход при переработке ОГР может быть измерен как остаточное количество углерода, оставшегося в неорганической фазе после переработки ОГР, или как общее снижение массы в результате высокотемпературного озоления или сжигания после переработки ОГР. Могут быть желательны низкие количества остаточного углерода, оставшегося в неорганической матрице, поскольку это указывает, что большая часть или весь битуминозный материал был извлечен из неорганической матрицы с образованием «более чистого» песка или другой неорганической матрицы, которая может быть возвращена в окружающую среду. Кроме того, может быть извлечено потенциально большее количество битуминозного продукта для разделения на органические соединения.[0073] In order to be valuable on a large scale, organic compounds obtained by OGR processes can be recovered in high yield. The output from processing OGR can be measured by evaluating the extraction of organic substances from an inorganic matrix, especially in those cases in which tar sand is processed using the OGR method. For OGR raw materials containing a significant amount of inorganic phase, such as tar sands or carbonaceous shales, the output from OGR processing can be measured as the residual amount of carbon remaining in the inorganic phase after processing the OGR, or as the total weight loss due to high temperature ashing or burning after processing OGR. Low amounts of residual carbon remaining in the inorganic matrix may be desirable, as this indicates that most or all of the bituminous material has been recovered from the inorganic matrix to form “cleaner” sand or another inorganic matrix that can be returned to the environment. In addition, a potentially larger amount of bituminous product can be recovered for separation into organic compounds.

[0074] Другой способ оценки выхода органических соединений после переработки ОГР может включать измерение количества углерода, содержащегося в водной фазе или растворе ОГР, образовавшемся в результате переработке органического вещества в реакторе в процессе ОГР. Выход может быть количественно измерен как % от исходного углерода, содержащегося в органическом веществе, который был извлечен в виде растворенного продукта в водной фазе или растворе ОГР. Могут быть желательны высокие выходы углерода в растворенном продукте, поскольку это указывает, что водная фаза содержит большую долю исходного битуминозного материала, который может быть извлечен и разделен на органические соединения. Не извлеченный и не оставшийся в неорганическом остатке углерод может быть утрачен в виде газообразных продуктов. Как правило, в процессах ОГР газообразные продукты могут включать СО с небольшим количеством СО2. СО может быть выделен как полезный побочный продукт, но обычно желательно минимальное образование газа.[0074] Another method for estimating the yield of organic compounds after processing the OGR may include measuring the amount of carbon contained in the aqueous phase or the solution of the OGR resulting from the processing of organic matter in the reactor during the OGR. The yield can be quantitatively measured as% of the starting carbon contained in the organic matter, which was recovered as a dissolved product in the aqueous phase or in the solution of the OGR. High yields of carbon in the dissolved product may be desirable, as this indicates that the aqueous phase contains a large proportion of the raw bituminous material, which can be recovered and separated into organic compounds. Carbon not recovered and not left in the inorganic residue may be lost in the form of gaseous products. Typically, in OGR processes, gaseous products may include CO with a small amount of CO 2 . CO can be isolated as a useful by-product, but minimal gas formation is usually desirable.

[0075] Конкретные примеры применимых исходных материалов и других органических соединений, получаемых с использованием способа ОГР для разрушения органического вещества, такого как уголь, лигноцеллюлозная биомасса и кероген, представлены в настоящем документе ниже, в Примерах.[0075] Specific examples of applicable starting materials and other organic compounds obtained using the OGR method for breaking down organic matter such as coal, lignocellulosic biomass and kerogen are presented hereinbelow in the Examples.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Пример 1 Example 1

Переработка ОГР канадских нефтеносных песков АтабаскаProcessing OGR Canadian oil sands Athabasca

[0076] Образец битуминозного песка из нефтеносных песков Атабаска переработали при помощи способа ОГР, описанного выше в настоящем документе. В целях сравнения, для оценки относительной эффективности ОГР для разделения и извлечения органических материалов из неорганической матрицы, сырьевой песок сравнили с продуктами, полученными экстракцией горячей водой (для приблизительной имитации существующих технологий экстракции), полной лабораторной экстракцией органическими растворителями и ОГР. После переработки каждым способом выделили и проанализировали растворимые и нерастворимые продукты. Нерастворимые продукты анализировали на содержание углерода и высокотемпературный выход золы, для определения эффективности извлечения органического битума. Растворимые продукты выделили и анализировали для изучения природы органических материалов, извлеченных каждым способом.[0076] A sample of tar sand from the Athabasca oil sands was processed using the OGR method described hereinabove. For comparison purposes, to assess the relative effectiveness of OGR for the separation and extraction of organic materials from an inorganic matrix, raw sand was compared with products obtained by extraction with hot water (to approximate the existing extraction technologies), complete laboratory extraction with organic solvents and OGR. After processing in each way, soluble and insoluble products were isolated and analyzed. Insoluble products were analyzed for carbon content and high temperature ash yield, to determine the efficiency of the extraction of organic bitumen. Soluble products were isolated and analyzed to study the nature of the organic materials recovered in each way.

[0077] В Таблице 2 представлены итоги анализов нерастворимых продуктов для каждого способа переработки. Фигура 4 представляет собой столбчатую диаграмму, суммирующую процентное содержание углерода, оставшегося в образцах битуминозного песка после переработки различными способами для извлечения битуминозных материалов из матрицы неорганического песка. Эти данные показывают, что около 86% углерода, первоначально присутствующего в битуминозном песке, было извлечено при переработке ОГР, по сравнению с 23%, извлеченными только перегретой водой, и 69%, извлеченными полной лабораторной экстракцией органическим растворителем (CH2Cl2).[0077] Table 2 presents the results of analyzes of insoluble products for each processing method. Figure 4 is a bar graph summarizing the percentage of carbon remaining in tar sand samples after processing in various ways to recover bituminous materials from an inorganic sand matrix. These data show that about 86% of the carbon originally present in tar sands was recovered during the processing of OGR, compared with 23% recovered only with superheated water and 69% recovered by complete laboratory extraction with an organic solvent (CH 2 Cl 2 ).

Figure 00000003
Figure 00000003

[0078] Фигура 5 представляет собой серию фотографий образцов битуминозного песка до и после переработки различными способами для извлечения битуминозных материалов из образцов матрицы неорганического песка. Остаток, полученный при переработке ОГР, представляет собой сыпучий, чистый песок.[0078] Figure 5 is a series of photographs of tar sand samples before and after processing in various ways to extract tar materials from inorganic sand matrix samples. The residue obtained by processing the OGR is loose, clean sand.

[0079] Для оценки природы продукта, полученного при ОГР из этого типа сырьевого материала, битуминозный продукт, полученный из битуминозного песка Атабаска, выделили и анализировали при помощи анализа ГХ-МС с использованием пиролитического впрыска и in-situ метилирования гидроксидом тетраметиламмония. Эти данные сравнили с данными для сырьевого битуминозного песка, из которого органическое вещество просто дистиллировали флэш-пиролизом.[0079] To assess the nature of the product obtained by OGR from this type of raw material, a tar product obtained from Athabasca tar sand was isolated and analyzed by GC-MS analysis using pyrolytic injection and in-situ methylation with tetramethylammonium hydroxide. These data were compared with data for raw tar sand, from which the organic matter was simply distilled by flash pyrolysis.

[0080] Органический продукт выделили из первичного раствора ОГР, образовавшегося при обработке битуминозного песка тремя способами, и сравнили результаты ГХ-МС анализа органических продуктов: (i) испарительное удаление (где воду удаляют из продукта дистилляцией); (ii) экстракция растворителем с этилацетатом и (iii) экстракция растворителем с метиленхлоридом (CH2Cl2). Данные анализа ГХ-МС подытожены на Фигурах 6-10.[0080] The organic product was isolated from the primary OGR solution formed by treating tar sand in three ways, and the results of GC-MS analysis of organic products were compared: (i) evaporative removal (where water was removed from the product by distillation); (ii) solvent extraction with ethyl acetate; and (iii) solvent extraction with methylene chloride (CH 2 Cl 2 ). GC-MS analysis data are summarized in Figures 6-10.

[0081] Данные для исходных битуминозных песков, представленные на Фигуре 10, являются стандартными для этого типа анализа тяжелой нефти и битума. Три продукта ОГР, показанные на Фигурах 6-8, показывают, что содержание углерода в образцах раствора ОГР является сопоставимым, независимо от способа экстракции. Кроме того, содержание углерода во всех образцах раствора ОГР (Фигуры 6-8) согласуются с дистиллятом исходных битуминозных песков, показанным на Фигуре 9, за исключением того, что продукты ОГР содержат отдельные серии карбоновых кислот и двухосновных кислот, которые гораздо слабее заметны в продукте дистиллята исходных битуминозных песков. Это исключение обусловлено окислительной природой процесса ОГР и не оказывает существенного влияния на применимость полученной «нефти».[0081] The data for the original tar sands shown in Figure 10 are standard for this type of analysis of heavy oil and bitumen. The three OGR products shown in Figures 6-8 show that the carbon content in the samples of the OGR solution is comparable, regardless of the extraction method. In addition, the carbon content in all samples of the OGR solution (Figures 6-8) is consistent with the distillate of the original tar sands shown in Figure 9, except that the OGR products contain separate series of carboxylic acids and dibasic acids, which are much less noticeable in the product distillates of the original tar sands. This exception is due to the oxidative nature of the OGR process and does not significantly affect the applicability of the resulting "oil".

Пример 2 Example 2

Переработка ОГР канадских нефтеносных песков АтабаскаProcessing OGR Canadian oil sands Athabasca

[0082] Образец битуминозного песка из нефтеносных песков Атабаска переработали с использованием способа ОГР, описанного выше в настоящем документе. Растворимые продукты выделили и проанализировали с использованием таких же способов, как описаны в Примере 1.[0082] A sample of tar sand from the Athabasca oil sands was processed using the OGR method described hereinabove. Soluble products were isolated and analyzed using the same methods as described in Example 1.

[0083] Результаты ГХ-МС анализа извлеченных органических продуктов подытожены на Фигурах 26-28. Анализ газовой хроматографической масс-спектрометрии исходного битуминозного песка представлен на Фигуре 28 как содержание летучих веществ, образованных при флэш-дистилляции (то есть пиролиз-ГХ-МС) и полученных при ОГР масел, выделенных испарительным удалением воды (Фигура 26) и экстракцией раствора ОГР этилацетатом (Фигура 27).[0083] The results of a GC-MS analysis of the extracted organic products are summarized in Figures 26-28. The analysis of gas chromatographic mass spectrometry of the source tar sand is presented in Figure 28 as the content of volatile substances formed by flash distillation (i.e. pyrolysis-GC-MS) and obtained by OGR of oils isolated by evaporative removal of water (Figure 26) and extraction of a solution of OGR ethyl acetate (Figure 27).

Пример 3 Example 3

Переработка ОГР нефтеносных песков Саннисайд, штат ЮтаOGR Processing Oil Sands Sunnyside, Utah

[0084] Образец битуминозного песка из нефтеносных песков Саннисайд, штат Юта, переработали с использованием способа ОГР, описанного выше в настоящем документе. Растворимые продукты выделили и проанализировали с использованием таких же способов, как описаны в Примере 1.[0084] A sample of tar sand from the oil sands of Sunnyside, Utah, was processed using the OGR method described hereinabove. Soluble products were isolated and analyzed using the same methods as described in Example 1.

[0085] Результаты ГХ-МС анализа извлеченных органических продуктов подытожены на Фигурах 29-31. Анализ газовой хроматографической масс-смектрометрии исходного битуминозного песка представлен на Фигуре 31 как содержание летучих веществ, образованных при флэш-дистилляции (то есть пиролиз-ГХ-МС) и полученных при ОГР масел, выделенных испарительным удалением воды (Фигура 29) и экстракцией раствора ОГР этилацетатом (Фигура 30).[0085] The results of a GC-MS analysis of the recovered organic products are summarized in Figures 29-31. The analysis of gas chromatographic mass spectrometry of the source tar sand is shown in Figure 31 as the content of volatile substances formed by flash distillation (i.e., pyrolysis-GC-MS) and obtained by OGR oils extracted by evaporative removal of water (Figure 29) and extraction of a solution of OGR ethyl acetate (Figure 30).

Пример 4 Example 4

Органические соединения, полученные переработкой ОГР иллинойского угляOrganic compounds obtained by processing OGR Illinois coal

[0086] Образец иллинойского угля переработали с использованием способа ОГР, описанного выше в настоящем документе. Растворимые продукты выделили и проанализировали с использованием таких же способов, как описаны в Примере 1. Общая ионная хроматограмма, суммирующая результаты ГХ-МС анализа раствора ОГР, полученного из иллинойского угля, представлена на Фигуре 11. Раствор ОГР подвергли пиролизу при температуре около 480°С приблизительно в течение 10 секунд. К раствору ОГР добавили гидроксид тетраметиламмония для in situ дериватизации кислотных кислородсодержащих функциональных групп (фенол + карбоксилат). Основной список конкретных соединений, связанных с определенными пиками, представлен в Таблице 3.[0086] A sample of Illinois coal was processed using the OGR method described hereinabove. Soluble products were isolated and analyzed using the same methods as described in Example 1. A general ion chromatogram summarizing the results of a GC-MS analysis of an OGR solution obtained from Illinois coal is shown in Figure 11. The OGR solution was pyrolyzed at a temperature of about 480 ° C. for about 10 seconds. Tetramethylammonium hydroxide was added to the OGR solution for in situ derivatization of acidic oxygen-containing functional groups (phenol + carboxylate). A basic list of specific compounds associated with specific peaks is presented in Table 3.

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

[0087] Фигуры 12-21 представляют собой одноионные и многоионные хроматограммы, выделенные из общей ионной хроматограммы на Фигуре 11, иллюстрирующие наблюдаемые распределения продуктов определенных структурных семейств. Фигура 12 представляет собой многоионную хроматограмму (m/z=74+85+87+127), иллюстрирующую распределение основных алифатических продуктов. Фигура 13 представляет собой многоионную хроматограмму (m/z=105+135), иллюстрирующую распределение бензойной кислоты и моно-метоксибензойных кислот. Фигура 14 представляет собой одноионную хроматограмму (m/z=163), иллюстрирующую распределение бензол-дикарбоновых кислот. Фигура 15 представляет собой многоионную хроматограмму (m/z=111+200), иллюстрирующую распределение тиофен-карбоксилатов и дикарбоксилатов. Фигура 16 представляет собой одноионную хроматограмму (m/z=138), иллюстрирующую распределение диметокси-бензолов и диметокси-бензойных кислот. Фигура 17 представляет собой одноионную хроматограмму (m/z=221), иллюстрирующую распределение бензол-трикарбоновых кислот. Фигура 18 представляет собой одноионную хроматограмму (m/z=223), иллюстрирующую распределение диметокси-бензол-дикарбоновых кислот. Фигура 19 представляет собой многоионную хроматограмму (m/z=193+251), иллюстрирующую распределение монометокси-бензол-дикарбоновых кислот и неопределенных аналогов. Фигура 20 представляет собой одноионную хроматограмму (m/z=279), иллюстрирующую распределение бензол-тетракарбоновых кислот. Фигура 21 представляет собой многоионную хроматограмму (m/z=168+184), иллюстрирующую распределение триметокси-бензолов и фуран-дикарбоновых кислот.[0087] Figures 12-21 are single-ion and multi-ion chromatograms isolated from the general ion chromatogram of Figure 11, illustrating the observed product distributions of certain structural families. Figure 12 is a multi-ion chromatogram (m / z = 74 + 85 + 87 + 127) illustrating the distribution of major aliphatic products. Figure 13 is a multi-ion chromatogram (m / z = 105 + 135) illustrating the distribution of benzoic acid and monomethoxybenzoic acids. Figure 14 is a single-ion chromatogram (m / z = 163) illustrating the distribution of benzene-dicarboxylic acids. Figure 15 is a multi-ion chromatogram (m / z = 111 + 200) illustrating the distribution of thiophene-carboxylates and dicarboxylates. Figure 16 is a single-ion chromatogram (m / z = 138) illustrating the distribution of dimethoxy benzenes and dimethoxy benzoic acids. Figure 17 is a single ion chromatogram (m / z = 221) illustrating the distribution of benzene-tricarboxylic acids. Figure 18 is a single ion chromatogram (m / z = 223) illustrating the distribution of dimethoxy-benzene-dicarboxylic acids. Figure 19 is a multi-ion chromatogram (m / z = 193 + 251) illustrating the distribution of monomethoxy-benzene-dicarboxylic acids and undefined analogues. Figure 20 is a single-ion chromatogram (m / z = 279) illustrating the distribution of benzene-tetracarboxylic acids. Figure 21 is a multi-ion chromatogram (m / z = 168 + 184) illustrating the distribution of trimethoxy-benzenes and furan-dicarboxylic acids.

Пример 5 Example 5

Органические соединения, полученные ОГР переработкой лигниновOrganic compounds obtained by OGR processing lignins

[0088] Образец лигнина из древесины мягкой (хвойной) породы переработали с использованием способа ОГР, описанного выше в настоящем документе. Второй образец богатой лигнином травы (бамбука) также переработали с использованием способа ОГР, описанного выше в настоящем документе. Растворимые продукты выделили и проанализировали с использованием таких же способов, как описаны в Примере 1. Общая ионная хроматограмма, суммирующая результаты ГХ-МС анализа раствора ОГР, полученного из хвойного лигнина, представлена на Фигуре 22. Общая ионная хроматограмма, суммирующая результаты ГХ-МС анализа раствора ОГР, полученного из лигнина бамбука, представлена на Фигуре 23.[0088] A sample of lignin from softwood was processed using the OGR method described hereinabove. A second sample of lignin-rich grass (bamboo) was also processed using the OGR method described hereinabove. Soluble products were isolated and analyzed using the same methods as described in Example 1. A total ion chromatogram summarizing the results of a GC-MS analysis of an OGR solution obtained from coniferous lignin is shown in Figure 22. A total ion chromatogram summarizing the results of a GC-MS analysis a solution of OGR obtained from bamboo lignin is shown in Figure 23.

Пример 6 Example 6

Органические соединения, полученные ОГР переработкой углистого сланцаOrganic Compounds Obtained by OGR Processing of Carbon Shale

[0089] Образец углистого сланца переработали с использованием способа ОГР, описанного выше в настоящем документе. Растворимые продукты выделили и проанализировали с использованием таких же способов, как описаны в Примере 1. Общая ионная хроматограмма, суммирующая результаты ГХ-МС анализа раствора ОГР, полученного из углистого сланца, представлена на Фигуре 24. К раствору ОГР добавили гидроксид тетраметиламмония для in situ дериватизации кислотных кислородсодержащих функциональных групп (фенол + карбоксилат). Основной список конкретных соединений, связанных с определенными пиками, представлен в Таблице 4.[0089] A carbon shale sample was processed using the OGR method described hereinabove. Soluble products were isolated and analyzed using the same methods as described in Example 1. A general ion chromatogram summarizing the results of a GC-MS analysis of an OGR solution obtained from carbon shale is shown in Figure 24. Tetramethylammonium hydroxide was added to the OGR solution for in situ derivatization acid oxygen-containing functional groups (phenol + carboxylate). A basic list of specific compounds associated with specific peaks is presented in Table 4.

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Пример 7 Example 7

Органические соединения, полученные ОГР переработкой багассы сахарного тростникаOrganic compounds obtained by OGR processing sugarcane bagasse

[0090] Образец багассы сахарного тростника переработали с использованием способа ОГР, описанного выше в настоящем документе. Растворимые продукты выделили и проанализировали, используя такие же способы, как описаны в Примере 1. Общая ионная хроматограмма, суммирующая результаты ГХ-МС анализа раствора ОГР, полученного из багассы сахарного тростника, представлена на Фигуре 25. К раствору ОГР добавили гидроксид тетраметиламмония для in situ дериватизации кислотных кислородсодержащих функциональных групп (фенол + карбоксилат). Основной список конкретных соединений, связанных с определенными пиками, представлен в Таблице 5.[0090] A sample of sugarcane bagasse was processed using the OGR method described hereinabove. Soluble products were isolated and analyzed using the same methods as described in Example 1. A general ion chromatogram summarizing the results of a GC-MS analysis of an OGR solution obtained from sugarcane bagasse is shown in Figure 25. In situ, tetramethylammonium hydroxide was added for in situ derivatization of acid oxygen-containing functional groups (phenol + carboxylate). A basic list of specific compounds associated with specific peaks is presented in Table 5.

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000009

[0091] Из вышеизложенного следует понимать, что хотя были представлены и описаны конкретные варианты реализации, могут быть сделаны различные модификации, без отклонения от общей идеи и рамок настоящего изобретения, как понятно специалистам в данной области. Такие изменения и модификации входят в рамки и указания настоящего изобретения, как указано в приложенной формуле изобретения.[0091] From the foregoing, it should be understood that although specific embodiments have been presented and described, various modifications may be made without departing from the general idea and scope of the present invention, as those skilled in the art will understand. Such changes and modifications are included in the scope and guidance of the present invention, as indicated in the attached claims.

Claims (16)

1. Способ солюбилизации органического твердого вещества, содержащегося в композитном материале, содержащем органическое твердое вещество и неорганическую матрицу, способ, включающий:
приведение указанного композитного материала в контакт с окислителем в перегретой воде с образованием водной смеси, содержащей по меньшей мере одно солюбилизированное органическое растворенное вещество,
при этом композитный материал выбирают из группы, состоящей из битуминозного песка, углистого сланца и любой их смеси.
1. A method of solubilizing an organic solid contained in a composite material containing an organic solid and an inorganic matrix, a method comprising:
bringing said composite material into contact with an oxidizing agent in superheated water to form an aqueous mixture containing at least one solubilized organic solute,
wherein the composite material is selected from the group consisting of tar sand, carbonaceous shale and any mixture thereof.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что окислитель представляет собой молекулярный кислород (О2).2. The method according to p. 1, characterized in that the oxidizing agent is molecular oxygen (O 2 ). 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что молекулярный кислород обеспечивают любым из способов, выбранных из группы, состоящей из:
in situ разложения перекиси водорода;
фракционной перегонки сжиженного воздуха;
электролиза воды;
доставки из места хранения кислорода;
мембранного выделения из воздуха; и
любой их комбинации.
3. The method according to p. 2, characterized in that molecular oxygen is provided by any of the methods selected from the group consisting of:
in situ decomposition of hydrogen peroxide;
fractional distillation of liquefied air;
electrolysis of water;
deliveries from a place of storage of oxygen;
membrane discharge from the air; and
any combination of them.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что молекулярный кислород обеспечивают in situ разложением перекиси водорода.4. The method according to p. 3, characterized in that molecular oxygen is provided in situ by decomposition of hydrogen peroxide. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что композитный материал приводят в контакт с окислителем в перегретой воде при температуре в диапазоне от 100°С до 374°С.5. The method according to p. 1, characterized in that the composite material is brought into contact with the oxidizing agent in superheated water at a temperature in the range from 100 ° C to 374 ° C. 6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что композитный материал приводят в контакт с окислителем в перегретой воде при температуре в диапазоне от 200°С до 350°С.6. The method according to p. 5, characterized in that the composite material is brought into contact with the oxidizing agent in superheated water at a temperature in the range from 200 ° C to 350 ° C. 7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что композитный материал приводят в контакт с окислителем в перегретой воде при давлении в диапазоне от 100 кПа до 22 МПа.7. The method according to p. 1, characterized in that the composite material is brought into contact with the oxidizing agent in superheated water at a pressure in the range from 100 kPa to 22 MPa. 8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что композитный материал приводят в контакт с окислителем в перегретой воде при давлении в диапазоне от 1,5 МПа до 17 МПа.8. The method according to p. 7, characterized in that the composite material is brought into contact with the oxidizing agent in superheated water at a pressure in the range from 1.5 MPa to 17 MPa. 9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что композитный материал приводят в контакт с окислителем в перегретой воде при давлении в диапазоне от 12 МПа до 16 МПа.9. The method according to p. 8, characterized in that the composite material is brought into contact with the oxidizing agent in superheated water at a pressure in the range from 12 MPa to 16 MPa. 10. Способ по п. 1, дополнительно включающий охлаждение водной смеси до температуры 20°С.10. The method according to p. 1, further comprising cooling the aqueous mixture to a temperature of 20 ° C. 11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что водная смесь имеет рН в диапазоне от 1 до 5.11. The method according to p. 1, characterized in that the aqueous mixture has a pH in the range from 1 to 5. 12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что водная смесь содержит по меньшей мере 50% органического твердого вещества из композитного материала.12. The method according to p. 1, characterized in that the aqueous mixture contains at least 50% of an organic solid from a composite material. 13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что водная смесь содержит по меньшей мере 90% органического твердого вещества из композитного материала.13. The method according to p. 12, characterized in that the aqueous mixture contains at least 90% of an organic solid from a composite material. 14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что водная смесь содержит по меньшей мере 95% органического твердого вещества из композитного материала.14. The method according to p. 13, characterized in that the aqueous mixture contains at least 95% organic solid from a composite material. 15. Способ по п. 1, дополнительно включающий:
распыление композитного материала; и
смешивание распыленного композитного материала с водой с образованием взвеси, перед приведением в контакт композитного материала с окислителем в перегретой воде.
15. The method according to p. 1, further comprising:
spraying composite material; and
mixing the atomized composite material with water to form a suspension, before bringing the composite material into contact with the oxidizing agent in superheated water.
16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что распыленный композитный материал имеет размер частиц в диапазоне от 60 меш до 20 меш. 16. The method according to p. 15, characterized in that the atomized composite material has a particle size in the range from 60 mesh to 20 mesh.
RU2013157530/04A 2011-06-03 2012-06-04 Production of organic materials using oxidative hydrothermal dissolution method RU2604726C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161492910P 2011-06-03 2011-06-03
US61/492,910 2011-06-03
PCT/US2012/040746 WO2012167252A1 (en) 2011-06-03 2012-06-04 Production of organic materials using an oxidative hydrothermal dissolution method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013157530A RU2013157530A (en) 2015-07-20
RU2604726C2 true RU2604726C2 (en) 2016-12-10

Family

ID=47259956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013157530/04A RU2604726C2 (en) 2011-06-03 2012-06-04 Production of organic materials using oxidative hydrothermal dissolution method

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP2714855A4 (en)
JP (1) JP2014520104A (en)
KR (1) KR20140090564A (en)
CN (1) CN103764804A (en)
AU (1) AU2012261870A1 (en)
BR (1) BR112013031137A2 (en)
CA (1) CA2836738A1 (en)
RU (1) RU2604726C2 (en)
WO (1) WO2012167252A1 (en)
ZA (1) ZA201308767B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI20135224A (en) * 2013-03-08 2014-09-09 Upm Kymmene Corp Process for conversion of bio-oil

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2665249A (en) * 1950-03-27 1954-01-05 Sterling Drug Inc Waste disposal
WO1981000854A1 (en) * 1979-09-27 1981-04-02 Modar Inc Treatment of organic material in supercritical water
US5560823A (en) * 1994-12-21 1996-10-01 Abitibi-Price, Inc. Reversible flow supercritical reactor and method for operating same
RU2008147899A (en) * 2006-05-05 2010-06-10 БИОеКОН Интернэшнл Холдинг Н.В. (NL) METHOD FOR CONVERSION OF BIOMASS IN LIQUID FUEL AND SPECIAL CHEMICALS

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4384897A (en) * 1981-11-23 1983-05-24 The Regents Of The University Of California Method of treating biomass material
US6576145B2 (en) * 1997-02-27 2003-06-10 Continuum Environmental, Llc Method of separating hydrocarbons from mineral substrates
JP3284234B2 (en) * 1998-09-10 2002-05-20 独立行政法人産業技術総合研究所 Woody waste treatment method
JP2001062424A (en) * 1999-08-27 2001-03-13 Shinko Pantec Co Ltd Process and equipment for chemical recycling treatment
JP4714837B2 (en) * 2001-02-09 2011-06-29 エス.エス.アロイ株式会社 Method and apparatus for producing degradation material from woody biomass
JP2003236491A (en) * 2002-02-12 2003-08-26 Kurita Water Ind Ltd Waste wood treatment apparatus
JP3724438B2 (en) * 2002-03-08 2005-12-07 株式会社日立製作所 Method and apparatus for treating heavy oil with supercritical water, and power generation system equipped with heavy oil treatment apparatus
US7692050B2 (en) * 2003-03-28 2010-04-06 Ab-Cwt, Llc Apparatus and process for separation of organic materials from attached insoluble solids, and conversion into useful products
US7179379B2 (en) * 2003-03-28 2007-02-20 Ab-Cwt, Llc Apparatus for separating particulates from a suspension, and uses thereof
DK176540B1 (en) * 2004-09-24 2008-07-21 Cambi Bioethanol Aps Process for the treatment of biomass and organic waste in order to extract desired biologically based products
JP5103260B2 (en) * 2008-04-23 2012-12-19 川崎重工業株式会社 Method and apparatus for saccharification and decomposition of cellulosic biomass
JP5314917B2 (en) * 2008-04-23 2013-10-16 川崎重工業株式会社 Method and apparatus for saccharification and decomposition of cellulosic biomass
US7931784B2 (en) * 2008-04-30 2011-04-26 Xyleco, Inc. Processing biomass and petroleum containing materials
US8563791B2 (en) * 2009-02-11 2013-10-22 Southern Illinois University Carbondale Process for the dissolution of coal, biomass and other organic solids in superheated water

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2665249A (en) * 1950-03-27 1954-01-05 Sterling Drug Inc Waste disposal
WO1981000854A1 (en) * 1979-09-27 1981-04-02 Modar Inc Treatment of organic material in supercritical water
US5560823A (en) * 1994-12-21 1996-10-01 Abitibi-Price, Inc. Reversible flow supercritical reactor and method for operating same
RU2008147899A (en) * 2006-05-05 2010-06-10 БИОеКОН Интернэшнл Холдинг Н.В. (NL) METHOD FOR CONVERSION OF BIOMASS IN LIQUID FUEL AND SPECIAL CHEMICALS

Also Published As

Publication number Publication date
CA2836738A1 (en) 2012-12-06
CN103764804A (en) 2014-04-30
NZ618723A (en) 2015-12-24
EP2714855A1 (en) 2014-04-09
WO2012167252A1 (en) 2012-12-06
RU2013157530A (en) 2015-07-20
BR112013031137A2 (en) 2017-06-27
ZA201308767B (en) 2015-02-25
WO2012167252A9 (en) 2013-12-05
EP2714855A4 (en) 2014-11-12
JP2014520104A (en) 2014-08-21
AU2012261870A1 (en) 2014-01-09
KR20140090564A (en) 2014-07-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chumpoo et al. Bio-oil from hydro-liquefaction of bagasse in supercritical ethanol
JP6882176B2 (en) Distillation waste liquid and its use
Li et al. Correlation of feedstock and bio-oil compound distribution
EP2556132B1 (en) Methods for biofuel production
US20140371496A1 (en) Solvent-enhanced biomass liquefaction
Singh et al. Hydrothermal liquefaction of biomass
EP2588566B1 (en) Ballistic heating process
EP2396386B1 (en) Process for the dissolution of coal, biomass and other organic solids in superheated water
KR20140000298A (en) Processing of organic matter
Brachi et al. Pressurized steam torrefaction of biomass: focus on solid, liquid, and gas phase distributions
Cengiz et al. Influence of temperature and pressure on hydrogen and methane production in the hydrothermal gasification of wood residues
Yuliansyah et al. Efficacy of hydrothermal treatment for production of solid fuel from oil palm wastes
Wang et al. Comparative assessment of pretreatment options for biomass pyrolysis: linking biomass compositions to resulting pyrolysis behaviors, kinetics, and product yields
Demirbas et al. Conversion of olive husk to liquid fuel by pyrolysis and catalytic liquefaction
Vega-Aguilar et al. Effect of methoxy substituents on wet peroxide oxidation of lignin and lignin model compounds: understanding the pathway to C4 dicarboxylic acids
Celikbag et al. Effect of liquefaction temperature on hydroxyl groups of bio-oil from loblolly pine (Pinus taeda)
Zeng et al. Effects of temperature and Mg-based additives on properties of cotton stalk torrefaction products
RU2604726C2 (en) Production of organic materials using oxidative hydrothermal dissolution method
Parku et al. Phase Equilibria Aided Optimization of Levoglucosan Extraction during Condensation of Fast Pyrolysis Bio-Oils
Bispo et al. Green solvent-assisted hydrothermal conversion of biomass waste into bio-oil under pressurized conditions
US10023512B2 (en) Production of organic materials using oxidative hydrothermal dissolution method
Haverly An experimental study on solvent liquefaction
NZ618723B2 (en) Production of organic materials using an oxidative hydrothermal dissolution method
Santhakumari et al. Biomass: Resources and Sustainable Utilization
Santhakumari Check for updates Biomass: Resources and Sustainable Utilization Meera Bai Santhakumari, Ezhilarasi Pandi, Manjima Mohan, Aparna Reji Daniel, and Vanavil BalakrishnanⓇ

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200605