甘油 的氫解混合物。
[0055]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，公開了一種在不需要外部氫氣或僅需要有限數(shù)量的外部 氫氣的情況下用于由木質(zhì)纖維素原料制備包括乙二醇和丙二醇的混合物的方法，其在該方 法的經(jīng)濟狀況中表現(xiàn)為一個重要問題。即，該氫解混合物被至少分離為低沸點混合物和高 沸點混合物，該分離優(yōu)選是通過熱處理(例如通過熱蒸發(fā)方法)進行的。在該分離步驟中可 以產(chǎn)生其他流。在本發(fā)明的內(nèi)容中，低沸點化合物是當(dāng)該氫解混合物在50毫巴的壓力下被 加熱到120°C時可以被蒸發(fā)并回收在冷凝的蒸發(fā)液中的化合物。該低沸點混合物包括乙二 醇和丙二醇，且可以進一步包括其他多元醇(例如丁二醇、戊二醇)和/或其他非多元醇的化 合物(例如未反應(yīng)物或中間產(chǎn)物或副產(chǎn)物）。在本發(fā)明的內(nèi)容中，高沸點化合物是當(dāng)該氫解 混合物在50毫巴的壓力下被加熱到120 °C時可以回收在冷凝液中的化合物。該高沸點混合 物包括甘油，且可以進一步包括其他多元醇(例如蘇糖醇和赤藻糖醇)和/或其他非多元醇 的化合物(例如乳酸、甲酸，其在堿性環(huán)境中可能以陰離子形式存在，例如乳糖鈉和甲酸鈉） 和未反應(yīng)的糖醇(其在分離條件時不蒸發(fā)）。
[0056] 然后將該高沸點混合物在重整條件下轉(zhuǎn)化為氫氣，該氫氣用于供應(yīng)該加氫和/或 氫解反應(yīng)。該高沸點混合物是所公開的用于制備包括乙二醇和丙二醇的低沸點混合物的方 法中不可避免的副產(chǎn)物。由此其用于產(chǎn)生催化轉(zhuǎn)化所需的氫氣的至少一部分的使用不會影 響所公開的方法的收率。優(yōu)選地，重整是在高沸點混合物的含水液相條件在與加氫和氫解 反應(yīng)的反應(yīng)器分開的反應(yīng)器中進行的，以避免該加氫和氫解催化劑被重整混合物和副產(chǎn)物 污染。因此，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開了一種提高催化劑壽命的方法。
[0057] 在一優(yōu)選實施方案中，該液體糖流是由該木質(zhì)纖維素原料通過廉價的水中浸漬漬 的方法得到的，在不需要化學(xué)物質(zhì)或催化劑的情況下，水將原料中一部分糖類溶解。然后將 固體未溶解的原料用于供給其他轉(zhuǎn)化過程或工藝以轉(zhuǎn)化為不同的化學(xué)目標(biāo)產(chǎn)物。該木質(zhì)纖 維素原料的浸漬產(chǎn)成了包括可溶糖的浸漬液流，其主要源自該木質(zhì)纖維素原料的木聚糖， 在供給本發(fā)明的方法之前，其可以水解為單體并被純化。
[0058] 因此，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開了一種將低成本液體糖流轉(zhuǎn)化為有價值的化 學(xué)品同時降低轉(zhuǎn)化成本的方法。
[0059] 木質(zhì)纖維素原料
[0060] 通常，木質(zhì)纖維素原料也稱作木質(zhì)纖維素生物質(zhì)，能夠描述為：
[0061] 除淀粉之外，植物生物質(zhì)中的三種主要成分為纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，其通常 統(tǒng)稱為木質(zhì)纖維素。作為統(tǒng)稱，含多糖的生物質(zhì)包括淀粉和木質(zhì)纖維素生物質(zhì)。因此，一些 類型的原料能夠是植物生物質(zhì)、含多糖的生物質(zhì)和可以包含或不包含淀粉的木質(zhì)纖維素生 物質(zhì)。
[0062] 根據(jù)本發(fā)明的含多糖的生物質(zhì)包括任何包含聚合糖（例如以淀粉以及精制淀粉、 纖維素和半纖維素的形式)的材料。
[0063] 用于得到要求保護的發(fā)明的木質(zhì)纖維素原料的相關(guān)類型可以包括源自農(nóng)作物的 生物質(zhì)，該農(nóng)作物選自由以下構(gòu)成的組:含淀粉的谷物、精制淀粉;玉米秸桿、甘蔗渣、禾桿 (例如源自水稻、小麥、黑麥、燕麥、大麥、油菜、高粱）；軟木（例如歐洲紅松（Pinus sylvestris)、福射松(Pinus radiate));硬木（例如柳樹（Salix spp.)、桉樹(Eucalyptus SPP.));塊莖類(例如甜菜、馬鈴薯）；谷類(例如來自水稻、小麥、黑麥、燕麥、大麥、油菜、高 粱和玉米）；廢紙、來自沼氣處理的纖維部分、糞便、來自油棕處理的殘余物、市政固體廢物 等。雖然實驗僅限于以上枚舉列出的幾個實例，但是本發(fā)明據(jù)信適用于所列的所有成員。
[0064] 在一種實施方案中，該方法中所用的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)原料來自通常稱為草的 科。正確的名稱是開花植物的百合綱（單子葉植物）中稱為禾本科或穎花科的科。這個科的 植物通常被稱為草，或者，以區(qū)別于其它禾草，被稱作真禾草。竹子也包括在內(nèi)。有約600個 屬和約9,000-10,000或更多個種的草(世界草類丘園索引（Kew Index of World Grass Species))〇
[0065] 禾本科包括在世界各地種植的主食谷物和谷類作物、草坪和牧草、以及竹子。禾本 科通常具有中空的莖，稱為桿，其每隔一段便堵塞(實心），稱為節(jié)，也就是沿著桿在葉子生 長處的點。草葉通常是交替的、對生的（在一個平面上）或稀少地螺旋生長的，且是平行葉 脈。每片葉分化為以一定距離包圍莖的下部葉鞘和帶葉緣的葉片。很多草的葉片被硅石植 物巖（silica phytoliths)硬化，這有助于阻礙食草動物啃食。在一些草(如劍葉草）中，這 使草的葉片邊緣銳利，足以割傷人體皮膚。膜狀附器或毛緣，稱為葉舌，位于葉鞘與葉片之 間的相接處，防止水或昆蟲進入到葉鞘中。
[0066] 草葉生長在葉片的基部，而不是從細長莖桿的頂端長出。這種低生長點是為適應(yīng) 食草動物而進化的，并使得草能夠被定期啃食或割下而不會對植物造成嚴(yán)重損害。
[0067] 禾本科的花的特征為按照小穗狀花序排布，每個小穗具有一個或多個小花(小穗 進一步分組為圓錐花序或穗狀花序）。小穗由兩個(或有時更少)的基部苞片(稱為穎片）、隨 后的一個或多個小花構(gòu)成。小花由稱為外稃(外部的）和內(nèi)稃（內(nèi)部的）的兩個苞葉包圍的花 構(gòu)成?；ㄍǔＪ谴菩弁w的（玉米，雌雄同株，是一個例外）而授粉幾乎都是風(fēng)媒授粉。花被 減少到兩個鱗苞，稱為漿片，其通過膨脹和收縮傳播外稃和內(nèi)稃;這些通常都解釋為修飾的 萼片(modified sepal)。
[0068] 禾本科的果實是穎果，其中種皮融合到果皮中，因此不能與其分離(如玉米籽中那 樣)。
[0069]在草中通常存在三類生長習(xí)性;束型（也稱為叢生）、具匍匐莖的和根狀莖的。
[0070]草的演替部分依賴于其形態(tài)和生長過程，部分依賴于其生理多樣性。大部分草分 為兩種生理群類，采用C3和C4光合作用途徑進行碳固定。C4草具有與特化克蘭茨葉片解剖 有關(guān)的光合作用途徑，使它們特別適應(yīng)炎熱的氣候和低二氧化碳氣氛。
[0071] C3草被稱為"冷季型草"，而C4草被認為是"暖季型草"。草可以是一年生或多年生 植物。一年生冷季型的實例是小麥、黑麥、一年生藍草(一年生牧草(meadowgrass)、早熟禾 和燕麥）。多年生冷季型的實例是果園草（雞腳草（cocksfoot)、鴨茅（Dactylis glomerata))、羊茅（高羊茅屬）、草地早熟禾(Kentucky Bluegrass)和多年生黑麥草（多年 生黑麥草(Lolium perenne))。一年生暖季型的實例是玉米、蘇丹草和珍珠稷。多年生暖季 型的實例是大須芒草、印度草、狗牙根和柳枝稷。
[0072] 禾本科的一個分類公認有12個亞科，這些亞科是：l)Anomochlooideae亞科，包括 兩個屬(Anomochloa屬、Streptochaeta屬）的小譜系闊葉草;2)Pharoideae亞科，小譜系的 草，包括三個屬，包括毛幢(Pharus)和囊稃竹屬(Leptaspis) ;3)Puelioideae亞科，包括非 洲巨菌草(Puelia)的小譜系;4)早熟禾亞科(Pooideae)，其包括小麥、大麥、燕麥、雀麥草 (Bronnus)和蘆 _草（reed-grasses)(拂子茅（Calamagrostis) ); 5)竹亞科 (Bambusoideae)，包括竹子;6)稻亞科(Ehrhartoideae)，包括水稻和野生稻；7)蘆竹亞科 (Arundinoideae)，包括巨蘆_(8丨&111: reed)和普通蘆_((3〇111111〇11 reed);8)假淡竹葉 (Centothecoideae)，11個屬的小亞科，有時包括在泰亞科(Panicoideae)中；9)虎尾草亞科 (Chloridoideae)，包括雀茅類（lovegrasses)(畫眉草屬，約350種，包括埃塞俄比亞畫眉 草）、鼠尾粟（ropseeds)(鼠尾粟屬，約160種）、龍爪稷（finger millet)(龍爪稷屬 (Eleusine cor a cana ( L · ) Gae r t η ·))和舌L 子草（muh 1 y gr a s s e s )(舌L子草屬 (11111161^6找丨3)，約175種）；10)黍亞科(？311；[00丨(1636)，包括黍、玉米、高梁、甘鹿、大部分 稷、福尼奧米（fonio)和須芒草（bluestem grass) ; ll)Micrairoideae 亞科和 12) Danthoniodieae亞科，包括蒲華;Poa是約500種草的屬，原產(chǎn)于兩個半球的溫帶氣候區(qū)。 [0073]因可食用種子而種植的農(nóng)業(yè)草稱為谷類。常見的三種谷類是水稻、小麥和玉蜀黍 (玉米）。在所有作物中，70 %是草。
[0074] 甘蔗是生產(chǎn)糖的主要來源。草用于建筑。由竹子制成的腳手架能夠經(jīng)受會破壞鋼 制腳手架的臺風(fēng)強風(fēng)吹襲。更大的竹子和蘆竹(Arundo donax)具有結(jié)實的莖桿，能夠以類 似于木材的方式使用，而草根使草屋的草皮(sod)穩(wěn)固。蘆竹屬(Arundo)用于生產(chǎn)用于木管 樂器的蘆葦，而竹子用于許多器具。
[0075] 另一種木質(zhì)纖維素生物質(zhì)原料可以是木本植物或樹木。木本植物是使用木材作為 其結(jié)構(gòu)組織的植物。這些通常是多年生植物，其莖桿和較大的根都采用鄰近維管組織產(chǎn)生 的木質(zhì)部強化。這些植物的主莖桿、較大枝和根部通常覆蓋加厚的樹皮層。木本植物通常是 喬木、灌木或藤本植物。木質(zhì)部是蜂窩結(jié)構(gòu)的適應(yīng)，其使木本植物年復(fù)一年地從地上莖桿生 長，從而使一些木本植物變成最大和最高的植物。
[0076] 這些植物需要維管系統(tǒng)從根部到葉(木質(zhì)部)運輸水分和養(yǎng)分，并將糖從葉運輸?shù)?植物其余部分(韌皮部）。有兩種類型的木質(zhì)部:初生生長期間由原形成層形成的初生木質(zhì) 部和次生生長期間由維管形成層形成的次生木質(zhì)部。
[0077]通常被稱為"木材"的是這種植物的次生木質(zhì)部。
[0078]其中能夠發(fā)現(xiàn)次生木質(zhì)部的兩個主要的組是：
[0079] 1)針葉樹(松柏科(Coniferae)):有約六百種針葉樹。所有種類都具有次生木質(zhì) 部，在整個組群中結(jié)構(gòu)上相對均一。許多針葉樹都長成喬木:這些樹木的次生木質(zhì)部作為軟 木市售。
[0080] 2)被子植物（被子植物門（Angiospermae)):有約25萬到40萬種被子植物。在這一 組群中次生木質(zhì)部尚未發(fā)現(xiàn)于單子葉植物(例如禾本科）中。許多非單子葉被子植物成為喬 木，而這些植物的次生木質(zhì)部作為硬木市售。
[0081 ]術(shù)語軟木用于描述屬于裸子植物的樹木的木材。裸子植物是具有未被包被在子房 中的裸子的植物。這些種子"果實"被認為比硬木更原始。軟木樹通常是常綠的，結(jié)錐形果 實，并具有針葉或鱗片狀葉。其包括針葉樹種(例如松樹、云杉、冷杉和雪松）。針葉樹種的木 材硬度各不相同。
[0082] 術(shù)語硬木用于描述屬于被子植物科的樹木的木材。被子植物是具有包被在子房中 保護的胚珠的植物。當(dāng)受精時，這些胚珠發(fā)育成種子。硬木樹通常是闊葉的；在溫帶和北方 煒度它們大多是落葉植物，但在熱帶和亞熱帶地區(qū)大多是常綠植物。這些葉片能夠是單一 的（單葉片的），或它們可以是復(fù)雜的，葉片附連到葉莖。雖然形狀可變，但所有的硬木葉片 都具有獨特的細脈網(wǎng)絡(luò)。硬木植物包括例如白楊、樺木、櫻桃木、楓木、橡木和柚木。
[0083] 因此，在一種實施方案中，適合的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)可以選自由禾本科和木本科 植物組成的組。在一種實施方案中，木質(zhì)纖維素生物質(zhì)能夠選自由屬于針葉樹、被子植物、 禾本科和其它科的植物組成的組。在一種實施方案中，另一種優(yōu)選的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)可 以是具有其干物質(zhì)的至少l 〇wt%為纖維素的生物質(zhì)，或更優(yōu)選地具有其干物質(zhì)的至少 5wt %為纖維素的生物質(zhì)。
[0084]由該木質(zhì)纖維素原料得到的液體糖流
[0085]該液體糖流是由該木質(zhì)纖維素原料通過對該木質(zhì)纖維素原料進行處理或預(yù)處理 得到的。
[0086]該木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的預(yù)處理用于從該木質(zhì)纖維素原料中溶解和去除碳水化合 物(主要是木聚糖和葡聚糖），且同時有害抑制性副產(chǎn)物(例如乙酸、糠醛和羥甲基糠醛）的 濃度保持得充分低。
[0087] 可以使用的預(yù)處理技術(shù)是現(xiàn)有技術(shù)中公知的，且包括物理、化學(xué)和生物預(yù)處理或 其任意組合。在優(yōu)選實施方案中，該木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的預(yù)處理是作為間歇或連續(xù)方法進 行的。
[0088]物理預(yù)處理技術(shù)包括各種類型的研磨/粉碎(降低顆粒尺寸）、輻照。
[0089]粉碎包括干、濕和振動球磨。
[0090] 盡管不需要或不優(yōu)選，但化學(xué)預(yù)處理技術(shù)包括酸、稀酸、堿、有機溶劑、石灰、氨、二 氧化硫、二氧化碳、pH控制水熱裂解、濕氧化和溶劑處理。
[0091] 如果化學(xué)處理方法是酸處理方法，其更優(yōu)選地是連續(xù)的稀酸或弱酸處理，例如用 硫酸或另一有機酸(例如乙酸、檸檬酸、酒石酸、琥珀酸或其任意混合物)處理。也可以使用 其他酸