СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕВУЛИНОВОЙ КИСЛОТЫ ИЗ ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗНОЙ БИОМАССЫ

1. Способ получения левулиновой кислоты из лигноцеллюлозной биомассы, содержащей гемицеллюлозу, включающую один или несколько прекурсоров соединений, представляющих собой шестичленные углеводородные соединения, включающий стадии:
гидролиз лигноцеллюлозной биомассы для получения первой фазы, содержащей частично гидролизованную лигноцеллюлозную биомассу, включающую целлюлозу и лигнин, и второй фазы, содержащей один или несколько сахаров, содержащих пятичленные углеводородные цепи, и один или несколько сахаров, содержащих шестичленные углеводородные цепи, в результате деградации гемицеллюлозы;
отделение первой фазы от второй фазы; и
превращение по меньшей мере части одного или нескольких сахаров, содержащих пятичленные углеводородные цепи, в фурфураль, промежуточное соединение реакции фурфураля, деготь или их комбинацию в присутствии одного или нескольких сахаров, содержащих шестичленные углеводородные цепи; и
отделение по меньшей мере части фурфураля, промежуточного соединения реакции фурфураля, дегтя или их комбинации от одного или нескольких сахаров, содержащих шестичленные углеводородные цепи, а затем
превращение по меньшей мере части одного или нескольких сахаров, содержащих шестичленные углеводородные цепи, в левулиновую кислоту.
2. Способ по п. 1, в котором стадия гидролиза лигноцеллюлозной биомассы включает приведение лигноцеллюлозной биомассы в контакт с паром, комбинацией пара и по меньшей мере одним из таких соединений, как кислота, спирт или комбинация спирта и по меньшей мере одной кислоты.
3. Способ по п. 2, в котором стадию гидролиза лигноцеллюлозной биомассы осуществляют в реакторе при температуре от примерно 170°С до примерно 185°С в течение от примерно 35 минут до примерно 60 минут.
4. Способ по п. 1, в котором первая фаза дополнительно содержит один или несколько сахаров, содержащих шестичленные углеводородные цепи, или прекурсоров одного или нескольких сахаров, содержащих шестичленные углеводородные цепи, и который дополнительно включает превращение по меньшей мере части одного или нескольких сахаров, содержащих шестичленные углеводородные цепи, или прекурсоров одного или нескольких сахаров, содержащих шестичленные углеводородные цепи, в левулиновую кислоту.
5. Способ по п. 1, в котором вторая фаза является жидкой.
6. Способ по п. 1, в котором вторая фаза дополнительно включает растворитель и который дополнительно включает стадии отделения по меньшей мере части растворителя от второй фазы до стадии превращения по меньшей мере части одного или нескольких сахаров, содержащих пятичленные углеводородные цепи, в фурфураль, промежуточное соединение реакции фурфураля, деготь или их комбинацию и рециркуляцию по меньшей мере части растворителя из второй фазы для использования на стадии гидролиза лигноцеллюлозной биомассы.
7. Способ по п. 1, в котором превращение по меньшей мере части одного или нескольких сахаров, содержащих пятичленные углеводородные цепи, в фурфураль, промежуточное соединение реакции фурфураля, деготь или их комбинацию включает приведение одного или нескольких сахаров, содержащих пятичленные углеводородные цепи, в контакт с по меньшей мере одной кислотой.
8. Способ по п. 7, в котором стадию превращения по меньшей мере части одного или нескольких сахаров, содержащих пятичленные углеводородные цепи, в фурфураль, промежуточное соединение реакции фурфураля, деготь или их комбинацию осуществляют в реакторе при температуре от примерно 130°С до примерно 300°С в течение от примерно 35 минут до примерно 60 минут.
9. Способ по п. 1, в котором отделение по меньшей мере части фурфураля от одного или нескольких сахаров, содержащих шестичленные углеводородные цепи, включает введение смеси фурфураля и одного или нескольких сахаров, содержащих шестичленные углеводородные цепи, во флэш-испаритель.
10. Способ по п. 1, в котором стадия превращения по меньшей мере части одного или нескольких сахаров, содержащих шестичленные углеводородные цепи, в левулиновую кислоту включает приведение одного или нескольких сахаров, содержащих шестичленные углеводородные цепи, в контакт с по меньшей мере одной кислотой.
11. Способ по п. 10, в котором стадию превращения по меньшей мере части одного или нескольких сахаров, содержащих шестичленные углеводородные цепи, в левулиновую кислоту осуществляют в реакторе при температуре от примерно 190°С до примерно 220°С.
12. Способ по п. 1, в котором на стадии превращения по меньшей мере части одного или нескольких сахаров, содержащих шестичленные углеводородные цепи, в левулиновую кислоту также осуществляют конверсию по меньшей мере другой части одного или нескольких сахаров, содержащих шестичленные углеводородные цепи, в муравьиную кислоту и растительный уголь.
13. Способ получения продукта из древесной массы и левулиновой кислоты из лигноцеллюлозной биомассы, содержащей гемицеллюлозу, включающую один или несколько прекурсоров соединений, представляющих собой шестичленные углеводородные соединения, включающий стадии:
гидролиз лигноцеллюлозной биомассы для получения первой фазы, содержащей частично гидролизованную лигноцеллюлозную биомассу, включающую целлюлозу и лигнин, и второй фазы, содержащей один или несколько сахаров, содержащих пятичленные углеводородные цепи, и один или несколько сахаров, содержащих шестичленные углеводородные цепи, в результате деградации гемицеллюлозы;
отделение первой фазы от второй фазы;
превращение по меньшей мере части одного или нескольких сахаров, содержащих шестичленные углеводородные цепи, в левулиновую кислоту; и
превращение по меньшей мере части первой фазы в продукт из древесной массы.
14. Способ по п. 13, дополнительно включающий:
превращение по меньшей мере части одного или нескольких сахаров, содержащих пятичленные углеводородные цепи, в фурфураль, промежуточное соединение реакции фурфураля, деготь или их комбинацию в присутствии одного или нескольких сахаров, содержащих шестичленные углеводородные цепи; и
отделение по меньшей мере части фурфураля, промежуточного соединения реакции фурфураля, дегтя или их комбинации от одного или нескольких сахаров, содержащих шестичленные углеводородные цепи, до стадии превращения по меньшей мере части одного или нескольких сахаров, содержащих шестичленные углеводородные цепи, в левулиновую кислоту.
15. Способ по п. 13, в котором продукт из древесной массы представляет собой целлюлозу.
16. Способ по п. 15, в котором стадия превращения по меньшей мере части первой фазы в целлюлозу включает превращение по меньшей мере части первой фазы в целлюлозу в процессе сульфатной варки целлюлозы.
17. Способ по п. 13, в котором продукт из древесной массы представляет собой топливо, а стадия превращения по меньшей мере части первой фазы в тепло включает сушку по меньшей мере части первой фазы.
18. Способ по п. 13, в котором продукт из древесной массы представляет собой тепло, а стадия превращения по меньшей мере части первой фазы в тепло включает сжигание по меньшей мере части первой фазы.
19. Способ по п. 13, в котором продукт из древесной массы представляет собой древесные гранулы или растворимую целлюлозу.
20. Способ по п. 13, дополнительно включающий стадии отделения сахаров, содержащих пятичленные углеводородные цепи, от сахаров, содержащих шестичленные углеводородные цепи, и соединения сахаров, содержащих пятичленные углеводородные цепи, с продуктом из древесной массы.