衍生自生物油的生物油级分组合物的制作方法

本发明涉及当经受极性溶剂混合物时从生物油获得的生物油级分组合物。

背景技术：

1、生物油通常可从几种木质纤维素来源获得。生物油的一个来源是森林生物质，例如硬木、软木、草和杂草；甘蔗，包括甘蔗渣、秸秆收获物；能源甘蔗整体或茎；以及它们的混合物。生产用于本发明的生物油的优选来源是从25％硬木和75％软木获得的木质纤维素材料。然而，可以使用其它来源。生物油通常含有超过500种已鉴定的衍生自纤维素、半纤维素、木质素和提取物的组分。

2、在其典型的组成中，生物油含有水(10wt％-30wt％)和有机化合物，例如羧酸、醛、酮、脱水糖(左旋葡聚糖)和酚类化合物。生物质的快速热解产生具有高氧含量(＞30％m/m)、高浓度有机酸和低能量密度的典型生物油样品。左旋葡聚糖(1,6-脱水-β-d-吡喃葡萄糖，cas 498-07-7)主要由生物质纤维素热解产生，并且其是具有增长的市场潜力的多用途分子。

3、通常，本发明感兴趣的生物油可以具有相当大量的甲基苯酚和甲氧基苯酚异构体、烷基甲氧基苯酚异构体、苯二酚异构体例如氢醌(1,4-苯二酚)、间苯二酚(1,3-苯二酚)和儿茶酚(1,2-苯二酚)；糠醛；环酮和羟基丙酮以及脱水糖如左旋葡聚糖(约20wt％)和热聚合和部分解聚的木质素(约40wt％)。左旋葡聚糖是用于制药工业、香料和芳香剂的具有高附加值的成分，还是生产溶剂和聚合物的前体。例如，左旋葡聚糖可以用作(羟甲基)糠醛(hmf)、二氢左旋葡聚糖、1,6-己二醇和非质子溶剂的生产中的原料。

4、优选使用快速热解方法来获得适用于本发明的生物油。在该方法中，在有或没有催化剂的情况下，施加热量形式的能量，以将有机物质转化成用于生产液体和生化燃料的结构单元，该液体和生化燃料目前由石化工业通过不同的合成路线生产。热解方法是一种热化学方法，其满足环境要求并提供了一种最有竞争力的手段以从农业、林业和工业木质纤维素材料获得可燃材料。此外，热解过程增加了低价值原材料如木质纤维素残余物的价值，将其转化为生物燃料和可销售生物产品。

5、生物质的每一级分(纤维素、半纤维素和木质素)在热解聚后产生一组不同的化学组分。

6、专利us 8,083,900公开了一种在部分冷凝器中从生物油中分离水的方法。

7、oasmaa,a等人的文献“控制生物质快速热解生物油的相稳定性(controllingthephase stability ofbiomassfastpyrolysis bio-oil)”公开了生物油在水和其它溶剂中的相稳定性。所述文献提到通过解释稳定性曲线来使生物油分级的可能性，而没有详述生物油级分的特性、特征和应用。

8、尽管生物油及其制备和分级的方法是本领域已知的，但是有必要开发具有改进特征的分离生物油级分的方法，即，将生物油分级成商业上期望的生物油级分的方法，其然后可以用于若干应用，例如干燥剂、生物杀虫剂、除草剂、聚氨酯泡沫、树脂、能量产生等。

9、本发明涉及获得具有商业利益的增强的生物油级分。具体地，本发明提供了获得生物油级分如富含左旋葡聚糖和乙酸的水相和富含芳族低聚物和聚合木质素的有机相的方法。本发明还提供了生物油级分组合物的用途。

技术实现思路

1、本发明涉及包含脱水糖和乙酸的组合物，其中脱水糖与乙酸的重量比为0.8-1.5。在这种组合物中，脱水糖以50g/l-110g/l存在，乙酸以70g/l-120g/l存在。优选地，该组合物的脱水糖与乙酸的比例为1.0，同时ph为3-4，动态黏度为2-5cp。通常，这在20％-40％的固体含量下实现。元素分析揭示了含有化学品如本发明的左旋葡聚糖和乙酸的水相的组成范围为具有20％的碳、10％的氢、0.10％的氮、小于0.03％的硫和约70％的氧。

2、还提供了一种通过使生物油与极性溶剂接触来制备由油相和非油相组成的分散体的方法，该方法包括：

3、a)提供生物油；

4、b)提供极性溶剂；

5、c)将生物油与极性溶剂混合5-120分钟。

6、本发明还提供了一种从分散体中提取组合物的方法，该方法进一步包括：

7、d)倾析生物油和极性溶剂的混合物3-48小时和/或离心生物油和极性溶剂的混合物1-15分钟；

8、e)从来自步骤d)的混合物的分离相的一个中回收包含脱水糖和乙酸的组合物，该组合物的脱水糖与乙酸的比例为以重量计0.8-1.5。

9、本发明的其它实施例涉及一种用于从分散体中提取热解木质素的方法，该方法进一步包括：

10、d)倾析生物油和极性溶剂的混合物和/或离心生物油和极性溶剂的混合物；

11、e)从来自步骤d)的混合物的分离相的一个中回收热解木质素。

12、本发明还提供了用于制备包含脱水糖和乙酸的组合物的方法，脱水糖与乙酸的比例为以重量计0.8-1.5，该方法包括：

13、a)提供生物油；

14、b)提供极性溶剂；

15、c)将生物油与极性溶剂混合5-120分钟；

16、d)倾析生物油和极性溶剂的混合物和/或离心生物油和极性溶剂的混合物；

17、e)从来自步骤d)的混合物的分离相的一个中回收包含脱水糖和乙酸的组合物，该组合物的脱水糖与乙酸的比例为以重量计0.8-1.5。

18、本发明的其它实施例涉及一种包含酚和苯甲醛的热解木质素、一种包含生物油级分组合物的除草剂、其用途、以及一种包含生物油级分组合物的杀虫剂。

技术特征：

1.一种生物油级分组合物，其包含脱水糖和乙酸，其中脱水糖与乙酸的重量比为0.8-1.5。

2.根据权利要求1所述的生物油级分组合物，其中所述脱水糖以50g/l-110g/l存在，并且所述乙酸以70g/l-120g/l存在。

3.根据权利要求1所述的生物油级分组合物，其具有3-4的ph和2-5cp的动态黏度。

4.根据权利要求1所述的生物油级分组合物，其包含1％-2％的羟基丙酮、1％-3％的乙醇醛和/或4％-6％的苯二酚。

5.根据权利要求1所述的生物油级分组合物，其中脱水糖与乙酸的比例为1。

6.根据权利要求1所述的生物油级分组合物，其中所述脱水糖是左旋葡聚糖。

7.根据权利要求4所述的生物油级分组合物，其中所述苯二酚包括1,4-苯二酚、1,3-苯二酚和1,2-苯二酚。

8.根据权利要求1所述的生物油级分组合物，其中所述生物油级分组合物包含60wt％-90wt％的极性溶剂。

9.根据权利要求8所述的生物油级分组合物，其中所述极性溶剂选自以下组成的组：水、醇、来自现有工厂的流出物及其混合物。

10.根据权利要求9所述的生物油级分组合物，其中所述极性溶剂是醇，其中所述醇是c1-c6醇，优选甲醇或乙醇。

11.根据权利要求1所述的生物油级分组合物，其中所述生物油级分组合物还包含选自以下组成的组的组分：a)表面活性剂；和b)盐。

12.根据权利要求11所述的生物油级分组合物，其中所述表面活性剂选自以下组成的组：烷基苯磺酸盐、甲基丙烯酸甲酯、硫酸盐木质素、木质素磺酸盐、纤维素衍生物及其混合物。

13.根据权利要求11所述的生物油级分组合物，其中所述盐选自以下组成的组：氯化钠、氯化钙、氯化镁、磷酸盐、焦磷酸盐、硫酸盐、硫化物、碳酸盐、硝酸盐及其混合物。

14.一种热解木质素，其包含15％-20％的酚和12％-16％的苯甲醛，优选20％的酚和14％的苯甲醛。

15.根据权利要求14所述的热解木质素，其还包含11％-15％的环酮和11％-14％的糠醛。

16.根据权利要求14所述的热解木质素，其还包含低硫含量。

17.根据权利要求14所述的热解木质素，其还包含小于0.1％的硫含量。

18.一种用于制备包含脱水糖和乙酸的生物油级分组合物的方法，所述生物油级分组合物的脱水糖与乙酸的比例为以重量计0.8-1.5，所述方法包括：

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述生物油是生物油乳剂。

20.根据权利要求18所述的方法，其中步骤a)中提供的所述生物油包含至少20％的水。

21.根据权利要求18所述的方法，其中步骤b)和c)同时进行。

22.根据权利要求18所述的方法，其中步骤b)中提供的所述极性溶剂形成极性溶剂与步骤a)中提供的生物油的比率为0.1:1.0-0.5:1.0，优选极性溶剂与步骤a)中提供的生物油的比率为0.2:1.0-0.3:1.0。

23.根据权利要求18所述的方法，其中步骤d)中所述的倾析进行3-48小时。

24.根据权利要求18所述的方法，其中步骤d)中的所述离心在离心机中进行1-15分钟。

25.根据权利要求19所述的方法，其中所述生物油级分组合物包含60wt％-90wt％的极性溶剂。

26.根据权利要求18所述的方法，其中所述极性溶剂选自以下组成的组：水、醇、来自现有工厂的流出物及其混合物。

27.根据权利要求26所述的方法，其中所述极性溶剂是醇，其中所述醇是c1-c6醇，优选甲醇或乙醇。

28.根据权利要求18所述的方法，其中将所述生物油与所述极性溶剂混合的步骤c)在100-600rpm下进行。

29.根据权利要求18所述的方法，其中将所述生物油与所述极性溶剂混合的步骤c)在25℃-60℃的温度下进行。

30.根据权利要求18所述的方法，其中所述方法提供生物油级分组合物和热解木质素。

31.一种通过使生物油与极性溶剂接触来制备由油相和非油相组成的分散体的方法，所述方法包括：

32.一种从根据权利要求31所述的分散体中提取生物油级分组合物的方法，所述方法还包括：

33.一种从根据权利要求31所述的分散体中提取热解木质素的方法，所述方法还包括：

34.根据权利要求31所述的制备分散体的方法，其中在步骤b)中所述极性溶剂的添加速率为约1％/min至约5％/min。

35.根据权利要求1所述的生物油级分组合物的作为作物中的干燥剂或作为作物杀虫剂的用途。

36.一种干燥剂除草剂，其包含根据权利要求1所述的生物油级分组合物。

37.一种作物杀虫剂，其包含根据权利要求1所述的生物油级分组合物。

技术总结本发明涉及生物油级分组合物，其包含当经受极性溶剂混合物时从生物油获得的脱水糖和乙酸，涉及用于制备生物油级分组合物的方法、其用途，以及包含所述生物油级分组合物的干燥剂除草剂和作物杀虫剂。此外，本发明还涉及通过使生物油与极性溶剂接触制备由油相和非油相组成的分散体的方法，以及涉及从该分散体中提取生物油级分组合物和热解木质素的方法。技术研发人员：达尼洛·里贝罗·德·利马,马库斯·保罗·马丁斯,马修斯·安图内斯·吉马尔斯,赫洛伊萨·奥古什·拉米雷·拉米雷斯,埃弗顿·皮雷斯·索利曼,萨洛·德·梅洛·泽维尔·席尔瓦,埃迪瓦尔·安吉洛·瓦尔韦德·佐扎受保护的技术使用者：苏扎诺公司技术研发日：技术公布日：2024/4/17