RU2488445C1 - Синтез многофункционального катализатора окислительного крекинга органического сырья и способ жидкофазного низкотемпературного окислительного крекинга органического сырья (варианты) - Google Patents
Синтез многофункционального катализатора окислительного крекинга органического сырья и способ жидкофазного низкотемпературного окислительного крекинга органического сырья (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2488445C1 RU2488445C1 RU2012116860/04A RU2012116860A RU2488445C1 RU 2488445 C1 RU2488445 C1 RU 2488445C1 RU 2012116860/04 A RU2012116860/04 A RU 2012116860/04A RU 2012116860 A RU2012116860 A RU 2012116860A RU 2488445 C1 RU2488445 C1 RU 2488445C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- biomass
- water
- hydrogen peroxide
- catalyst
- mixture
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 25
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000005336 cracking Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 title claims abstract description 21
- 239000011368 organic material Substances 0.000 title abstract 4
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 title description 4
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 62
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 28
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 7
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 7
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 7
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 104
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 54
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 44
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 13
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000008236 heating water Substances 0.000 abstract 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 22
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 22
- 239000000047 product Substances 0.000 description 14
- ZNNZYHKDIALBAK-UHFFFAOYSA-M potassium thiocyanate Chemical compound [K+].[S-]C#N ZNNZYHKDIALBAK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 9
- 229940116357 potassium thiocyanate Drugs 0.000 description 9
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 9
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 9
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 8
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 8
- 235000007319 Avena orientalis Nutrition 0.000 description 7
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 7
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 244000166124 Eucalyptus globulus Species 0.000 description 3
- 240000006240 Linum usitatissimum Species 0.000 description 3
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 3
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 3
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 3
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 2
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 description 2
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 2
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 2
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 2
- 241001133760 Acoelorraphe Species 0.000 description 1
- 241000209763 Avena sativa Species 0.000 description 1
- 235000007558 Avena sp Nutrition 0.000 description 1
- 208000035143 Bacterial infection Diseases 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000007817 Olea europaea Species 0.000 description 1
- 240000001090 Papaver somniferum Species 0.000 description 1
- 235000008753 Papaver somniferum Nutrition 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 208000022362 bacterial infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000003421 catalytic decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- SOCTUWSJJQCPFX-UHFFFAOYSA-N dichromate(2-) Chemical compound [O-][Cr](=O)(=O)O[Cr]([O-])(=O)=O SOCTUWSJJQCPFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015872 dietary supplement Nutrition 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012847 fine chemical Substances 0.000 description 1
- 235000004426 flaxseed Nutrition 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000007248 oxidative elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 1
- 238000001935 peptisation Methods 0.000 description 1
- 150000008442 polyphenolic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 description 1
- KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N potassium dichromate Substances [K+].[K+].[O-][Cr](=O)(=O)O[Cr]([O-])(=O)=O KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000010891 toxic waste Substances 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
- B01J23/745—Iron
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
- B01J37/031—Precipitation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
- C10G1/08—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal with moving catalysts
- C10G1/086—Characterised by the catalyst used
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Изобретение относится к каталитическим процессам. Описан способ синтеза катализатора для окислительного крекинга органического сырья, в том числе биомассы, заключающийся в том, что воду, содержащую 1-10% низшего спирта, нагревают до 58-75°C, добавляют FeCl3×6H2O и соду при массовом соотношении хлорида железа и соды 1,5-80, выдерживают водный раствор при температуре 58-75°C не менее 10 минут при помешивании и оставляют водный раствор до полного осаждения Fe3+. Описано использование катализатора, полученного указанным выше способом для окислительного крекинга органического сырья. Технический результат - увеличение активности катализатора. 5 н. и 9 з.п. ф-лы, 8 пр.
Description
Изобретение относится к области переработки биомассы с использованием биологически безопасных катализатора и окислителя, а именно к способу получения катализаторов на основе соединений железа для процессов окислительного крекинга органических соединений, лигнин-целлюлозной биомассы и других источников природных материалов.
Органические кислородсодержащие соединения являются ценными продуктами и интермедиатами органического синтеза. До недавнего времени основными способами их промышленного получения являлись процессы, осуществляемые с использованием таких реагентов, как двуокись марганца, перманганат и бихромат калия, азотная и серная кислота, щелочь и др. При стехиометрическом окислении используются большие количества дорогих и токсичных окислительных агентов и неизбежно возникают проблемы, связанные с утилизацией токсичных отходов.
Наиболее перспективными являются каталитические способы получения кислородсодержащих соединений, основанные на использовании в качестве окислителя молекулярного кислорода и пероксида водорода, поскольку оба эти окислителя являются экологически чистыми и недорогими. Хотя стоимость пероксида водорода выше, чем стоимость кислорода, в малотоннажных процессах тонкого органического синтеза использование этого окислителя часто оказывается предпочтительней, поскольку стоимость технологического оборудования для окисления Н2О2 в целом ниже, чем для окисления кислородом, которое, как правило, ведут при повышенных температурах и давлениях [R.A.Sheldon, J.Dakka. Heterogeneous catalytic oxidations in the manufacture of fine chemicals. Catalysis Today 19 (1994) 215].
Известен синтез многофункционального самонастраивающегося катализатора окислительного крекинга органического сырья и его применение (патент №2425715). Способ приготовления известного катализатора включает растворение соли железа в воде, содержащей низший спирт, в концентрациях, необходимых для формирования способной к пептизации коллоидной массы, нагревают смесь до температуры, не превышающей 100°С, и постоянном перемешивании (прототип).
Недостатком известного способа синтеза катализатора жидкофазного окисления органических соединений является зависимость его каталитической активности от соотношения воды, спирта и температуры. При несоблюдении оптимального соотношения активность катализатора резко снижается.
Недостатком является также то, что качество катализатора и его способность к пептизации зависит от качества воды и резко падает при снижении ее жесткости и содержания органических компонентов.
Недостатком является потребление большого количества воды (при известном синтезе на 1 г катализатора требуется около 20 л воды).
Задачей настоящего изобретения является синтез многофункционального самонастраивающегося катализатора окислительного крекинга органического сырья, в том числе биомассы разной природы, сопряжение его с окислительной переработкой биомассы (совмещение синтеза катализатора и переработки биомассы), а также сокращение потребления воды при синтезе катализатора и крекинге биомассы.
В предлагаемом способе на 1 г катализатора требуется 1-5 л воды, т.е. примерно на порядок сокращается ее расход. Указанное количество воды не представляет безвозвратные потери, как в альтернативных способах, и может быть на 90-80% использовано повторно.
Изобретение относится к области переработки биомассы с использованием биологически безопасных катализатора и окислителя, а именно к способу получения катализаторов на основе соединений железа для процессов окислительного крекинга органических соединений, лигнин-целлюлозной биомассы и других источников природных материалов.
Согласно настоящему изобретению предлагается способ синтеза многофункционального самонастраивающегося катализатора для жидкофазного низкотемпературного окислительного крекинга органического сырья, в том числе природной биомассы, заключающийся в том, что воду, содержащую 1-10% низшего спирта, нагревают до 58-75°C, добавляют FeCl3×6Н2О и соду при массовом соотношении хлорида железа и соды 1,5-80, выдерживают водный раствор при температуре 58-75°C не менее 10 минут при непрерывном помешивании и оставляют водный раствор до полного осаждения Fe3+.
Показателем окончания формирования катализатора является отсутствие ионов Fe3+, т.е. осуществляется контроль данного показателя. Контроль данного параметра необходим для исключения бесполезного для крекинга каталитического распада пероксида водорода в объеме водной фазы.
В результате получают коллоидный катализатор, основу которого составляют оксиды железа (3), содержащие органические примеси.
Катализатор проявляет:
- способность изменять свою активность в зависимости от типа органического сырья и окислителя
- свойства окислительных ферментов при крекинге природной биомассы, содержащей лигнин.
рН 6.0-7.0 воды создается добавкой соды (Na2CO3), способствующей образованию коллоидного катализатора…, хорошо связывающегося с поверхностью биомассы, подлежащей переработке. Количество добавляемой соды определяется количеством биомассы и соли железа. Массовое отношение хлорида железа (3) и соды находится в пределах 1,5-80, в зависимости от жесткости воды. Добавка соды позволяет сократить количество воды, необходимой для проведения синтеза и крекинга.
Изобретение также относится к способу жидкофазного низкотемпературного окислительного крекинга органического сырья, в том числе природной биомассы в присутствии катализатора при атмосферном давлении.
Отличием предлагаемого способа от известного является то, что в качестве катализатора используют вышеуказанный многофункциональный самонастраивающийся катализатор, полученный в условиях, как указано выше, - вносят биомассу при соотношении воды к биомассе 10-20, добавляют пероксид водорода при соотношении пероксида водорода к биомассе 3.5-0,5, перемешивают смесь до полного израсходования пероксида водорода;
- вносят биомассу при соотношении воды к биомассе 10-20, перемешивают смесь и выдерживают не более 10 часов, добавляют пероксид водорода при соотношении пероксида водорода к биомассе 3.5:0.5, перемешивают смесь до полного израсходования пероксида водорода;
- вносят биомассу при соотношении воды к биомассе 10-20, добавляют пероксид водорода при соотношении пероксида водорода к биомассе 3.5-0,5, перемешивают смесь при температуре 25-70°C;
- вносят биомассу при соотношении воды к биомассе 10-20, перемешивают смесь и выдерживают не более 10 часов, добавляют пероксид водорода при соотношении пероксида водорода к биомассе 3.5:0.5, перемешивают смесь при температуре 25-70°C до полного израсходования пероксида водорода;
- нагревают морскую воду или океаническую воду, или речную воду или их смесь;
- добавку пероксида водорода осуществляют дозированно в n-приемов, где n≥1.
В качестве органического сырья могут быть использованы пакля (лубяные культуры), природная биомасса в том числе солома (овсяная, маковая, рисовая, камыш, тростниковая и т.п.)., торф, побочные продукты производства растительных масел - оливкового, пальмового, льняного др. (жом, жмых), древесные отходы (например, опилки сосновые, эвкалиптовые и других пород деревьев), технический лигнин, костра (лен, хлопок и др.) При этом используемый катализатор при крекинге в отношении лигнина, содержащегося в биомассе, проявляет свойства окислительного фермента.
Преимуществом предложения является возможность сочетать в одном процессе с замкнутым водооборотом синтез катализатора и окислительную переработку биомассы. При этом сокращается потребление воды (примерно на порядок), энергии и компонентов катализатора. В зависимости от соотношения катализатора и биомассы возможно регулировать выход водорастворимых продуктов и твердого осадка. Водорастворимые продукты представляют собой ценный продукт для сельского хозяйства. Они содержат органические кислоты и полифенолы, что может найти применение в качестве консервантов и биодобавок в производстве кормов в сельском хозяйстве.
Т.к. в качестве окислителя используется пероксид водорода, то полученные продукты стерильны, т.е. безопасны с точки зрения бактериального заражения. Процесс практически безотходный, т.к. полученный твердый осадок представляет собой целлюлозу.
Окисление лигнина в лигнин-целлюлозной биомассе с использованием пероксида водорода и предложенного катализатора приводит к получению целлюлозы и ценных органических, легко утилизируемых продуктов и является более предпочтительным процессом, чем ныне используемые процессы с использованием кислоты и щелочи, приводящие к огромным количествам трудно утилизируемых опасных отходов. При этом в механизм каталитического окислительного расщепления вовлекаются пероксид водорода и кислород воздуха. Таким образом, катализатор настоящего изобретения имитирует природные ферментативные процессы деструкции органических природных материалов.
Синтез катализатора настоящего изобретения осуществляют по следующей методике.
Воду, содержащую 1-10% низшего спирта, нагревают до 58-75°C, добавляют FeCl3×6Н2О и соду при массовом соотношении хлорида железа и соды 1,5-80, выдерживают водный раствор при температуре 58-75°C не менее 10 минут при помешивании и оставляют водный раствор до полного осаждения Fe3+. Затем полученную суспензию используют в качестве катализатора. Показателем окончания формирования катализатора является отсутствие ионов Fe3+, которое, например, определяют по отсутствию розовой окраски при добавлении к воде тиоцианата калия (KSCN).
Способ окислительного крекинга органического сырья осуществляют по следующей методике (два варианта).
В катализатор по п.1, вносят биомассу при соотношении воды к биомассе 10-20, добавляют пероксид водорода при соотношении пероксида водорода к биомассе 3.5-0,5, перемешивают смесь до полного израсходования пероксида водорода.
В катализатор по п.1, вносят биомассу при соотношении воды к биомассе 10-20, перемешивают смесь и выдерживают не более 10 часов, добавляют пероксид водорода при соотношении пероксида водорода к биомассе 3.5:0.5, перемешивают смесь до полного израсходования пероксида водорода.
В катализатор по п.1 вносят биомассу при соотношении воды к биомассе 10-20, добавляют пероксид водорода при соотношении пероксида водорода к биомассе 3.5-0,5, перемешивают смесь при температуре 25-70°C.
В катализатор по п.1 вносят биомассу при соотношении воды к биомассе 10-20, перемешивают смесь и выдерживают не более 10 часов, добавляют пероксид водорода при соотношении пероксида водорода к биомассе 3.5:0.5, перемешивают смесь при температуре 25-70°C до полного израсходования пероксида водорода.
Нагревают морскую воду или океаническую воду, или речную воду, или их смесь.
Для процесса используют любую воду - водопроводную, дистиллированную, морскую воду или океаническую воду, или речную воду, их смесь и т.п.
Добавку пероксида водорода осуществляют как в один прием, так и дозированно в несколько приемов (п≥1). Количество добавок и размер дозы зависит от качества и вида используемого органического сырья, в том числе биомассы.
Примеры синтеза катализатора окислительной переработки биомассы
Пример 1.
Синтез катализатора: К смеси 620 мл воды (рН=7,1) и 8 мл этанола, нагретой до 70°C, добавили при перемешивании 0,149 г FeCl3·6H2O и 0,01 г соды (Na2CO3) выдержали при этой температуре 10 мин и оставили до полного осаждения осадка (рН 7.0; при добавлении к 1 мл водной фазы тиоцианата калия нет окрашивания) (хлорид/сода = 14,9).
Окисление древесных опилок: В стеклянный реактор поместили 9,1 г древесных опилок сосны, при перемешивании добавили суспензию катализатора и пероксид водорода (34 г); окисление проводили при 70°С в течение 18 ч. Выход твердого продукта - 1 г (9%), водорастворимых продуктов - 2,5 г (26%).
Пример 2. (85)
Синтез катализатора: К смеси 800 мл воды (рН=7,0) и 8 мл этанола, нагретой до 60°С, добавили при перемешивании 0,75 г FeCl3·6H2O и 0, 05 г соды (Na2CO3), выдержали при этой температуре 10 мин и оставили до полного осаждения осадка (рН 7,1; при добавлении к 1 мл водной фазы тиоцианата калия нет окрашивания), (хлорид/сода = 15).
Окисление древесных опилок: В реактор поместили 61 г древесных опилок сосны, при перемешивании добавили суспензию катализатора и пероксид водорода (95 г); окисление проводили при 70°С в течение 20 ч. Выход твердого продукта - 18 г (30%), водорастворимых продуктов - 13 г (22%).
Пример 3. (84)
Синтез катализатора: К смеси 800 мл воды (рН=7,2) и 8 мл этанола, нагретой до 70°С, добавили при перемешивании 0,77 г FeCl3·6H2O и 0,02 г соды (Na2CO3), выдержали при этой температуре 10 мин и оставили до полного осаждения осадка (рН 7,1; при добавлении к 1 мл водной фазы тиоцианата калия нет окрашивания) (хлорид/сода = 38,5).
Окисление овсяной соломы: В реактор поместили 55 г овсяной соломы, при перемешивании добавили суспензию катализатора и пероксид водорода (94 г); окисление проводили при 70°С в течение 28 ч. Выход твердого продукта - 11 г (20%), водорастворимых продуктов - 9,5 г (17%).
Пример 4. (80)
Синтез катализатора: К смеси 600 мл воды и 6 мл этанола, нагретой до 72°С, добавили при перемешивании 0,146 г FeCl3·6H2O и 0,014 г соды (Na2CO3), выдержали при этой температуре 15 мин и оставили до полного осаждения осадка (рН 7,1; при добавлении к 1 мл водной фазы тиоцианата калия нет окрашивания) (хлорид/сода = 10,4).
Окисление овсяной соломы: В реактор поместили 20 г овсяной соломы, при перемешивании добавили суспензию катализатора и пероксид водорода (36 г); окисление проводили при 60°С в течение 28 ч. Выход твердого продукта - 7 г (35%), водорастворимых продуктов - 5,5 г (27%).
Пример 5. (81)
Синтез катализатора: К смеси 750 мл воды (7,0) и 8 мл этанола, нагретой до 68°С, добавили при перемешивании 0,14 г FeCl3·6H2O и 0,011 г соды (Na2CO3), выдержали при этой температуре 10 мин и оставили до полного осаждения осадка (рН 7,0; при добавлении к 1 мл водной фазы тиоцианата калия нет окрашивания) (хлорид/сода = 12,7).
Окисление стеблей овсяной соломы (нарезанные куски 15-20 мм)). В реактор поместили 5,1 г овсяной соломы, при перемешивании добавили суспензию катализатора и пероксид водорода (12 г); окисление проводили при 60°С в течение 35 ч. Выход твердого продукта - 1,2 г (24%), водорастворимых продуктов - 0,85 г (17%).
Пример 6 (86)
Синтез катализатора: К 200 мл дистиллированной воды добавили 0,12 г соды (Na2CO3), 7 мл спирта, нагрели до 65°С, добавили 0,188 г FeCl3·6H2O, выдержали при этой температуре 10 мин и оставили до полного осаждения осадка (рН 7,1; при добавлении к 1 мл водной фазы тиоцианата калия нет окрашивания) (хлорид/сода = 1,56).
Окисление древесных остатков эвкалипта (тонкие ветки с корой) (нарезанные ножницами куски 4-8 мм)). В реакционный сосуд поместили 10,5 г сухих эвкалиптовых опилок (кусочков), добавили суспензию катализатора и пероксид водорода (9,5 г), перемешали и подняли температуру до 70°С. Окисление проводили в течение 25 часов.
Выход твердого остатка - 4,1 г (39%), водорастворимых продуктов - 2,1 г (22%).
Пример 7 (87)
Синтез катализатора: К 200 мл водопроводной воды (рН=6,3) добавили 0,11 г соды (Na2CO3), 7 мл спирта, нагрели до 65°С, добавили 0,19 г FeCl3·6H2O, выдержали при этой температуре 10 мин и оставили до полного осаждения осадка (рН 8; при добавлении к 1 мл водной фазы тиоцианата калия нет окрашивания) (хлорид/сода = 1,72).
Окисление костры (из льна). В реакционный сосуд поместили 11,35 г сухих фрагментов костры (разных размеров), добавили катализатор, пероксид водорода (14,5 г), перемешали и подняли температуру до 70°С. Окисление проводили в течение 25 часов.
Выход твердого продукта - 6,55 г (57,4%), водорастворимых продуктов - 1,88 г (16,5%).
Пример 8.
Синтез катализатора: К 200 мл водопроводной воды (рН=6,5) добавили 0,08 г соды (Na2CO3), 6 мл спирта, нагрели до 70°С, добавили 0,144 г FeCl3·6H2O, выдержали при этой температуре 10 мин и оставили до полного осаждения осадка (рН 8; при добавлении к 1 мл водной фазы тиоцианата калия нет окрашивания) (хлорид/сода = 1,8).
Окисление рисовой соломы: В реакционный сосуд поместили 3,5 г резаной соломы, предварительно замоченной в 30 мл воды, добавили катализатор, пероксид водорода (4,6 г). Окисление проводили в течение 25 часов при перемешивании (без дополнительного нагревания).
Выход твердого продукта - 1,36 г (39.4%), водорастворимых продуктов - 0.63 г (18%).
Claims (14)
1. Способ синтеза катализатора для окислительного крекинга органического сырья, в том числе биомассы, заключающийся в том, что воду, содержащую 1-10% низшего спирта, нагревают до 58-75°C, добавляют FeCl3×6H2O и соду при массовом соотношении хлорида железа и соды 1,5-80, выдерживают водный раствор при температуре 58-75°C не менее 10 мин при помешивании и оставляют водный раствор до полного осаждения Fe3+.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагревают морскую воду, или океаническую воду, или речную воду или их смесь.
3. Способ окислительного крекинга органического сырья, в том числе природной биомассы, в присутствии катализатора при атмосферном давлении, отличающийся тем, что в катализатор, полученный согласно способу по п.1, вносят биомассу при соотношении воды к биомассе 10-20, добавляют пероксид водорода при соотношении пероксида водорода к биомассе 3,5-0,5, перемешивают смесь до полного израсходования пероксида водорода.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что нагревают морскую воду, или океаническую воду, или речную воду или их смесь.
5. Способ по п.3, отличающийся тем, что добавку пероксида водорода осуществляют дозированно в n-приемов, где n≥1.
6. Способ окислительного крекинга органического сырья, в том числе природной биомассы, в присутствии катализатора при атмосферном давлении, отличающийся тем, что в катализатор, полученный согласно способу по п.1, вносят биомассу при соотношении воды к биомассе 10-20, перемешивают смесь и выдерживают не более 10 часов, добавляют пероксид водорода при соотношении пероксида водорода к биомассе 3,5:0,5, перемешивают смесь до полного израсходования пероксида водорода.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что нагревают морскую воду, или океаническую воду, или речную воду или их смесь.
8. Способ по п.6, отличающийся тем, что добавку пероксида водорода осуществляют дозированно в n-приемов, где n≥1.
9. Способ окислительного крекинга органического сырья, в том числе природной биомассы, в присутствии катализатора при атмосферном давлении, отличающийся тем, что в катализатор, полученный согласно способу по п.1, вносят биомассу при соотношении воды к биомассе 10-20, добавляют пероксид водорода при соотношении нероксида водорода к биомассе 3,5-0,5, перемешивают смесь при температуре 25-70°C.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что нагревают морскую воду, или океаническую воду, или речную воду или их смесь.
11. Способ по п.9, отличающийся тем, что добавку пероксида водорода осуществляют дозированно в n-приемов, где n≥1.
12. Способ окислительного крекинга органического сырья, в том числе природной биомассы, в присутствии катализатора при атмосферном давлении, отличающийся тем, что в катализатор, полученный согласно способу по п.1, вносят биомассу при соотношении воды к биомассе 10-20, перемешивают смесь и выдерживают не более 10 ч, добавляют пероксид водорода при соотношении пероксида водорода к биомассе 3,5:0,5, перемешивают смесь при температуре 25-70°C до полного израсходования пероксида водорода.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что нагревают морскую воду, или океаническую воду, или речную воду или их смесь.
14. Способ по п.12, отличающийся тем, что добавку пероксида водорода осуществляют дозированно в n-приемов, где n≥1.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012116860/04A RU2488445C1 (ru) | 2012-04-26 | 2012-04-26 | Синтез многофункционального катализатора окислительного крекинга органического сырья и способ жидкофазного низкотемпературного окислительного крекинга органического сырья (варианты) |
| PCT/RU2013/000328 WO2013162421A1 (ru) | 2012-04-26 | 2013-04-17 | Синтез многофункционального катализатора и способ жидкофазного низкотемпературного окислительного крекинга органического сырья |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012116860/04A RU2488445C1 (ru) | 2012-04-26 | 2012-04-26 | Синтез многофункционального катализатора окислительного крекинга органического сырья и способ жидкофазного низкотемпературного окислительного крекинга органического сырья (варианты) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2488445C1 true RU2488445C1 (ru) | 2013-07-27 |
Family
ID=49155592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012116860/04A RU2488445C1 (ru) | 2012-04-26 | 2012-04-26 | Синтез многофункционального катализатора окислительного крекинга органического сырья и способ жидкофазного низкотемпературного окислительного крекинга органического сырья (варианты) |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2488445C1 (ru) |
| WO (1) | WO2013162421A1 (ru) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013000074A1 (en) | 2011-06-30 | 2013-01-03 | Nano-Green Biorefineries Inc. | Catalytic biomass conversion |
| EA201891627A1 (ru) | 2016-01-28 | 2019-03-29 | Нано-Грин Байорифайнериз Инк. | Получение кристаллической целлюлозы |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992020857A1 (de) * | 1991-05-17 | 1992-11-26 | Call Hans Peter | Verfahren zur delignifizierung von lignocellulosehaltigem material. bleiche und behandlung von abwässern mittels laccasen mit erweiterter wirksamkeit |
| RU2277119C1 (ru) * | 2005-03-15 | 2006-05-27 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) | Способ и солнечная установка для получения искусственного жидкого топлива из углеродсодержащих материалов |
| US7932065B2 (en) * | 2006-10-26 | 2011-04-26 | Xyleco, Inc. | Processing biomass |
| RU2425715C1 (ru) * | 2010-02-19 | 2011-08-10 | Виктор Иванович Лесин | Синтез многофункционального самонастраивающегося катализатора окислительного крекинга органического сырья и его применение |
| RU2427607C2 (ru) * | 2006-05-05 | 2011-08-27 | Кайор Инк. | Способ конверсии биомассы в жидкое топливо и специальные химикаты |
| EP2190949B1 (en) * | 2007-08-14 | 2012-04-18 | Bergen Teknologioverføring AS | One-step conversion of solid lignin to liquid products |
-
2012
- 2012-04-26 RU RU2012116860/04A patent/RU2488445C1/ru not_active IP Right Cessation
-
2013
- 2013-04-17 WO PCT/RU2013/000328 patent/WO2013162421A1/ru not_active Ceased
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992020857A1 (de) * | 1991-05-17 | 1992-11-26 | Call Hans Peter | Verfahren zur delignifizierung von lignocellulosehaltigem material. bleiche und behandlung von abwässern mittels laccasen mit erweiterter wirksamkeit |
| RU2277119C1 (ru) * | 2005-03-15 | 2006-05-27 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) | Способ и солнечная установка для получения искусственного жидкого топлива из углеродсодержащих материалов |
| RU2427607C2 (ru) * | 2006-05-05 | 2011-08-27 | Кайор Инк. | Способ конверсии биомассы в жидкое топливо и специальные химикаты |
| US7932065B2 (en) * | 2006-10-26 | 2011-04-26 | Xyleco, Inc. | Processing biomass |
| EP2190949B1 (en) * | 2007-08-14 | 2012-04-18 | Bergen Teknologioverføring AS | One-step conversion of solid lignin to liquid products |
| RU2425715C1 (ru) * | 2010-02-19 | 2011-08-10 | Виктор Иванович Лесин | Синтез многофункционального самонастраивающегося катализатора окислительного крекинга органического сырья и его применение |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2013162421A1 (ru) | 2013-10-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mohammad et al. | Palm oil mill effluent treatment processes—A review | |
| Chaudhary et al. | Assessment of pretreatment strategies for valorization of lignocellulosic biomass: path forwarding towards lignocellulosic biorefinery | |
| CA2468714C (fr) | Procede de stabilisation et conditionnement de boues d'epuration municipales et industrielles | |
| RU2205166C1 (ru) | Способ получения солей гуминовых кислот | |
| Nayak et al. | Transformation of agro-biomass into vanillin through novel membrane integrated value-addition process: a state-of-art review | |
| JPH02500990A (ja) | リグニン含有原料からセルロースを製造する方法 | |
| Wang et al. | Thiadiazol ligand-based laccase-like nanozymes with a high Cu+ ratio for efficient removal of tetracyclines through polymerization | |
| RU2488445C1 (ru) | Синтез многофункционального катализатора окислительного крекинга органического сырья и способ жидкофазного низкотемпературного окислительного крекинга органического сырья (варианты) | |
| CN104611394A (zh) | 一种木质纤维素原料预处理的方法及应用 | |
| RU2515319C2 (ru) | Способ переработки биомассы в целлюлозу и раствор низкомолекулярных продуктов окисления (варианты) | |
| JP4501028B2 (ja) | 酢酸の製造方法 | |
| WO2014091512A1 (en) | Plastic materials containing products isolated from residual biomass and fossils, and their sulphonated derivatives | |
| RU2425715C1 (ru) | Синтез многофункционального самонастраивающегося катализатора окислительного крекинга органического сырья и его применение | |
| Sharma et al. | Wheat straw waste utilization for nanoparticles synthesis and their various applications | |
| Liu et al. | Laccase production by Trameteshirsuta, characterization, and its capability of decoloring chlorophyll | |
| Akbar Aly et al. | Industrial applications of Phanerochaete chrysosporium lignin-degrading enzymes: current status, production challenges, and future directions | |
| CN105236699B (zh) | 一种利用单线态氧破解污泥的方法 | |
| JP2024177559A (ja) | 堆肥 | |
| Kumar et al. | MnP enzyme: Structure, mechanisms, distributions and its ample opportunities in biotechnological application | |
| Jose et al. | Structure, Properties, and functions of manganese peroxidase for enzymatic pretreatment of waste Biomass | |
| CN103088100A (zh) | 一种混合菌种快速催化氧化钛白副产物制备聚合铁的方法 | |
| RU2281930C2 (ru) | Способ получения гуминовых кислот и их солей | |
| Jin et al. | High efficiency production of ferulic acid using feruloyl esterase and xylanase in deep eutectic solvents | |
| CN201859340U (zh) | 一种竹醋液提取提纯监控系统 | |
| CN119430549B (zh) | 一种催化氧化处理1,2-己二醇生产废水的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140427 |