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WO2015158634A1 - Method for converting a feedstock including lignocellulosic biomass, using a homogeneous catalyst including a lanthanide in combination with a heterogeneous catalyst - Google Patents

Method for converting a feedstock including lignocellulosic biomass, using a homogeneous catalyst including a lanthanide in combination with a heterogeneous catalyst Download PDF

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Publication number
WO2015158634A1
WO2015158634A1 PCT/EP2015/057913 EP2015057913W WO2015158634A1 WO 2015158634 A1 WO2015158634 A1 WO 2015158634A1 EP 2015057913 W EP2015057913 W EP 2015057913W WO 2015158634 A1 WO2015158634 A1 WO 2015158634A1
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WO
WIPO (PCT)
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chosen
catalyst
heterogeneous
homogeneous
mixture
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2015/057913
Other languages
French (fr)
Inventor
Etienne Girard
Damien Delcroix
Amandine Cabiac
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
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 IFP Energies Nouvelles IFPEN filed Critical IFP Energies Nouvelles IFPEN
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Ceased legal-status Critical Current

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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Definitions

  • lignocellulosic biomass or lignocellulose encompasses several constituents present in varying amounts depending on its origin: cellulose, hemicellulose and lignin.
  • Hemicellulose and cellulose constitute the carbohydrate part of lignocellulose. They are polymers of sugars (pentoses and hexoses). Lignin is a macromolecule rich in phenolic motifs. By lignocellulosic biomass. for example, products derived from logging and agricultural by-products such as straw, as well as certain crops with a high agricultural yield such as miscanthus or poplar.
  • the production of chemicals from lignocellulosic biomass can both reduce energy dependence on oil and preserve the environment by reducing greenhouse gas emissions without using resources for food uses.
  • direct transformation of a charge selected from lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or in mixture, into chemical products or intermediates, especially mono- or polyoxygenated. is a particularly interesting way.
  • direct transformation we mean the transformation into a step of said charge, possibly pretreated, to mono- or polyoxygenated products.
  • the patent application WO2013 / 015990 describes a process for producing polyols and in particular alcohols, organic acids, aldehydes, monosaccharides, polysaccharides, phenolic compounds, carbohydrates, glycerol, proteins and depolymerized lignin as well as in hydrocarbons by the hydrolysis and hydrogenation of microcrystalline celluloses, pulp and glucose, in the presence of a catalyst system comprising an unsupported compound based on tungsten or molybdenum, alone or as a mixture, and a supported compound based on Pt, Pd, Ru, Rh, Ni, Ir alone or in admixture on a solid support selected from carbon, Al 2 O 3 , ZrO 2 , SiO 2 , MgO, Ce x Zr y O 2 , TiO 2 , SIC, silica alumina, clays, zeolites taken alone or as a mixture.
  • a catalyst system comprising an unsupported compound based on tungsten or molybden
  • the unsupported compounds based on tungsten or molybdenum, alone or as a mixture, are the Bronsted acids chosen from tungstic acid, molybdic acid, ammonium metatungstate, tungsten, molybdenum and tungstic acid heteropolyanions. of molybdic acid, alone or in admixture. Said process allows the conversion of cellulose to ethylene glycol or propylene glycol with high yield and good selectivity.
  • the unsupported catalysts are the following Bronsted acids: tungstic acid (WO 3 .xH 2 O), phosphotungstic acid (H 3 PW 12 0 4 o) and ammonium metatungstate ( ( ⁇ 4 ) 6 ( ⁇ 12 ⁇ 4 ⁇ ) . ⁇ 2 0).
  • the supported catalyst is Ni / Norit CA-1 or Pd / C, the metal contents being between 0.6 and 5% by weight.
  • the majority products in these examples are ethylene glycol and propylene glycol.
  • Cellulose transformation is carried out in water at a content of 1 wt% cellulose / water to 245th C under 60 bar of H 2 (at ambient temperature).
  • US2009 / 0326286 discloses the hydrolysis and hydrogenation of lignocellulosic biomasses to monosaccharides in the presence of a homogeneous catalyst and a heterogeneous catalyst.
  • the homogeneous catalyst is described as a mineral or organic Bronsted acid preferably selected from H 2 SO 4 , H 3 PO 4 acids. H 3 PO 3 , H 3 PO 2 and CH 3 COOH.
  • the heterogeneous catalyst is based on activated charcoal or acidic alumina on which is deposited a transition metal selected from ruthenium, nickel, platinum and palladium at contents of between 0.1% and 5.5% by weight. relative to the total mass of heterogeneous catalyst. The products formed and the associated yields are not specified.
  • Zhang et al. (Chem., 2012, 48, 7052-7054) combine tungstic acid H 2 WO 4 , not soluble in water at room temperature, and heterogeneous catalyst 5% Ru / C weight for cellulose conversion.
  • ethylene glycol in water at 245 ° C at 60 bar H 2 The peculiarity of this system is that the tungstic acid solubilizes hot and goes from the heterogeneous to the homogeneous during the rise in temperature to 245 ° C.
  • the ethylene glycol yield reached 59% with total conversion of the cellulose in 30 minutes.
  • C. Liang (Green Chem, 2013, 15, 891-895) describes a combination of catalysts for the production of ethylene glycol from cellulose in water at 245 ° C at 60 bar H 2 .
  • the addition of calcium hydroxide Ca (OH) 2 in combination with the heterogeneous catalyst CuCr makes it possible to increase the yield of ethylene glycol of the reaction from 5% to 30%.
  • the yield of propylene glycol remains stable around 30-35%.
  • BIOeCON International Holding describes a process for converting lignocellulosic biomass into polyols which makes it possible to obtain a high yield of polyols and to minimize the formation of by-products.
  • the process comprises a step of hydrolysis of cellulose and lignocellulosic biomasses to glucose, a step of hydrogenation of glucose formed into sorbitol, a step of dehydration of the polyols obtained and a recovery step, said steps being carried out in a hydrated metal salt used as a solvent in a ratio of hydrated metal salt / lignocellulosic biomass of between 1 and 50, which corresponds to a lignocellulosic bloom ratio / metal salt of between 0.02 and 1.
  • the hydrolysis of the cellulose is carried out in a hydrated metal salt, used as a solvent, chosen from zinc, calcium and lithium halides, alone or as a mixture and in particular in ZnCl 2 .4H 2 O used as a solvent.
  • the hydrolysis step is also carried out in the presence of an inorganic acid, preferably hydrochloric acid (HCl).
  • the hydrogenation of glucose is also carried out in said hydrated metal salt, used as a solvent, in the presence of an inorganic acid, preferably hydrochloric acid (HCl) and a heterogeneous catalyst chosen from conventional hydrogenation catalysts.
  • sugars such as Ru / C catalysts, Raney nickel, Raney copper, and nickel supported on carbon or alumina and preferably in the presence of Ru / C.
  • the examples illustrate the use as a solvent of the hydrated inorganic salt ZnCl 2 .4H 2 O in a weight ratio ZnCl 2 .4H 2 O / cellulose of 12/1.
  • the maximum conversion of the cellulose thus obtained after 1 h 30 is 100%.
  • a purification step by size exclusion chromatography is carried out and allows to eliminate the chloride ions of the medium so as to avoid poisoning of the catalyst used in the second step.
  • the second step can thus take place and involves the transformation of the purified solution in the presence of a copper-based catalyst deposited on Ru / C under hydrogen, in 1-butanol at 220 ° C. for 10 hours to form 2.5- dimethylfuran.
  • the two-step process thus described makes it possible to obtain a high selectivity for 2,5-dimethylfuran but also leads to the production of a significant quantity of humins.
  • An object of the present invention is therefore to provide a load transformation method selected from lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or in mixture, mono- or poiyoxygéocc compounds, wherein said charge is contacted, simultaneously, with a combination of one or more homogeneous catalyst (s) and one or more heterogeneous catalysts, in the same reaction chamber. in the presence of at least one solvent, said solvent being water alone or in admixture with at least one other solvent, under an atmosphere reducing agent, and at a temperature between 50 ° C and 300 ° C, and at a pressure between 0.5 MPa and 20 MPa, wherein,
  • said at least one homogeneous catalyst (s) being chosen from hydrated or non-hydrated metal salts having the general formula MmX n ' n' H 2 0 in which the metal M is a lanthanide chosen from Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd.
  • m is an integer from 1 to 10
  • n is an integer from 1 to 10
  • n ' is a number from 0 to 20
  • X is from at least one anion chosen from halides, nitrates, carboxylates, halocarboxylates, acetylacetonates, hydroxides, alkoxides, phenolates, substituted or unsubstituted, sulphates, alkyl sulphates, phosphates, alkyl phosphates, halosulphonates, alkyl sulphonates perhaloalkylsulfonates.
  • said at least one heterogeneous catalyst (s) comprising at least one metal selected from metals of groups 6 to 11 and metals of group 14 of the periodic table and a support selected from oxides of elements selected from aluminum , titanium, silicon, zirconium, cerium and niobium, alone or as a mixture, and mixed oxides chosen from zinc, copper and cobalt aiuminates, said oxides possibly being doped with at least one metal compound chosen from tungsten, tin, molybdenum and antimony, taken alone or as a mixture, crystallized aluminosilicates or not, aluminophosphates and amorphous or crystallized carbon compounds.
  • the term "homogeneous catalyst” means a catalyst that is soluble in the operating conditions of the reaction.
  • heterogeneous catalyst is meant a catalyst that is not soluble in the reaction operating conditions.
  • the treated filler is a solid filler, that is to say preferably chosen from lignocellulosic biomass or cellulose
  • another advantage of the present invention is that it allows both the increase of the maximum conversion and acceleration of the kinetics of conversion of lignocellulosic biomass or of cellulose by the simultaneous use in the same reaction chamber operating under a reducing atmosphere, of the combination of at least one homogeneous catalyst and one or more heterogeneous catalyst (s) as claimed.
  • Another advantage of the present invention is to allow to obtain a product mixture comprising at least one of ethylene glycol and propylene glycol, with a weight ratio ethylene glycol / propylene glycol less than 8.
  • the filler treated in the process according to the invention is a filler chosen from lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or as a mixture, the carbohydrates being preferably chosen from polysaccharides, oligosaccharides and monosaccharides. alone or in mixture.
  • polysaccharides we mean one or more compounds containing at least 10 covalently linked oste subunits.
  • Preferred polysaccharides used as filler in the present invention are selected from starch, inulin, cellulose and hemicellulose alone or in admixture.
  • oligosaccharides we mean one or more compounds containing from two to ten subunits of covalently linked osteos.
  • oligosaccharide is meant more particularly, on the one hand a carbohydrate having the formula (C 6 H 10 O 5 ) n or C 6n H 10 n + 2 O 5 n + 1 where n is an integer greater than 1, obtained by hydrolysis partial starch, inulin, lignoceliulosique biomass, cellulose and hampcelluiose, and secondly a carbohydrate said joint having a composition of (C 6 H 10 O 5) m (C 5 H 8 O 4) not ! (C 6 H 10 m m + 2O 5m + 1) (C 5n H 8r, O4n 2 + i) where m and n are integers greater than or equal to 1.
  • the oligosaccharides are preferably chosen from oligomers of pentoses and / or hexoses with a degree of polymerization lower than that of cellulose and hemicellulose (2-30). They can be obtained by partial hydrolysis of starch, inulin, lignocellulosic biomass, cellulose or hemicellulose. Oligosaccharides are generally soluble in water.
  • Preferred oligosaccharides used as a filler in the present invention are selected from sucrose, lactose, maltose, isomaltose, the inulobiose, melibiose, gentiobiose, trehalose, cellobiose, cellotriose, the cellotetraose and oligosaccharides from the hydrolysis of the polysaccharides named in the previous paragraph.
  • monosaccharides is meant simple sugars (hexoses, pentoses) which can be produced by complete or partial depolymerization of the polysaccharides.
  • Preferred monosaccharides used as filler in the present invention are selected from glucose, galactose, mannose, fructose, altrose.
  • Lignocellulosic biomass consists essentially of three natural constituents present in varying amounts according to its origin: cellulose, hemicellulose and lignin.
  • Cellulose (C 6 H 10 O 5 ) n represents the major part (40-60%) of the composition of lignocellulosic biomass.
  • Cellulose is a linear homopolymer composed of numerous units of D-Anhydroglucopyranose (AGU) linked together by ⁇ - (1 ⁇ 4) glycosidic bonds. The repetition pattern is the cellobiose dimer.
  • Cellulose is insoluble in water at ambient temperature and pressure.
  • the cellulose used may be crystalline or amorphous.
  • Hemicellulose is the second carbohydrate in quantity after cellulose and constitutes 20 to 40% by weight of lignocellulosic biomass. Unlike cellulose, this polymer consists mainly of pentose monomers (5-atom rings) and hexoses (6-atom rings). Hemicellulose is an amorphous heteropolymer with a degree of polymerization lower than that of cellulose (30-100).
  • Lignin is an amorphous macromolecule present in lignocellulosic compounds in variable proportions depending on the origin of the material (straw ⁇ 15%, wood: 20-26%). Its function is the mechanical reinforcement, the hydrophobization and the support of the plants. This macromolecule rich in phenolic units can be described as resulting from the combination of three monomer units of propyl-methoxy-phenol type. Its molar mass varies from 5000 g / mol to 10000 g / mol for hardwoods and reaches 20000 g / mol for softwoods.
  • the lignocellulosic raw material may advantageously consist of wood or vegetable waste.
  • Other non-limiting examples of lignocellulosic biomass material are farm residues such as, for example, straw, grasses, stems, cores, or shells, logging residues such as thinning products , bark, sawdust, chips, or falls, logging products, dedicated crops (short rotation coppice), residues from the agri-food industry such as residues from the cotton industry , bamboo, sisal, banana, maize, panicum virgatum, alfalfa, coconut, or bagasse, household organic waste, wood processing waste and wood used construction, pulp, paper, recycled or not.
  • the lignocellulosic biomass can advantageously be used in its raw form, that is to say in its entirety of these three constituents cellulose, hemicellulose and lignin.
  • the raw biomass is generally in the form of fibrous residues or powder. It can also advantageously be milled or shredded to allow its transport.
  • the lignocellulosic biomass feed may advantageously also be used in its pretreated form, that is to say in a form containing at least one cellulosic part after extraction of lignin and / or hemicellulose.
  • the biomass is preferably pretreated to increase the reactivity and accessibility of the cellulose within the biomass prior to processing.
  • pretreatments are of a mechanical, thermochemical, thermomechanical and / or biochemical nature and cause the decystallinization of the cellulose, a decrease in the degree of polymerization of the cellulose, the solubilization of the hemicellulose and / or lignin and / or or cellulose or partial hydrolysis of hemicellulose and / or cellulose following treatment.
  • Pretreatment prepares the lignocellulosic biomass by separating the carbohydrate portion of the lignin and adjusting the size of the biomass particles to be treated.
  • the size of the biomass particles after pretreatment is generally less than 5 mm, preferably less than 500 microns.
  • said feedstock is brought into contact in the process according to the invention, simultaneously with one of one or more homogeneous catalyst (s) and one or more heterogeneous catalyst (s). ) as claimed, in the same reaction chamber, in the presence of at least one solvent, said solvent being water alone or in admixture with at least one other solvent, under a reducing atmosphere, and at a temperature of between 50 ° C. C and 300 ° C, and at a pressure of between 0.5 MPa and 20 MPa.
  • An essential criterion of the present invention lies in bringing said charge into contact under the operating conditions as claimed simultaneously with a combination of one or more homogeneous catalyst (s) and one or more catalyst (s). s) heterogeneous (s) as claimed, within the same reaction chamber.
  • the reactions involved in the process for transforming said feedstock are not successive reactions because of the use and operation simultaneously a combination of one or more homogeneous catalyst (s) as claimed and one or more heterogeneous catalysts in the same reaction chamber.
  • the conversion of the feedstock induced by the homogeneous catalyst (s) and the transformation of the products thus dissolved by the heterogeneous catalyst (s) is therefore concomitant and complementary.
  • H is possible to take advantage of this compatibility between homogeneous and heterogeneous catalysts to release itself from any intermediate processing work or purification, synonyms additional process costs and significant material losses associated with this step.
  • the at least one homogeneous catalyst (s) is (are) chosen from hydrated or non-hydrated metal salts having the general formula M m X n .n'H 2 0 wherein metal M is a lanthanide selected from Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu, m is an integer from 1 to 10, n is an integer between 1 and 10 and n 'is a number between 0 and 20 and X is at least one anion selected from halides, nitrates, carboxylates, halocarboxylates, acetylacetonates, alcoholates, phenolates, substituted or unsubstituted, sulphates, alkyl sulphates, phosphates, alkyl phosphates, halosulfonates, alkyl sulphonates, perhal
  • homogeneous catalysts chosen from hydrated or non-hydrated metal salts of the general formula ", ⁇ ⁇ , nH 2 0. M, X, m, n and n 'having the abovementioned meanings, are used in the process according to the invention
  • the said homogeneous catalysts can be identical or different.
  • a single homogeneous catalyst chosen from hydrated or non-hydrated metal salts of general formula M m X n .n'H 2 0, M, X, m, n and n 'having the abovementioned meanings is used in the process according to the invention. Said meta!
  • M or said homogeneous catalyst (s) chosen (s) among the metal salts hydrated or not, selected from lanthanides is preferably selected from the following metals Ce Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Gd, Eu , Er, Tm, Yb.
  • said metal M is selected from the following metals: Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Er, Yb.
  • said metal M is selected from metals: Ce and Er.
  • the metal M selected from the lanthanides mentioned is associated with one or more anions X, which may be identical or different.
  • X is at least one anion selected from halides, alkylsulfonates, perhaloalkylsulfonates, bis (perhaloalkylsulfonyl) amides.
  • the halide is fluoride, chloride, bromide and iodide.
  • the alkylsulfonate is mesylate and tosylate.
  • the perhaloalkylsulfonate is triflate.
  • the bis (perhaloalkylsulfonyl) amide is bis (triflimide).
  • the anion X is a chloride.
  • Said or said homogeneous catalyst (s) very preferred are advantageously selected from cerium chloride heptahydrate CeCI 3 .7H 2 0 and erbium chloride heptahydrate ErCI 3 .6H 2 0, alone or in mixture.
  • the most preferred homogeneous catalyst is cerium chloride heptahydrate CeCi 3 .7H 2 O.
  • At least one second homogeneous catalyst of a different nature than said one or more homogeneous catalysts selected from the hydrated metal salts or not, having the general formula M r "X n .n'H 2 0 may optionally be added simultaneously in the same reaction chamber in which the method according to the invention is implemented.
  • said second (s) homogeneous catalyst (s) is (soni) selected from organic or inorganic Bronsted acids.
  • said filler is contacted simultaneously in said same enclosure trusteenelie, with a combination of one or more catalyst (s) homogeneous (s) chosen (s) among the metal salt hydrates or not, having the formula general ⁇ : ⁇ ⁇ ⁇ . ⁇ ?
  • M, m. n, n 'and X have the abovementioned meaning of one or more second homogeneous catalysts selected from organic or inorganic Bronsted acids and one or more heterogeneous catalyst (s) ( s) according to the invention.
  • catalysts chosen (s) from organic or inorganic Br ⁇ nsted acids are used in the process according to the invention, said catalysts may be the same or different.
  • said charge is brought into contact, simultaneously, in said same reaction chamber, with a combination of a homogeneous catalyst chosen from hydrated or non-hydrated metal salts having the general formula m Xn-n'H 2 0 wherein m, m, n, n 'and X have the abovementioned meaning, a second homogeneous catalyst selected from organic or inorganic Bronsted acids and a heterogeneous catalyst according to the invention.
  • a homogeneous catalyst chosen from hydrated or non-hydrated metal salts having the general formula m Xn-n'H 2 0 wherein m, m, n, n 'and X have the abovementioned meaning
  • a second homogeneous catalyst selected from organic or inorganic Bronsted acids and a heterogeneous catalyst according to the invention.
  • inorganic Bronsted acids are chosen from the following inorganic acids: HF, HCI, HBr, HI, H 2 S0 3, H 2 S0 4, H 3 P0 2, H 3 P0 4, HN0 2 L HN0 3, H, W0 4 . H 4 SiW 12 0 4 o, H 3 PW 12 0 4 o, (NH 4 ) 6 (W 12 O 40 ) .xH 2 O, (NH 4 ) 6 Mo 7 0 24 .xH 2 O, H 3 B0 3 , HCI0 4 , HBF. 1 , HSbF 5 , HPF 6 , H 2 F 3 P, CISO 3 H, FSO 3 H, HN (SO 2 F) 2 and HI 3 .
  • the inorganic Bronsted acids are chosen from the following inorganic acids: HCl, H ? SO, "H 3 P0 4, H 2 0 3, (NH 4) 6 (W 12 O" 0) .xH 2 O f
  • a second most preferred homogeneous catalyst is hydrochloric acid (HCl).
  • the organic Bronsted acids are chosen from organic acids of general formulas R-COOH.
  • R is a hydrogen or a carbon chain composed of alkyl or aryl groups, substituted or not by heteroatoms.
  • the organic acids of Bronsted are chosen from the following organic acids: formic acid, acetic acid, trifluoroacetic acid, lactic acid, levulinic acid, methanesulfinic acid, acid methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, bis (trifluoromethanesulfonyl) amine, benzoic acid, para-toluenesulfonic acid, 4-biphenylsulfonic acid, diphenylphosphate. and 1,1'-Binaphthyl-2,2'-diyl hydrogen phosphate.
  • a second most preferred homogeneous catalyst is methanesulfonic acid.
  • said heterogeneous catalyst or catalysts comprise at least one metal chosen from metals of groups 6 to 11 and metals of group 14 of the periodic table and a support chosen from oxides of elements chosen from aluminum. , titanium, silicon, zirconium, cerium. and niobium, alone or as a mixture, and the mixed oxides chosen from zinc, copper and cobalt aluminates, said oxides possibly being doped with or not by at least one metal compound chosen from tungsten, tin and molybdenum and antimony, taken alone or as a mixture, crystallized aluminosilicates or not, aluminophosphates and amorphous or crystallized carbon compounds.
  • heterogeneous catalysts are used in the process according to the invention, said catalysts may be identical or different.
  • Said metal chosen from metals of groups 6 to 11 and the metals of group 14 of the periodic classification of the heterogeneous catalyst (s) according to the invention are preferably chosen from the following metals: Cr, Mo, W. Mn, Te , Re, Fe, Ru, Os. Co. Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, and Hg, on the one hand, and among: Ge, Sn and Pb on the other hand, taken alone or as a mixture.
  • said metal is chosen from metals Mo, W, Re, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, on the one hand and Sn, on the other hand, taken alone and as a mixture ,
  • said metal is selected from metals Ru, Ir, Ni, Pd, Pt, on the one hand and Sn, on the other hand, taken alone and in admixture.
  • said metal is selected from metals Ni, Pt, on the one hand and Sn, on the other hand, taken alone and mixed.
  • the following metal mixtures are preferred: NiSn, RePt, FePt, SnPt, CuPt, IrPt, CoPt, RhPt, OsPt, RuRe, PdRe, RuSn and RuPt and even more preferably, the mixtures of following metals: NiSn, RePt, RuRe and RuPt.
  • said metal is platinum.
  • the metal M of said one or more heterogeneous catalysts is chosen from the following noble metals: Ru, Os, Rh, Pd, Pt, Ag, Au, the content of noble metal on said heterogeneous catalyst or catalysts is advantageously between 0.degree. , 1% and 10% by weight and preferably between 0, 1% and 5% by weight relative to the total mass of said heterogeneous catalyst or catalysts.
  • the content of non-noble metal on said heterogeneous catalyst or catalysts is advantageously between 0.1% and 40% by weight and preferably between 0% and 40% by weight. , 1% and 30% by weight relative to the total mass of said one or more heterogeneous catalysts.
  • the metal (s) of the heterogeneous catalyst (s) according to the invention are advantageously deposited on a support.
  • said heterogeneous catalyst or catalysts comprise a support chosen from oxides of the elements chosen from alumina, titanium, silica, zirconium, cerium, niobium, alone or as a mixture, and mixed oxides. chosen from zinc, copper and cobalt aluminates, said oxides possibly being doped with at least one metal compound chosen from among tungsten, tin, molybdenum and antimony, taken alone or as a mixture, aluminosilicates crystallized or not, aluminophosphates and amorphous or crystallized carbon compounds.
  • crystallized aluminosilicates or not are selected from zeolites and mesostructured solids.
  • the amorphous or crystallized carbon compounds are chosen from active carbons, carbon blacks, carbon nanotubes, mesostructured carbons and carbon fibers.
  • a metallic element preferably selected from the group consisting of tungsten, tin, antimony and molybdenum, alone or in mixture, is advantageously added to said support.
  • the content of metal element chosen from tungsten, tin, antimony and molybdenum alone or as a mixture is advantageously between 0.1% and 30% by weight and preferably between 1 and 20% by weight. relative to the total mass of said support.
  • Said support is preferably hydrothermally stable, ie stable under conditions combining water and temperature.
  • the support may undergo a treatment step aimed at improving its stability under the hydrothermal conditions of the reaction.
  • a treatment step aimed at improving its stability under the hydrothermal conditions of the reaction.
  • surface passivation, carbon film deposition, oxide deposition may be mentioned.
  • the deposition of the metal (s) chosen from groups 6 to 11 and metals of group 14 of the periodic table on said support of the heterogeneous catalyst (s) according to the invention generally involves a precursor of the metal (s).
  • a precursor of the metal (s) may be metal organic complexes, metal salts such as metal chlorides, metal nitrates, metal carbonates
  • the introduction of the metal or metals may advantageously be carried out by any technique known to those skilled in the art such as ion exchange, dry impregnation, excess impregnation, vapor deposition, etc.
  • the introduction of metal can be carried out before or after the formatting of the support
  • the step of introducing the metal or metals may advantageously be followed by a heat treatment step.
  • the heat treatment is advantageously carried out between 300 ° C. and 700 ° C. under an oxygen or air atmosphere.
  • the heat treatment step may be followed by a temperature reduction treatment.
  • the reducing heat treatment is advantageously carried out at a temperature of between 200 ° C. and 600 ° C. under a stream or atmosphere of hydrogen.
  • said one or more heterogeneous catalysts also undergo an in situ reduction step, that is to say in the reactor where the reaction takes place, before the introduction of the reaction charge.
  • Said reduction step may also advantageously be carried out ex-situ.
  • the heterogeneous catalyst (s) used in the present invention may be in powder form, extruded. balls or pellets. The shaping can be carried out before or after the introduction of the metal.
  • heterogeneous catalyst (s) used in the present invention are characterized by techniques known to those skilled in the art. For example, in order to characterize the metallic phase, transmission microscopy is mentioned.
  • the process for transforming the feed selected from lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or as a mixture is carried out in a reaction vessel in the presence of at least one solvent, said solvent being water alone or in admixture with at least one other solvent, in a reducing atmosphere and at a temperature between 50 ° C and 300 ° C, and at a pressure between 0.5 MPa and 20 MPa
  • the process is therefore carried out in a reaction vessel comprising at least one solvent and wherein said feedstock is placed in the presence of the catalytic system according to the invention.
  • the process according to the invention operates in the presence of at least one solvent, said solvent being water alone or mixed with at least one other solvent.
  • the process according to the invention operates in the presence of water in a mixture with at least one alcohol or at least one organic solvent, under sub- or supercritical conditions.
  • the alcohols are advantageously chosen from methanol, ethanol and propanols.
  • the organic solvents may advantageously be chosen from tetrahydrofuran and ethyl acetate.
  • the solvent mixture comprises a mass content of water greater than 5% by weight and preferably greater than 30% and of very preferably greater than 50% relative to the total mass of said mixture.
  • the method according to the invention operates only in the presence of water.
  • the process according to the invention operates in the presence of at least one solvent with the exception of the solvents chosen from ionic liquids.
  • the process for converting said charge is carried out under a reducing atmosphere, preferably under a hydrogen atmosphere.
  • Hydrogen can be used pure or as a mixture.
  • said method according to the invention operates at a temperature between 50 ° C and 250 ° C and preferably between 80 ° C and 250 ° C, and at a pressure between 2 MPa and 10 MPa.
  • the method can be operated according to different embodiments.
  • the process can advantageously be carried out batchwise or continuously, for example in a fixed bed. It can be carried out in a closed reaction chamber or in a semi-open reactor.
  • Said homogeneous catalysts are advantageously introduced into the reaction chamber in an amount corresponding to a homogeneous charge / catalyst mass ratio of between 1.5 and 1000, preferably between 5 and 1000, and preferably between 10 and 500.
  • the heterogeneous catalyst or catalysts are introduced into the reaction chamber in an amount corresponding to a heterogeneous charge / catalyst mass ratio (s) of between 1 and 1000, preferably between 1 and 500, preferably between 1 and 500. and 100, preferably between 1 and 50 and more preferably between 1 and 25.
  • the heterogeneous catalyst (s) introduced into the reactor can undergo a reducing heat treatment step before the reaction. introduction of the reaction charge.
  • the reducing heat treatment is preferably carried out at a temperature of between 150 ° C. and 600 ° C. under a stream or atmosphere of hydrogen.
  • the feedstock is introduced into the process in an amount corresponding to a mass ratio solvent / feed of between 1 and 1000, preferably between 1 and 500 and more preferably between 5 and 100.
  • the hourly mass velocity (mass charge rate / mass of heterogeneous catalyst (s)) is between 0.01 and 5 h -1 , preferably between 0.02 and 2 h 1 .
  • the products of the reaction of the conversion process according to the invention are mono- or polyoxygenated compounds. Said mono- or polyoxygenated compounds are soluble in water.
  • Said mono- or polyoxygenated compounds are advantageously constituted by monosaccharides and their derivatives, oligosaccharides, and also soluble polymers advantageously formed by successive combinations of the monosaccharide derivatives.
  • Per monosaccharide denotes a carbohydrate having a composition of C n H 2n O n where n is greater than 2, obtained by total hydrolysis of cellulose, or hemicellulose. or starch.
  • Monosaccharides are simple sugars that are produced by complete depolymerization of cellulose and / or hemicellulose, such as, in particular, glucose, galactose, mannose, xylose, fructose, etc.
  • Derivatives of monosaccharides and oligosaccharides are those products that can be obtained for example by dehydration, isomerization, reduction or oxidation:
  • sugar alcohols, alcohols and polyols in particular celiobitol, sorbitol, anhydrosorbitol, hexanetetrol, hexanetriols, hexanediols, xylitol, pentanetetric, pentanetriols, pentanediols, erythritol, butanetriols, butanediols, glycerol, 1,3-propanediol, propylene glycol, ethylene glycol, hexanols, pentanols, butanols, propanols, ethanol, etc.
  • carboxylic acids and their esters, lactones formic acid, alkyl formates, acetic acid, alkyl acetates, hexanoic acid, alkyl hexanoates, levulinic acid, levulinates alkyls, lactic acid, alkyl lactates, glutaric acid, alkyl glutarates, 3-hydroxypropanoic acid, 3-hydroxybutyrolactone, ⁇ -butyrolactone, ⁇ -valerolactone
  • cyclic ethers for example tetrahydrofuran (THF), 3-methyltetrahydrofuran (Me-THF) and its positional isomers, 2,4-dimethyltetrahydrofuran and its positional isomers, tetrahydropyran-2-methanol and its isomers of position.
  • THF tetrahydrofuran
  • Me-THF 3-methyltetrahydrofuran
  • 2,4-dimethyltetrahydrofuran and its positional isomers 2,4-dimethyltetrahydrofuran and its positional isomers
  • tetrahydropyran-2-methanol tetrahydropyran-2-methanol and its isomers of position.
  • furans furan-2,5-dicarboxylic acid, 5- (hydroxymethyl) furfural, furfural ...
  • self-soluble polymers all the products resulting from the condensation between monosaccharides, oligosaccharides and / or derivatives of monosaccharides.
  • the reaction medium is removed and centrifuged.
  • the reaction liquid is then analyzed by high pressure liquid chromatography (HPLC) using refractometry to determine the conversion product content of the aqueous solution.
  • HPLC high pressure liquid chromatography
  • the amount of water-soluble reaction products is determined by TOC analysis (Carbon
  • Organic Total which consists of measuring carbon in solution.
  • the amount of monosaccharides and their derivatives is determined by HPLC analyzes.
  • the tungsten zucone catalyst (Zr0 2 -WO x ) is commercially available from MEL Chemicals and contains 10.3% tungsten by weight.
  • Catalyst C9 (Pt (5%) on activated charcoal) is sold by Alfa Aesar.
  • the simple oxide supports Zr0 2 , Ti0 2 and Ce0 2 and the mixed oxide support Zr0 2 -Ce0 2 are commercial.
  • S1 supports (Ce0 2 -WO x) and S2 (Zr0 2 -Ce0 -W0x 2) are prepared by dry impregnation of a metatungstate solution of ammonium (NH) 4 H 2 W 12 04O followed by calcining in dry air at 550 ° C for 3h.
  • the mass content of tungsten measured by X-ray fluorescence is 8.3% by weight relative to the weight of the support for S1 and 8.5% by weight relative to the weight of the support for S2.
  • Cerium chloride heptahydrate CeCl 3 .7H 2 O constituting the homogeneous catalyst is commercial and used without purification.
  • EXAMPLE 1 Preparation of Heterogeneous Catalysts C1, C2, C3 C4. C5. C6 and C7 comprising 0.5% by weight Pt on a support containing an oxide, doped or not, or a mixed oxide, doped or not.
  • Example 2 relates to the conversion of cellulose from a combination of a C1 to C7 heterogeneous catalyst described in Example 1 and a homogeneous catalyst consisting of a metal salt This 3 .7H 2 0 for production of mono- and polyoxygenated products.
  • the autoclave is heated to 230 ° C. and a pressure of 5 MPa of hydrogen is introduced. After 12h reaction , the reaction medium is removed and centrifuged. Samples are also taken during the test and analyzed by high pressure liquid chromatography (HPLC) using refractometry to determine the conversion product content of the aqueous solution.
  • HPLC high pressure liquid chromatography
  • Example 3 relates to the conversion of cellulose from a combination of a heterogeneous catalyst C3 0.5% Pt / CeO 2 described in Example 1 and a homogeneous catalyst consisting of a metal salt CeCl 3 .7H 2 0 for the production of mono- and polyoxygenated products.
  • the autoclave is heated to a temperature T between 190 ° C and 250X and a pressure P ranging between 2 MPa and 10MPa of hydrogen is introduced. After 6 hours of reaction, the reaction medium is removed and centrifuged. Samples are also taken during the test and analyzed by high pressure liquid chromatography (HPLC) using refractometry to determine the content of conversion products of the aqueous solution.
  • HPLC high pressure liquid chromatography
  • Increasing the heating temperature from 190 to 210 and 230 ° C. makes it possible to increase the conversion of cellulose from 30% after 12 hours to 67% and 91%, respectively, after 12 hours, in the presence of the homogeneous CeCI 3 catalyst. .7H 2 O and heterogeneous catalyst C1. This increase is not accompanied by the formation of humins.
  • the use of more severe operating conditions at 240 ° C. and 250 ° C. with a hydrogen pressure of 50 bar, or at 230 ° C. with 80 bar of hydrogen also makes it possible to overcome the formation of humines. while maintaining high cellulose conversion values.
  • Example 4 Transformation of the cellulose using ⁇ uyre catalyst C3 in combination with the homogeneous catalyst ErClr j .6H? 0.
  • Example 4 relates to the conversion of cellulose from a combination of a C3 0.5% Pt / CeO 2 heterogeneous catalyst described in Example 1 and a catalyst Homogeneous composition consisting of a metal salt ErCI 3 .6H 2 O for the production of mono- and polyoxygenated products.
  • the autoclave is heated to 230 ° C. and a pressure of 5 MPa of hydrogen is introduced. After 12h reaction the reaction medium is removed and centrifuged. Samples are also taken during the test and analyzed by high pressure liquid chromatography (HPLC) using refractometry to determine the content of conversion products of the aqueous solution.
  • HPLC high pressure liquid chromatography
  • Example 5 Glucose Transformation using ⁇ uyre catalyst C3 in combination with the homogeneous catalyst CiC g.7H z O.
  • Example 5 relates to the conversion of cellulose from a combination of a heterogeneous catalyst C3 described in Example 1 and a homogeneous catalyst consisting of a metal salt CeCl 3 .7H 2 O for the production of mono- and polyoxygenated products.
  • the autoclave is heated to 230 ° C. and a pressure of 5 MPa of hydrogen is introduced. After 12h reaction the reaction medium is removed and centrifuged. Samples are also taken during the test and analyzed by high pressure liquid chromatography (HPLC) using refractometry to determine the content of conversion products of the aqueous solution.
  • HPLC high pressure liquid chromatography
  • Example 7 relates to the conversion of cellulose from a combination of a heterogeneous catalyst C8 described in Example 6 and a homogeneous catalyst consisting of a metal salt CeCI 3 .7H 2 0 for the production of mono- and polyoxygenated products.
  • the autoclave is heated to 230 ° C. and a pressure of 5 Pa of hydrogen is introduced. After 12h reaction the reaction medium is removed and centrifuged. Samples are also taken during the test and analyzed by high pressure liquid chromatography (HPLC) using refractometry to determine the content of conversion products of the aqueous solution.
  • HPLC high pressure liquid chromatography
  • Example 8 Transformation of . the . cellulose using the C9 catalyst in combination with the Catalyst CeCI 3 .7H 2 0 i catalyst.
  • Example 8 relates to the conversion of cellulose from a combination of heterogeneous catalyst C9 and a homogeneous catalyst consisting of a metal salt
  • the autoclave is heated to 230 ° C. and a pressure of 5 MPa of hydrogen is introduced. After 12h reaction the reaction medium is removed and centrifuged. Samples are also carried out during the test and analyzed by high pressure liquid chromatography (HPLC) using the refractometer to determine the content of 'the aqueous solution conversion products.
  • HPLC high pressure liquid chromatography
  • the simultaneous use of a homogeneous catalyst chosen from metal salts in which the metal M is chosen from lanthanides with the exception of the element La, and a heterogeneous catalyst containing platinum, in the same reaction chamber containing a polysaccharide charge makes it possible to significantly reduce the content of non-valuable products, such as humins, unlike the test carried out in the absence of a heterogeneous catalyst.
  • the weight ratio ethylene glycol / propylene glycol is less than 8.
  • Example 9 Transformation of cellulose using ⁇ uyre catalyst C9 ayec in combination: the homogeneous catalyst H: wcy (non-compliant)
  • Example 9 relates to the conversion of cellulose from a combination of heterogeneous catalyst C9 and a homogeneous catalyst consisting of a Bronsted H 2 WO 4 acid for the production of mono- and polyoxygenated products.
  • the autoclave is heated to 230 ° C. and a pressure of 5 MPa of hydrogen is introduced. After 12h reaction the reaction medium is removed and centrifuged. Samples are also taken during the test and analyzed by high pressure liquid chromatography (HPLC) using refractometry to determine the content of conversion products of the aqueous solution.
  • HPLC high pressure liquid chromatography

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Abstract

The invention relates to a method for converting a feedstock selected from lignocellulosic biomass and carbohydrates, individually or as a mixture, into mono-oxygenated or poly-oxygenated compounds, in which the feedstock is simultaneously treated with a catalytic system including a combination of one or more homogeneous catalysts selected from the metal salts in which the metal M is a lanthanide selected from: Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu, and one or more heterogeneous catalysts, in a single reaction chamber, in the presence of at least one solvent, said solvent being water only or water in a mixture with at least one other solvent, in a reducing atmosphere and at a temperature of 50 °C to 300 °C and at a pressure of 0.5 MPa to 20 MPa.

Description

PROCEDE DE TRANSFORMATION D'UNE CHARGE COMPRENANT UNE METHOD FOR TRANSFORMING A LOAD COMPRISING A

BIOMASSE LIGNOCELLULOSIQUE UTILISANT UN CATALYSEUR HOMOGENE COMPRENANT UN LANTHANIDE EN COMBINAISON AVEC UN CATALYSEURLIGNOCELLULOSIC BIOMASS USING A HOMOGENEOUS CATALYST COMPRISING A LANTHANIDE IN COMBINATION WITH A CATALYST

HETEROGENE ART ANTERIEUR HETEROGENE PRIOR ART

Depuis quelques années, il existe un vif regain d'intérêt pour l'incorporation de produits d'origine renouvelable au sein des filières carburant et chimie, en complément ou en substitution des produits d'origine fossile. Une voie possible est la conversion de la cellulose contenue dans la biomasse lignocellulosique en produits ou intermédiaires chimiques, comme des produits contenant de une à six fonctions hydroxyles que sont le n-propanol, l'éthylène glycol, le propylène glycol, le glycérol, le 1 ,2-butanediol ou le 1 ,2-hexanediol. Le terme biomasse lignocellulosique (BLC) ou lignocellulose englobe plusieurs constituants présents en quantités variables selon son origine : la cellulose, l'hémicellulose et la lignine. L'hémicellulose et la cellulose constituent la partie hydrate de carbone de la lignocellulose. Ce sont des polymères de sucres (pentoses et hexoses). La lignine est une macromolécule riche en motifs phénoliques. Par biomasse lignocellulosique. on entend par exemple les produits issus de l'exploitation forestière et les sous-produits issus de l'agriculture comme la paille ainsi que certains végétaux dédiés à haut rendement agricole comme le miscanthus ou le peuplier. In recent years, there has been a strong revival of interest in incorporating renewable products into the fuel and chemical sectors, in addition to or in substitution for products of fossil origin. One possible route is the conversion of the cellulose contained in the lignocellulosic biomass into products or chemical intermediates, such as products containing from one to six hydroxyl functions, namely n-propanol, ethylene glycol, propylene glycol, glycerol, 1, 2-butanediol or 1, 2-hexanediol. The term lignocellulosic biomass (LBC) or lignocellulose encompasses several constituents present in varying amounts depending on its origin: cellulose, hemicellulose and lignin. Hemicellulose and cellulose constitute the carbohydrate part of lignocellulose. They are polymers of sugars (pentoses and hexoses). Lignin is a macromolecule rich in phenolic motifs. By lignocellulosic biomass. for example, products derived from logging and agricultural by-products such as straw, as well as certain crops with a high agricultural yield such as miscanthus or poplar.

La production de produits chimiques à partir de biomasse lignocellulosique permet à la fois de réduire la dépendance énergétique vis-à-vis du pétrole et de préserver l'environnement à travers la diminution des émissions de gaz à effet de serre sans utiliser de ressources destinées aux usages alimentaires. The production of chemicals from lignocellulosic biomass can both reduce energy dependence on oil and preserve the environment by reducing greenhouse gas emissions without using resources for food uses.

La transformation directe d'une charge choisie parmi la biomasse lignocellulosique et les hydrates de carbone, seuls ou en méiange en produits ou intermédiaires chimiques, notamment mono- ou polyoxygénés. est une voie particulièrement intéressante. Par transformation directe, on entend la transformation en une étape de ladite charge, éventuellement prétraitée, vers des produits valorisâmes mono- ou polyoxygénés. The direct transformation of a charge selected from lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or in mixture, into chemical products or intermediates, especially mono- or polyoxygenated. is a particularly interesting way. By direct transformation, we mean the transformation into a step of said charge, possibly pretreated, to mono- or polyoxygenated products.

La valorisation de la biomasse lignocellulosique ou de la cellulose contenue dans la biomasse par l'utilisation d'une combinaison de catalyseurs homogènes et hétérogènes est largement décrite dans ia littérature. The valorization of lignocellulosic biomass or of the cellulose contained in the biomass by the use of a combination of homogeneous and heterogeneous catalysts is widely described in the literature.

En particulier, l'utilisation d'une combinaison de catalyseurs homogènes à base d'acides de Bronsted et de catalyseurs hétérogènes a souvent été décrite pour la transformation de la biomasse lignocellulosique ou de la cellulose.  In particular, the use of a combination of homogeneous catalysts based on Bronsted acids and heterogeneous catalysts has often been described for the transformation of lignocellulosic biomass or cellulose.

La demande de brevet WO2013/015990 décrit un procédé pour produire des polyols et en particulier des alcools, acides organiques, aldéhydes, monosaccharides, polysaccharides, composés phénoliques, hydrates de carbone, glycérol, protéines et lignine dépolymérisée ainsi qu'en hydrocarbures par l'hydrolyse et l'hydrogénation de celluloses microcristallines, de pâte à papier et de glucose, en présence d'un système catalytique comprenant un composé non supporté à base de tungstène ou molybdène, seul ou en mélange, et d'un composé supporté à base de Pt, Pd, Ru, Rh, Ni, Ir seul ou en mélange sur un support solide choisi parmi le carbone, Al203, Zr02, Si02, MgO, CexZry02, Ti02, SIC, la silice alumine, les argiles, les zéolithes pris seul ou en mélange. Les composés non supportés à base de tungstène ou molybdène, seul ou en mélange sont les acides de Bronsted choisis parmi l'acide tungstique, l'acide molybdique, le métatungstate d'ammonium, les hétéropoiyanions de tungstène, de molybdène, d'acide tungstique, d'acide molybdique, seul ou en mélange. Ledit procédé permet la conversion de la cellulose en éthylène glycol ou en propyiène glycol avec un haut rendement et une bonne sélectivité. Dans les exemples illustrant l'invention, les catalyseurs non supportés sont des acides de Bronsted suivants : acide tungstique (W03.xH20), l'acide phosphotungstique (H3PW1204o) et le métatungstate d'ammonium ((ΝΗ4)6(νν12θ4ο).χΗ20). Le catalyseur supporté est du Ni/Norit CA-1 ou du Pd/C, les teneurs en métaux étant comprises entre 0,6 et 5% poids. Les produits majoritaires dans ces exemples sont l'éthylène glycol et le propyiène glycol. La transformation de cellulose s'effectue dans l'eau à une teneur de 1 %wt cellulose/eau à 245e C sous 60 bar de H2 (à température ambiante). La demande de brevet US2009/0326286 décrit l'hydrolyse et l'hydrogénation de biomasses lignocellulosiques en monosaccharides en présence d'un catalyseur homogène et d'un catalyseur hétérogène. Le catalyseur homogène est décrit comme un acide minéral ou organique de Bronsted choisi de préférence parmi les acides H2S04, H3PO4. H3PO3, H3PO2 et CH3COOH. Le catalyseur hétérogène est à base de charbon activé ou d'alumine acide sur lequel est déposé un métal de transition choisi parmi le ruthénium, le nickel, le platine et le palladium à des teneurs comprises entre 0, 1 % et 5,5% poids par rapport à la masse totale de catalyseur hétérogène. Les produits formés et les rendements associés ne sont pas précisés. The patent application WO2013 / 015990 describes a process for producing polyols and in particular alcohols, organic acids, aldehydes, monosaccharides, polysaccharides, phenolic compounds, carbohydrates, glycerol, proteins and depolymerized lignin as well as in hydrocarbons by the hydrolysis and hydrogenation of microcrystalline celluloses, pulp and glucose, in the presence of a catalyst system comprising an unsupported compound based on tungsten or molybdenum, alone or as a mixture, and a supported compound based on Pt, Pd, Ru, Rh, Ni, Ir alone or in admixture on a solid support selected from carbon, Al 2 O 3 , ZrO 2 , SiO 2 , MgO, Ce x Zr y O 2 , TiO 2 , SIC, silica alumina, clays, zeolites taken alone or as a mixture. The unsupported compounds based on tungsten or molybdenum, alone or as a mixture, are the Bronsted acids chosen from tungstic acid, molybdic acid, ammonium metatungstate, tungsten, molybdenum and tungstic acid heteropolyanions. of molybdic acid, alone or in admixture. Said process allows the conversion of cellulose to ethylene glycol or propylene glycol with high yield and good selectivity. In the examples illustrating the invention, the unsupported catalysts are the following Bronsted acids: tungstic acid (WO 3 .xH 2 O), phosphotungstic acid (H 3 PW 12 0 4 o) and ammonium metatungstate ( (ΝΗ 4 ) 6 (νν 12 θ 4 ο) .χΗ 2 0). The supported catalyst is Ni / Norit CA-1 or Pd / C, the metal contents being between 0.6 and 5% by weight. The majority products in these examples are ethylene glycol and propylene glycol. Cellulose transformation is carried out in water at a content of 1 wt% cellulose / water to 245th C under 60 bar of H 2 (at ambient temperature). US2009 / 0326286 discloses the hydrolysis and hydrogenation of lignocellulosic biomasses to monosaccharides in the presence of a homogeneous catalyst and a heterogeneous catalyst. The homogeneous catalyst is described as a mineral or organic Bronsted acid preferably selected from H 2 SO 4 , H 3 PO 4 acids. H 3 PO 3 , H 3 PO 2 and CH 3 COOH. The heterogeneous catalyst is based on activated charcoal or acidic alumina on which is deposited a transition metal selected from ruthenium, nickel, platinum and palladium at contents of between 0.1% and 5.5% by weight. relative to the total mass of heterogeneous catalyst. The products formed and the associated yields are not specified.

Sels et al. (Chem. Commun. 2010, 46, 3577-3579) étudient la transformation de cellulose en hexitols (sorbitol+mannitol) en présence d'un catalyseur homogène et d'un catalyseur hétérogène. Les catalyseurs acides homogènes utilisés sont les acides de Bronsted H2S04 et H4SiW12O40. Le catalyseur hétérogène est du 5% poids Ru/C. La conversion de la cellulose microcristaliine est respectivement de 50% et 80% avec ces deux acides pour une réaction dans l'eau à 190X et sous 50 bars d'H2 pendant 24 h (pH(25°c)-2). Les rendements associés en hexitols sont de 13% et 48%. La cellulose broyée est solubilisée plus rapidement avec une conversion totale en 1 h dans les mêmes conditions opératoires et un rendement en hexitols de 87%. Sels et al. (Chem Commun 2010, 46, 3577-3579) study the transformation of cellulose into hexitols (sorbitol + mannitol) in the presence of a homogeneous catalyst and a heterogeneous catalyst. The homogeneous acidic catalysts used are Bronsted acids H 2 S0 4 and H 4 SiW 12 O40. The heterogeneous catalyst is 5% Ru / C weight. The conversion of the microcrystalline cellulose is respectively 50% and 80% with these two acids for a reaction in water at 190X and at 50 bars of H 2 for 24 h (pH (25 ° C. ) -2). The associated yields of hexitols are 13% and 48%. The ground cellulose is solubilized more rapidly with a total conversion in 1 hour under the same operating conditions and an 87% hexitol yield.

Avec une optique un peu différente, Zhang et al. (Chem. Commun., 2012, 48, 7052- 7054) combinent l'acide tungstique H2W04, non soluble dans l'eau à température ambiante, et le catalyseur hétérogène 5% poids Ru/C pour la conversion de la cellulose en éthylène glycol dans l'eau à 245 C sous 60 bars H2. La particularité de ce système est que l'acide tungstique se solubilise à chaud et passe de l'hétérogène à l'homogène pendant la montée en température à 245°C. Le rendement e éthylène glycol atteint 59% avec conversion totale de la cellulose en 30 min. With a slightly different perspective, Zhang et al. (Chem., 2012, 48, 7052-7054) combine tungstic acid H 2 WO 4 , not soluble in water at room temperature, and heterogeneous catalyst 5% Ru / C weight for cellulose conversion. ethylene glycol in water at 245 ° C at 60 bar H 2 . The peculiarity of this system is that the tungstic acid solubilizes hot and goes from the heterogeneous to the homogeneous during the rise in temperature to 245 ° C. The ethylene glycol yield reached 59% with total conversion of the cellulose in 30 minutes.

Plus récemment. C. Liang (Green Chem , 2013, 15, 891 -895) décrit une combinaison de catalyseurs pour la production d'éthylène glycol à partir de cellulose, dans l'eau à 245°C sous 60 bars H2. L'ajout de l'hydroxyde de calcium Ca(OH)2 en association avec le catalyseur hétérogène CuCr permet d'augmenter le rendement en éthylène glycol de la réaction de 5% à 30%. Le rendement en propylène glycol reste quant à lui stable autour de 30-35%. La demande de brevet US201 1/0060148 de BIOeCON International Holding décrit un procédé de conversion de biomasse lignocellulosique en polyols permettant d'obtenir un rendement en polyols élevé et de minimiser la formation de sous produits. En particulier, le procédé comprend une étape d'hydrolyse de la cellulose et de biomasses lignocellulosiques en glucose, une étape d'hydrogénation du glucose formé en sorbitol, une étape de déshydratation des polyols obtenus et une étape de récupération, lesdites étapes étant réalisées dans un sel métallique hydraté utilisé comme solvant selon un ratio sel métallique hydraté / biomasse lignocellulosique compris entre 1 et 50, ce qui correspond à un ratio blomasse lignocellulosique / sel métallique compris entre 0,02 et 1. L'hydrolyse de la cellulose est réalisée dans un sel métallique hydraté, utilisé comme solvant, choisi parmi les halogénures de zinc, de calcium et de lithium, seul ou en mélange et en particulier dans le ZnCI2.4H20 utilisé comme solvant. L'étape d'hydrolyse est opérée également en présence d'un acide inorganique, de préférence l'acide chlorhydrique (HCI). L'hydrogénation du glucose est également réalisée dans ledit sel métallique hydraté, utilisé comme solvant, en présence d'un acide inorganique, de préférence l'acide chlorhydrique (HCI) et d'un catalyseur hétérogène choisi parmi les catalyseurs classiques d'hydrogénation des sucres tels que les catalyseurs Ru/C, Nickel de Raney, Cuivre de Raney, et nickel supporté sur carbone ou alumine et de préférence en présence du Ru/C. sans précision de la teneur massique en métaux. Les exemples illustrent l'utilisation en tant que solvant du sel inorganique hydraté ZnCI2.4H20 dans un rapport massique ZnCI2.4H20/cellulose de 12/1 . La conversion maximale de la cellulose ainsi obtenue après 1 h30 est de 100%. More recently. C. Liang (Green Chem, 2013, 15, 891-895) describes a combination of catalysts for the production of ethylene glycol from cellulose in water at 245 ° C at 60 bar H 2 . The addition of calcium hydroxide Ca (OH) 2 in combination with the heterogeneous catalyst CuCr makes it possible to increase the yield of ethylene glycol of the reaction from 5% to 30%. The yield of propylene glycol remains stable around 30-35%. The US201 1/0060148 patent application of BIOeCON International Holding describes a process for converting lignocellulosic biomass into polyols which makes it possible to obtain a high yield of polyols and to minimize the formation of by-products. In particular, the process comprises a step of hydrolysis of cellulose and lignocellulosic biomasses to glucose, a step of hydrogenation of glucose formed into sorbitol, a step of dehydration of the polyols obtained and a recovery step, said steps being carried out in a hydrated metal salt used as a solvent in a ratio of hydrated metal salt / lignocellulosic biomass of between 1 and 50, which corresponds to a lignocellulosic bloom ratio / metal salt of between 0.02 and 1. The hydrolysis of the cellulose is carried out in a hydrated metal salt, used as a solvent, chosen from zinc, calcium and lithium halides, alone or as a mixture and in particular in ZnCl 2 .4H 2 O used as a solvent. The hydrolysis step is also carried out in the presence of an inorganic acid, preferably hydrochloric acid (HCl). The hydrogenation of glucose is also carried out in said hydrated metal salt, used as a solvent, in the presence of an inorganic acid, preferably hydrochloric acid (HCl) and a heterogeneous catalyst chosen from conventional hydrogenation catalysts. sugars such as Ru / C catalysts, Raney nickel, Raney copper, and nickel supported on carbon or alumina and preferably in the presence of Ru / C. without precision of the mass content of metals. The examples illustrate the use as a solvent of the hydrated inorganic salt ZnCl 2 .4H 2 O in a weight ratio ZnCl 2 .4H 2 O / cellulose of 12/1. The maximum conversion of the cellulose thus obtained after 1 h 30 is 100%.

Enfin, en 2009, R. Raines (JACS, 2009. 31 , 1979-1985) a décrit la transformation de sucres, de cellulose et de lignocellulose en 2.5-diméthylfurane en deux étapes. La première étape est réalisée dans un milieu liquide ionique à base de diméthylacétamide-LiCI/[EMIM]CI ([EMIM][CI] = chlorure de 1 -éthyl-3-méthyl imidazolium) à 140°C pendant 2h et est catalysée par un mélange du sel métallique de trichlorure de chrome (CrCI3) et d'acide chlorhydrique (HCI) tous deux à 10% molaire relativement à la cellulose. A l'issue de cette première étape, une étape de purification par chromatographie d'exclusion stérique est mise en œuvre et permet d'éliminer les ions chlorures du milieu de manière à éviter l'empoisonnement du catalyseur utilisé dans la deuxième étape. La deuxième étape peut ainsi avoir lieu et implique la transformation de la solution purifiée en présence d'un catalyseur à base de cuivre déposé sur du Ru/C sous hydrogène, dans le 1 -butanol à 220°C pendant 10h pour former du 2.5-diméthylfurane. Le procédé en deux étapes ainsi décrit permet d'obtenir une sélectivité élevée en 2,5-diméthylfurane mais conduit également à la production d'une quantité non négligeable d'humines. Finally, in 2009, R. Raines (JACS, 2009. 31, 1979-1985) described the transformation of sugars, cellulose and lignocellulose into 2,5-dimethylfuran in two steps. The first step is carried out in an ionic liquid medium based on dimethylacetamide-LiCl / [EMIM] CI ([EMIM] [CI] = 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride) at 140 ° C. for 2 hours and is catalyzed by a mixture of the metal salt of chromium trichloride (CrCl 3 ) and hydrochloric acid (HCl) both at 10 mol% relative to the cellulose. At the end of this first step, a purification step by size exclusion chromatography is carried out and allows to eliminate the chloride ions of the medium so as to avoid poisoning of the catalyst used in the second step. The second step can thus take place and involves the transformation of the purified solution in the presence of a copper-based catalyst deposited on Ru / C under hydrogen, in 1-butanol at 220 ° C. for 10 hours to form 2.5- dimethylfuran. The two-step process thus described makes it possible to obtain a high selectivity for 2,5-dimethylfuran but also leads to the production of a significant quantity of humins.

Il n'est pas décrit dans la littérature de procédé qui permette une transformation directe d'une charge choisie parmi ia biomasse lignocellulosique et les hydrates de carbone, seuls ou en mélange, en produits valorisabies mono ou poiyoxygénés. par mise en contact de ladite charge, simultanément, au sein d'un même milieu réactionnel avec une combinaison d'au moins un catalyseur homogène choisi parmi les sels métalliques dans lesquels le métal M est choisi parmi les ianthanides, à l'exception de l'élément La, et d'un ou plusieurs catalyseurs hétérogènes du type de ceux décrits dans la présente invention. It is not described in the literature method that allows a direct conversion of a filler selected from ia lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or in mixture, or mono valorisabies poiyoxygénés products. by contacting said feedstock simultaneously within the same reaction medium with a combination of at least one homogeneous catalyst selected from metal salts wherein the metal M is selected from the lanthanide, with the exception of element La, and one or more heterogeneous catalysts of the type described in the present invention.

Les travaux du demandeur ont permis de mettre en évidence que, de manière surprenante, la mise en contact d'une charge choisie parmi la biomasse lignocellulosique et les hydrates de carbone, seuls ou en mélange, simultanément, avec au moins un catalyseur homogène choisi parmi les sels métalliques dans lesquels le métal M est choisi parmi les Ianthanides à l'exception de l'élément La, et un ou plusieurs catalyseurs hétérogènes, dans une même enceinte réactionnelie opérant dans des conditions opératoires spécifiques permettait d'obtenir directement des produits valorisabies mono -ou poiyoxygénés et de diminuer la teneur en produits non valorisabies, tels que les humines. The work of the applicant has made it possible to demonstrate that, surprisingly, the contacting of a filler chosen from lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or as a mixture, simultaneously, with at least one homogeneous catalyst chosen from metal salts wherein the metal M is selected from the lanthanide with the exception of the element La, and one or more heterogeneous catalysts in the same vessel réactionnelie operating in specific operating conditions makes it possible to directly obtain valorisabies mono products or polyoxygenated and reduce the content of non-valuable products, such as humins.

RESUME DE L'INVENTION SUMMARY OF THE INVENTION

Un objet de la présente invention est donc de fournir un procédé de transformation d'une charge choisie parmi la biomasse lignocellulosique et les hydrates de carbone, seuls ou en mélange, en composés mono- ou poiyoxygénés, dans lequel ladite charge est mise en contact, simultanément, avec une combinaison d'un ou plusieurs catalyseur(s) homogène(s) et d'un ou plusieurs catalyseurs hétérogènes, dans une même enceinte réactionnelie. en présence d'au moins un solvant, ledit solvant étant de l'eau seule ou en mélange avec au moins un autre solvant, sous atmosphère réductrice, et à une température comprise entre 50°C et 300°C, et à une pression comprise entre 0,5 MPa et 20 MPa, dans lequel, An object of the present invention is therefore to provide a load transformation method selected from lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or in mixture, mono- or poiyoxygénés compounds, wherein said charge is contacted, simultaneously, with a combination of one or more homogeneous catalyst (s) and one or more heterogeneous catalysts, in the same reaction chamber. in the presence of at least one solvent, said solvent being water alone or in admixture with at least one other solvent, under an atmosphere reducing agent, and at a temperature between 50 ° C and 300 ° C, and at a pressure between 0.5 MPa and 20 MPa, wherein,

ledit ou lesdits catalyseur(s) homogène(s) étant choisi(s) parmi les sels métalliques hydratés ou non, ayant pour formule générale MmXn.n'H20 dans lequel le métal M est un lanthanide choisi parmi Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd. Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb et Lu, m est un nombre entier compris entre 1 et 10, n est un nombre entier compris entre 1 et 10 et n' est un nombre compris entre 0 et 20 et X est au moins un anion choisi parmi les halogénures, les nitrates, les carboxylates, les halogénocarboxylates, les acétylacétonates, les hydroxydes, les alcoolates, les phénolates, substitués ou non, les sulfates, les alkylsulfates, les phosphates, les alkyiphosphates, les halogénosulfonates, les alkylsulfonates, les perhalogénoalkylsulfonates. les bis(perhalogénoalkylsulfonyl)amidures, les arènesulfonates, substitués ou non par des groupements halogènes ou halogénoalkyles, lesdits anions X pouvant être identiques ou différents dans le cas où n est supérieur à 1 , said at least one homogeneous catalyst (s) being chosen from hydrated or non-hydrated metal salts having the general formula MmX n 'n' H 2 0 in which the metal M is a lanthanide chosen from Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd. Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu, m is an integer from 1 to 10, n is an integer from 1 to 10 and n 'is a number from 0 to 20 and X is from at least one anion chosen from halides, nitrates, carboxylates, halocarboxylates, acetylacetonates, hydroxides, alkoxides, phenolates, substituted or unsubstituted, sulphates, alkyl sulphates, phosphates, alkyl phosphates, halosulphonates, alkyl sulphonates perhaloalkylsulfonates. bis (perhaloalkylsulfonyl) amides, arenesulfonates, substituted or unsubstituted by halogen or haloalkyl groups, said anions X being identical or different in the case where n is greater than 1,

ledit ou lesdits cataiyseur(s) hétérogène(s) comprenant au moins un métal choisi parmi les métaux des groupes 6 à 1 1 et les métaux du groupe 14 de la classification périodique et un support choisi parmi les oxydes des éléments choisis parmi l'aluminium, le titane, le silicium, le zirconium, le cérium, et le niobium, seuls ou en mélange, et les oxydes mixtes choisis parmi les aiuminates de zinc, de cuivre et de cobalt, lesdits oxydes pouvant être dopés ou non par au moins un composé métallique choisi parmi le tungstène, l'étain, le molybdène et l'antimoine, pris seuls ou en mélange, les aluminosilicates cristallisés ou non, les aluminophosphates et les composés carbonés amorphes ou cristallisés.  said at least one heterogeneous catalyst (s) comprising at least one metal selected from metals of groups 6 to 11 and metals of group 14 of the periodic table and a support selected from oxides of elements selected from aluminum , titanium, silicon, zirconium, cerium and niobium, alone or as a mixture, and mixed oxides chosen from zinc, copper and cobalt aiuminates, said oxides possibly being doped with at least one metal compound chosen from tungsten, tin, molybdenum and antimony, taken alone or as a mixture, crystallized aluminosilicates or not, aluminophosphates and amorphous or crystallized carbon compounds.

Dans la présente invention, il est fait référence à la nouvelle notation de la classification périodique des éléments : Handbook of Chemistry and Physics, 76ième édition, 1995-1996. In the present invention, reference is made to the new notation of the Periodic Table of Elements: Handbook of Chemistry and Physics, 76th Edition, 1995-1996.

Dans la présente invention, on entend par catalyseur homogène, un catalyseur soluble dans les conditions opératoires de la réaction. On entend par catalyseur hétérogène, un catalyseur non soluble dans les conditions opératoires de la réaction. Un avantage de la présente invention est de permettre l'obtention directe de produits valorisabies mono- ou polyoxygénés tout en limitant la formation de produits non valorisâmes tels que les humines solubies et non solubles, c'est à dire des produits de poids moléculaire important issus de condensations non désirées de sucres et de leurs dérivés. In the present invention, the term "homogeneous catalyst" means a catalyst that is soluble in the operating conditions of the reaction. By heterogeneous catalyst is meant a catalyst that is not soluble in the reaction operating conditions. An advantage of the present invention is that it allows the direct production of mono- or polyoxygenated valorizable products while limiting the formation of non-valuable products such as solubic and insoluble humins, ie products of high molecular weight resulting from unwanted condensation of sugars and their derivatives.

Dans le cas où la charge traitée est une charge solide, c'est-à-dire choisie de préférence parmi la biomasse lignocellulosique ou de la cellulose, un autre avantage de la présente invention est de permettre à la fois, l'augmentation de la conversion maximale et l'accélération de la cinétique de conversion de la biomasse lignocellulosique ou de la cellulose par l'utilisation simultanée dans une même enceinte réactionnelle opérant sous atmosphère réductrice, de la combinaison d'au moins un catalyseur homogène et d'un ou plusieurs catalyseur(s) hétérogène(s) tels que revendiqués. In the case where the treated filler is a solid filler, that is to say preferably chosen from lignocellulosic biomass or cellulose, another advantage of the present invention is that it allows both the increase of the maximum conversion and acceleration of the kinetics of conversion of lignocellulosic biomass or of cellulose by the simultaneous use in the same reaction chamber operating under a reducing atmosphere, of the combination of at least one homogeneous catalyst and one or more heterogeneous catalyst (s) as claimed.

Un autre avantage de la présente invention est de permettre l'obtention d'un mélange de produits comprenant au moins de l'éthylène glycol et du propylène glycol, avec un rapport massique éthylène glycol/propylène glycol inférieur à 8. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION La charge Another advantage of the present invention is to allow to obtain a product mixture comprising at least one of ethylene glycol and propylene glycol, with a weight ratio ethylene glycol / propylene glycol less than 8. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The charge

La charge traitée dans le procédé selon l'invention est une charge choisie parmi la biomasse lignocellulosique et les hydrates de carbone, seuls ou en mélange, les hydrates de carbone étant choisis de préférence parmi les polysaccharides, les oligosaccharides et les monosaccharides. seuls ou en mélange.  The filler treated in the process according to the invention is a filler chosen from lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or as a mixture, the carbohydrates being preferably chosen from polysaccharides, oligosaccharides and monosaccharides. alone or in mixture.

Par polysaccharides, nous entendons un ou plusieurs composés contenant au moins 10 sous-unités d'osés liées de façon covalente. Les polysaccharides préférés utilisés comme charge dans la présente invention sont choisis parmi l'amidon, l'inuline, la cellulose et l'hémicellulose seul ou en mélange. By polysaccharides we mean one or more compounds containing at least 10 covalently linked oste subunits. Preferred polysaccharides used as filler in the present invention are selected from starch, inulin, cellulose and hemicellulose alone or in admixture.

Par oligosaccharides, nous entendons un ou plusieurs composés contenant de deux à dix sous-unités d'osés liées de façon covalente. Par oligosaccharide, on désigne plus particulièrement, d'une part un hydrate de carbone ayant pour formule (C6H10O5)n ou C6nH10n+2O5n+ 1 où n est un entier supérieur à 1 , obtenu par hydrolyse partielle de l'amidon, l'inuline, la biomasse lignoceliulosique, la cellulose et l'hémicelluiose, et d'autre part un hydrate de carbone dit mixte ayant pour composition (C6H10O5)m(C5H8O4)n ! (C6mH10m+2O5m+1)(C5nH8r,+2O4n+i) où m et n sont des entiers supérieurs ou égaux à 1 . By oligosaccharides we mean one or more compounds containing from two to ten subunits of covalently linked osteos. By oligosaccharide, is meant more particularly, on the one hand a carbohydrate having the formula (C 6 H 10 O 5 ) n or C 6n H 10 n + 2 O 5 n + 1 where n is an integer greater than 1, obtained by hydrolysis partial starch, inulin, lignoceliulosique biomass, cellulose and hémicelluiose, and secondly a carbohydrate said joint having a composition of (C 6 H 10 O 5) m (C 5 H 8 O 4) not ! (C 6 H 10 m m + 2O 5m + 1) (C 5n H 8r, O4n 2 + i) where m and n are integers greater than or equal to 1.

Les oligosaccharides sont de préférence choisis parmi les oligomères de pentoses et/ou d'hexoses avec un degré de polymérisation inférieur à celui de la cellulose et de l'hémicelluiose (2-30). Ils peuvent être obtenus par hydrolyse partielle de l'amidon, de l'inuline, de la biomasse lignoceliulosique, de la cellulose ou de l'hémicelluiose. Les oligosaccharides sont généralement solubles dans l'eau. The oligosaccharides are preferably chosen from oligomers of pentoses and / or hexoses with a degree of polymerization lower than that of cellulose and hemicellulose (2-30). They can be obtained by partial hydrolysis of starch, inulin, lignocellulosic biomass, cellulose or hemicellulose. Oligosaccharides are generally soluble in water.

Les oligosaccharides préférés utilisés comme charge dans la présente invention sont choisis parmi le saccharose, le lactose, le maltose, l'isomaltose, l'inulobiose, le mélibiose, le gentiobiose, le tréhalose, le cellobiose, le cellotriose, le cellotetraose et les oligosaccharides issus de l'hydrolyse des polysaccharides nommés au paragraphe précédent. Par monosaccharides, on désigne les sucres simples (hexoses, pentoses) qui peuvent être produits par dépolymérisation complète ou partielle des polysaccharides. Preferred oligosaccharides used as a filler in the present invention are selected from sucrose, lactose, maltose, isomaltose, the inulobiose, melibiose, gentiobiose, trehalose, cellobiose, cellotriose, the cellotetraose and oligosaccharides from the hydrolysis of the polysaccharides named in the previous paragraph. By monosaccharides is meant simple sugars (hexoses, pentoses) which can be produced by complete or partial depolymerization of the polysaccharides.

Les monosaccharides préférés utilisés comme charge dans la présente invention sont choisis parmi le glucose, le galactose, le mannose, le fructose, l'altrose. La biomasse lignoceliulosique est essentiellement constituée de trois constituants naturels présents en quantités variables selon son origine : la cellulose, l'hémicelluiose et la lignine. Preferred monosaccharides used as filler in the present invention are selected from glucose, galactose, mannose, fructose, altrose. Lignocellulosic biomass consists essentially of three natural constituents present in varying amounts according to its origin: cellulose, hemicellulose and lignin.

La cellulose (C6H10O5)n représente la majeure partie (40-60%) de la composition de la biomasse lignoceliulosique. La cellulose est un homopolymère linéaire composé de nombreuses unités de D-Anhydroglucopyranose (AGU) reliées entre elles par des liaisons β-(1→4) glycosidiques. Le motif de répétition est le dimère cellobiose. Cellulose (C 6 H 10 O 5 ) n represents the major part (40-60%) of the composition of lignocellulosic biomass. Cellulose is a linear homopolymer composed of numerous units of D-Anhydroglucopyranose (AGU) linked together by β- (1 → 4) glycosidic bonds. The repetition pattern is the cellobiose dimer.

La cellulose est insoluble dans l'eau à température et pression ambiantes. Cellulose is insoluble in water at ambient temperature and pressure.

La cellulose utilisée peut être cristalline ou amorphe. L'hémiceliulose est le deuxième hydrate de carbone en quantité après la cellulose et constitue 20 à 40% en poids de la biomasse lignocellulosique. Contrairement à la cellulose, ce polymère est constitué en majorité de monomères de pentoses (cycles à 5 atomes) et hexoses (cycles à 6 atomes). L'hémiceliulose est un hétéropolymère amorphe avec un degré de polymérisation inférieur à celui de la cellulose (30-100). The cellulose used may be crystalline or amorphous. Hemicellulose is the second carbohydrate in quantity after cellulose and constitutes 20 to 40% by weight of lignocellulosic biomass. Unlike cellulose, this polymer consists mainly of pentose monomers (5-atom rings) and hexoses (6-atom rings). Hemicellulose is an amorphous heteropolymer with a degree of polymerization lower than that of cellulose (30-100).

La lignine est une macromolécule amorphe présente dans les composés lignocellulosiques dans des proportions variables selon l'origine du matériau (paille ~ 15%, bois : 20-26%). Sa fonction est le renforcement mécanique, i'hydrophobisation et le soutien des végétaux. Cette macromolécule riche en motifs phénoliques peut être décrite comme résultant de la combinaison de trois unités monomères de type propyl- méthoxy-phénols. Sa masse molaire varie de 5000 g/mol à 10000 g/mol pour les bois durs et atteint 20000 g/mol pour les bois tendres. Lignin is an amorphous macromolecule present in lignocellulosic compounds in variable proportions depending on the origin of the material (straw ~ 15%, wood: 20-26%). Its function is the mechanical reinforcement, the hydrophobization and the support of the plants. This macromolecule rich in phenolic units can be described as resulting from the combination of three monomer units of propyl-methoxy-phenol type. Its molar mass varies from 5000 g / mol to 10000 g / mol for hardwoods and reaches 20000 g / mol for softwoods.

La matière première lignocellulosique peut avantageusement être constituée de bois ou de déchets végétaux. D'autres exemples non limitatifs de matière biomasse lignocellulosique sont les résidus d'exploitation agricole tels que par exemple la paille, les herbes, les tiges, les noyaux, ou les coquilles, les résidus d'exploitation forestière tels que les produits de première éclaircie, les écorces, les sciures, les copeaux, ou les chutes, les produits d'exploitation forestière, les cultures dédiées (taillis à courte rotation), les résidus de l'industrie agro-alimentaire tels que les résidus de l'industrie du coton, du bambou, du sisal, de la banane, du maïs, du panicum virgatum, de i'alfalfa, de la noix de coco, ou de la bagasse, les déchets organiques ménagers, les déchets des installations de transformation du bois et les bois usagés de construction, de la pâte à papier, du papier, recyclé ou non. The lignocellulosic raw material may advantageously consist of wood or vegetable waste. Other non-limiting examples of lignocellulosic biomass material are farm residues such as, for example, straw, grasses, stems, cores, or shells, logging residues such as thinning products , bark, sawdust, chips, or falls, logging products, dedicated crops (short rotation coppice), residues from the agri-food industry such as residues from the cotton industry , bamboo, sisal, banana, maize, panicum virgatum, alfalfa, coconut, or bagasse, household organic waste, wood processing waste and wood used construction, pulp, paper, recycled or not.

La biomasse lignocellulosique peut avantageusement être utilisée sous sa forme brute, c'est-à-dire dans son intégralité de ces trois constituants cellulose, hémicellulose et lignine. La biomasse brute se présente généralement sous forme de résidus fibreux ou poudre. Elle peut également avantageusement être broyée ou déchiquetée pour permettre son transport. La charge biomasse lignocellulosique peut avantageusement aussi être utilisée sous sa forme prétraitée, c'est-à-dire sous une forme contenant au moins une partie cellulosique après extraction de la lignine et/ou de l'hémicellulose. La biomasse subit de préférence un prétraitement afin d'augmenter la réactivité et l'accessibilité de la cellulose au sein de la biomasse avant sa transformation. Ces prétraitements sont de nature mécanique, thermochimique, thermo-mécanico- chimique et/ou biochimique et provoquent la décristallinisation de la cellulose, une diminution du degré de polymérisation de la cellulose, la solubilisation de l'hémicellulose et/ou de la lignine et/ou de la cellulose ou l'hydrolyse partielle de l'hémicellulose et/ou de la cellulose suivant le traitement. The lignocellulosic biomass can advantageously be used in its raw form, that is to say in its entirety of these three constituents cellulose, hemicellulose and lignin. The raw biomass is generally in the form of fibrous residues or powder. It can also advantageously be milled or shredded to allow its transport. The lignocellulosic biomass feed may advantageously also be used in its pretreated form, that is to say in a form containing at least one cellulosic part after extraction of lignin and / or hemicellulose. The biomass is preferably pretreated to increase the reactivity and accessibility of the cellulose within the biomass prior to processing. These pretreatments are of a mechanical, thermochemical, thermomechanical and / or biochemical nature and cause the decystallinization of the cellulose, a decrease in the degree of polymerization of the cellulose, the solubilization of the hemicellulose and / or lignin and / or or cellulose or partial hydrolysis of hemicellulose and / or cellulose following treatment.

Le prétraitement permet de préparer la biomasse lignocellulosique en séparant la partie carbohydrate de la lignine et ajustant la taille des particules de biomasse à traiter. La taille des particules de biomasse après le prétraitement est généralement inférieure à 5 mm, de préférence inférieure à 500 microns. Pretreatment prepares the lignocellulosic biomass by separating the carbohydrate portion of the lignin and adjusting the size of the biomass particles to be treated. The size of the biomass particles after pretreatment is generally less than 5 mm, preferably less than 500 microns.

Les catalyseurs Catalysts

Conformément à l'invention, ladite charge est mise en contact dans le procédé selon l'invention, simultanément, avec une d'un ou plusieurs cataiyseur(s) homogène(s) et d'un ou plusieurs catalyseur(s) hétérogène(s) tels que revendiqués, dans une même enceinte réactionneile, en présence d'au moins un solvant, ledit solvant étant de l'eau seule ou en mélange avec au moins un autre solvant, sous atmosphère réductrice, et à une température comprise entre 50°C et 300°C, et à une pression comprise entre 0,5 MPa et 20 MPa.  According to the invention, said feedstock is brought into contact in the process according to the invention, simultaneously with one of one or more homogeneous catalyst (s) and one or more heterogeneous catalyst (s). ) as claimed, in the same reaction chamber, in the presence of at least one solvent, said solvent being water alone or in admixture with at least one other solvent, under a reducing atmosphere, and at a temperature of between 50 ° C. C and 300 ° C, and at a pressure of between 0.5 MPa and 20 MPa.

Un critère essentiel de la présente invention réside dans la mise en contact de ladite charge dans les conditions opératoires telles que revendiquées, simultanément, avec une combinaison d'un ou plusieurs catalyseur(s) homogène(s) et d'un ou plusieurs catalyseur(s) hétérogène(s) tels que revendiqués, au sein d'une même enceinte réactionneile. An essential criterion of the present invention lies in bringing said charge into contact under the operating conditions as claimed simultaneously with a combination of one or more homogeneous catalyst (s) and one or more catalyst (s). s) heterogeneous (s) as claimed, within the same reaction chamber.

En effet, les réactions mises en jeu dans le procédé de transformation de ladite charge ne sont pas des réactions successives du fait de l'utilisation et du fonctionnement simultané d'une combinaison d'un ou plusieurs catalyseur(s) homogène(s) tels que revendiqués et d'un ou plusieurs catalyseurs hétérogènes, dans une même enceinte réactionnelle. La conversion de la charge induite par le ou les catalyseurs homogènes et la transformation des produits ainsi dissouts par le ou les catalyseurs hétérogènes se fait donc de manière concomitante et complémentaire. H est ainsi possible de tirer avantage de cette compatibilité entre les catalyseurs homogènes et hétérogènes pour s'affranchir de tout travail intermédiaire de traitement ou de purification, synonymes de coûts supplémentaires de procédé et de pertes de matière importants associés à cette étape. Indeed, the reactions involved in the process for transforming said feedstock are not successive reactions because of the use and operation simultaneously a combination of one or more homogeneous catalyst (s) as claimed and one or more heterogeneous catalysts in the same reaction chamber. The conversion of the feedstock induced by the homogeneous catalyst (s) and the transformation of the products thus dissolved by the heterogeneous catalyst (s) is therefore concomitant and complementary. H is possible to take advantage of this compatibility between homogeneous and heterogeneous catalysts to release itself from any intermediate processing work or purification, synonyms additional process costs and significant material losses associated with this step.

De préférence, ledit procédé selon l'invention n'opère pas en deux étapes successives. Conformément à l'invention, le ou lesdits catalyseur(s) homogène(s) est(sont) choisi(s) parmi les sels métalliques hydratés ou non, ayant pour formule générale MmXn.n'H20 dans lequel le métal M est un lanthanide choisi parmi Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho. Er, Tm, Yb et Lu, m est un entier compris entre 1 et 10, n est un nombre entier compris entre 1 et 10 et n' est un nombre compris entre 0 et 20 et X est au moins un anion choisi parmi les halogénures, les nitrates, les carboxylates, les halogénocarboxylates, les acétylacétonates, les alcoolates, les phénolates, substitués ou non, les sulfates, les alkylsulfates, les phosphates, les alkylphosphates, les halogénosulfonates, les alkylsulfonates, les perhalogénoalkylsulfonates, les bis(perhalogénoalkylsulfonyl)amidures, les arènesulfonates, substitués ou non par des groupements halogènes ou halogénoalkyles. lesdits anions X pouvant être identiques ou différents dans le cas où n est supérieur à 1 . Preferably, said method according to the invention does not operate in two successive steps. According to the invention, the at least one homogeneous catalyst (s) is (are) chosen from hydrated or non-hydrated metal salts having the general formula M m X n .n'H 2 0 wherein metal M is a lanthanide selected from Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu, m is an integer from 1 to 10, n is an integer between 1 and 10 and n 'is a number between 0 and 20 and X is at least one anion selected from halides, nitrates, carboxylates, halocarboxylates, acetylacetonates, alcoholates, phenolates, substituted or unsubstituted, sulphates, alkyl sulphates, phosphates, alkyl phosphates, halosulfonates, alkyl sulphonates, perhaloalkyl sulphonates, bis (perhaloalkylsulphonyl) amides, arenesulphonates, whether or not substituted with halogen or haloalkyl groups. said anions X may be identical or different in the case where n is greater than 1.

Dans le cas où plusieurs catalyseurs homogènes choisis parmi les sels métalliques hydratés ou non de formule générale „,ΧΓ, n'H20. M, X, m, n et n' ayant les significations précitées, sont utilisés dans le procédé selon l'invention, lesdits catalyseurs homogènes peuvent être identiques ou différents. Dans un mode de réalisation préféré, un seul catalyseur homogène choisi parmi les sels métalliques hydratés ou non de formule générale MmXn.n'H20, M, X, m, n et n' ayant les significations pré-citées, est utilisé dans le procédé selon l'invention. Ledit méta! M du ou desdits catalyseur(s) homogène(s) choisi(s) parmi les sels métalliques hydratés ou non, choisi parmi les lanthanides est de préférence choisi parmi les métaux suivants i Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Gd, Eu, Er, Tm, Yb. In the case where several homogeneous catalysts chosen from hydrated or non-hydrated metal salts of the general formula ", Χ Γ , nH 2 0. M, X, m, n and n 'having the abovementioned meanings, are used in the process according to the invention, the said homogeneous catalysts can be identical or different. In a preferred embodiment, a single homogeneous catalyst chosen from hydrated or non-hydrated metal salts of general formula M m X n .n'H 2 0, M, X, m, n and n 'having the abovementioned meanings, is used in the process according to the invention. Said meta! M or said homogeneous catalyst (s) chosen (s) among the metal salts hydrated or not, selected from lanthanides is preferably selected from the following metals Ce Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Gd, Eu , Er, Tm, Yb.

De manière préférée, ledit métal M est choisi parmi les métaux suivants : Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Er, Yb. Preferably, said metal M is selected from the following metals: Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Er, Yb.

De manière très préférée, ledit métal M est choisi parmi les métaux : Ce et Er. Very preferably, said metal M is selected from metals: Ce and Er.

Conformément à l'invention, dans la composition du sel métallique, le métal M choisi parmi les lanthanides cités est associé avec un ou plusieurs anions X, qui peuvent être identiques ou différents. According to the invention, in the composition of the metal salt, the metal M selected from the lanthanides mentioned is associated with one or more anions X, which may be identical or different.

De préférence, Fanion X est au moins un anion choisi parmi les halogénures, les alkylsulfonates, les perhalogénoalkylsulfonates, les bis(perhalogénoalkylsulfonyl)amidures. Preferably, X is at least one anion selected from halides, alkylsulfonates, perhaloalkylsulfonates, bis (perhaloalkylsulfonyl) amides.

De préférence, i'halogénure est le fluorure, le chlorure, le bromure et le iodure.  Preferably, the halide is fluoride, chloride, bromide and iodide.

De préférence, l'alkylsulfonate est le mésylate et le tosylate.  Preferably, the alkylsulfonate is mesylate and tosylate.

De préférence, le perhalogénoalkylsulfonate est le triflate.  Preferably, the perhaloalkylsulfonate is triflate.

De préférence, le bis(perhalogénoalkylsulfonyl)amidure est le bis(triflimide).  Preferably, the bis (perhaloalkylsulfonyl) amide is bis (triflimide).

De manière très préférée, l'anion X est un chlorure. Very preferably, the anion X is a chloride.

Ledit ou lesdits catalyseur(s) homogène(s) très préférés sont avantageusement choisis parmi le chlorure de cérium heptahydraté CeCI3.7H20 et le chlorure d'erbium heptahydraté ErCI3.6H20, seuls ou en mélange. Said or said homogeneous catalyst (s) very preferred are advantageously selected from cerium chloride heptahydrate CeCI 3 .7H 2 0 and erbium chloride heptahydrate ErCI 3 .6H 2 0, alone or in mixture.

Dans le cas où un seul catalyseur homogène choisi parmi les sels métalliques hydratés ou non de formule générale MmXn.n!H20, M, X, m, n et n' ayant les significations précitées, est utilisé, le catalyseur homogène très préféré est le chlorure de cérium heptahydraté CeCi3.7H20. In the case where a single homogeneous catalyst selected from hydrated metal salts or not of general formula M m X n .n ! H 2 0, M, X, m, n and n 'having the As above, the most preferred homogeneous catalyst is cerium chloride heptahydrate CeCi 3 .7H 2 O.

Dans un mode de réalisation préféré, au moins un deuxième catalyseur homogène de nature différente que le ou lesdits catalyseurs homogènes choisis parmi les sels métalliques hydratés ou non, ayant pour formule générale Mr„Xn.n'H20 peut éventuellement être ajouté, simultanément, dans ladite même enceinte réactionnelie dans lequel le procédé selon l'invention est mis en œuvre. In a preferred embodiment, at least one second homogeneous catalyst of a different nature than said one or more homogeneous catalysts selected from the hydrated metal salts or not, having the general formula M r "X n .n'H 2 0 may optionally be added simultaneously in the same reaction chamber in which the method according to the invention is implemented.

De préférence, le ou lesdits deuxième(s) catalyseur(s) homogène(s) est(soni) choisi(s) parmi les acides organiques ou inorganiques de Bronsted.  Preferably, said second (s) homogeneous catalyst (s) is (soni) selected from organic or inorganic Bronsted acids.

Dans ce cas, ladite charge est mise en contact, simultanément, dans ladite même enceinte réactionnelie, avec une combinaison d'un ou plusieurs catalyseur(s) homogène(s) choisi(s) parmi les sels métalliques hydratés ou non, ayant pour formule générale ΜΧη. ηΉ?0 dans lequel M, m. n, n' et X ont la signification précitée, d'un ou plusieurs deuxième(s) catalyseurs) homogène(s) choisi(s) parmi les acides organiques ou inorganiques de Bronsted et d'un ou plusieurs catalyseur(s) hétérogène(s) selon l'invention. In this case, said filler is contacted simultaneously in said same enclosure réactionnelie, with a combination of one or more catalyst (s) homogeneous (s) chosen (s) among the metal salt hydrates or not, having the formula general Μ : η Χ η . ηΉ ? Where M, m. n, n 'and X have the abovementioned meaning of one or more second homogeneous catalysts selected from organic or inorganic Bronsted acids and one or more heterogeneous catalyst (s) ( s) according to the invention.

Dans le cas où plusieurs catalyseurs homogène(s) choisi(s) parmi les acides organiques ou inorganiques de Bronsted sont utilisés dans le procédé selon l'invention, lesdits catalyseurs peuvent être identiques ou différents. In the case where several homogeneous catalyst (s) chosen (s) from organic or inorganic Brønsted acids are used in the process according to the invention, said catalysts may be the same or different.

Dans un mode de réalisation très préféré, ladite charge est mise en contact, simultanément, dans ladite même enceinte réactionnelie, avec une combinaison d'un catalyseur homogène choisi parmi les sels métalliques hydratés ou non, ayant pour formule générale mXn-n'H20 dans lequel M, m, n, n' et X ont la signification précitée, d'un deuxième catalyseur homogène choisi parmi les acides organiques ou inorganiques de Bronsted et d'un catalyseur hétérogène selon l'invention. In a very preferred embodiment, said charge is brought into contact, simultaneously, in said same reaction chamber, with a combination of a homogeneous catalyst chosen from hydrated or non-hydrated metal salts having the general formula m Xn-n'H 2 0 wherein m, m, n, n 'and X have the abovementioned meaning, a second homogeneous catalyst selected from organic or inorganic Bronsted acids and a heterogeneous catalyst according to the invention.

De préférence, les acides Inorganiques de Bronsted sont choisis parmi les acides inorganiques suivants : HF, HCI, HBr, Hl, H2S03, H2S04, H3P02, H3P04, HN02 L HN03, H,W04. H4SiW1204o, H3PW1204o, (NH4)6(W12O40).xH2O, (NH4)6Mo7024.xH20, H3B03, HCI04, HBF.Î, HSbF5, HPF6, H2F03P, CIS03H, FS03H, HN(S02F)2 et HI03. De manière préférée, les acides inorganiques de Bronsted sont choisis parmi les acides inorganiques suivants : HCI, H?SO,„ H3P04, H2 03, (NH4)6(W12O„0).xH2Of

Figure imgf000015_0001
Preferably, inorganic Bronsted acids are chosen from the following inorganic acids: HF, HCI, HBr, HI, H 2 S0 3, H 2 S0 4, H 3 P0 2, H 3 P0 4, HN0 2 L HN0 3, H, W0 4 . H 4 SiW 12 0 4 o, H 3 PW 12 0 4 o, (NH 4 ) 6 (W 12 O 40 ) .xH 2 O, (NH 4 ) 6 Mo 7 0 24 .xH 2 O, H 3 B0 3 , HCI0 4 , HBF. 1 , HSbF 5 , HPF 6 , H 2 F 3 P, CISO 3 H, FSO 3 H, HN (SO 2 F) 2 and HI 3 . Preferably, the inorganic Bronsted acids are chosen from the following inorganic acids: HCl, H ? SO, "H 3 P0 4, H 2 0 3, (NH 4) 6 (W 12 O" 0) .xH 2 O f
Figure imgf000015_0001

Un deuxième catalyseur homogène très préféré est l'acide chlorhydrique (HCI).  A second most preferred homogeneous catalyst is hydrochloric acid (HCl).

De préférence, les acides organiques de Bronsted sont choisis parmi les acides organiques de formules générales R-COOH. RS02H, RSO.,H, (RS02)NH, (RO)2P02H,Preferably, the organic Bronsted acids are chosen from organic acids of general formulas R-COOH. RSO 2 H, RSO 2 , (RSO 2 ) NH, (RO) 2 PO 2 H,

ROH où R est un hydrogène ou une chaîne carbonée composée de groupements alkyles ou aryles, substitués ou non par des hétéroatomes. De manière préférée, les acides organiques de Bronsted sont choisis parmi les acides organiques suivants : l'acide formique, l'acide acétique, l'acide trifluoroacétique, l'acide lactique, l'acide lévulinique, l'acide méthanesulfinique, l'acide méthanesulfonique, l'acide trifluorométhanesulfonique, la bis(trifluorométhanesulfonyl)amine, l'acide benzoïque, l'acide paratoluènesulfonique, l'acide 4-biphénylsulfonique, le diphénylphosphate. et le 1 , 1 '-binaphtyl-2,2'-diyl hydrogénophosphate. Where R is a hydrogen or a carbon chain composed of alkyl or aryl groups, substituted or not by heteroatoms. Preferably, the organic acids of Bronsted are chosen from the following organic acids: formic acid, acetic acid, trifluoroacetic acid, lactic acid, levulinic acid, methanesulfinic acid, acid methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, bis (trifluoromethanesulfonyl) amine, benzoic acid, para-toluenesulfonic acid, 4-biphenylsulfonic acid, diphenylphosphate. and 1,1'-Binaphthyl-2,2'-diyl hydrogen phosphate.

Un deuxième catalyseur homogène très préféré est l'acide méthanesulfonique.  A second most preferred homogeneous catalyst is methanesulfonic acid.

Conformément à l'invention, ledit ou lesdits catalyseurs hétérogènes comprennent au moins un métal choisi parmi les métaux des groupes 6 à 1 1 et les métaux du groupe 14 de la classification périodique et un support choisi parmi les oxydes des éléments choisis parmi l'aluminium, le titane, le silicium, le zirconium, le cérium. et le niobium, seuls ou en mélange, et les oxydes mixtes choisis parmi les aluminates de zinc, de cuivre et de cobalt, lesdits oxydes pouvant être dopés ou non par au moins un composé métallique choisi parmi le tungstène, l'étain, le molybdène et l'antimoine, pris seuls ou en mélange, les aluminosilicates cristallisés ou non, les aluminophosphates et les composés carbonés amorphes ou cristallisés. According to the invention, said heterogeneous catalyst or catalysts comprise at least one metal chosen from metals of groups 6 to 11 and metals of group 14 of the periodic table and a support chosen from oxides of elements chosen from aluminum. , titanium, silicon, zirconium, cerium. and niobium, alone or as a mixture, and the mixed oxides chosen from zinc, copper and cobalt aluminates, said oxides possibly being doped with or not by at least one metal compound chosen from tungsten, tin and molybdenum and antimony, taken alone or as a mixture, crystallized aluminosilicates or not, aluminophosphates and amorphous or crystallized carbon compounds.

Dans le cas où plusieurs catalyseurs hétérogènes sont utilisés dans le procédé selon l'invention, lesdits catalyseurs peuvent être identiques ou différents. In the case where several heterogeneous catalysts are used in the process according to the invention, said catalysts may be identical or different.

Ledit métal choisi parmi les métaux des groupes 6 à 1 1 et les métaux du groupe 14 de la classification périodique du ou des catalyseurs hétérogènes selon, l'invention sont de préférence choisis parmi les métaux suivants : Cr, Mo, W. Mn, Te, Re, Fe, Ru, Os. Co. Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, et Hg, d'une part, et parmi : Ge, Sn et Pb d'autres part, pris seuls ou en mélange. Said metal chosen from metals of groups 6 to 11 and the metals of group 14 of the periodic classification of the heterogeneous catalyst (s) according to the invention are preferably chosen from the following metals: Cr, Mo, W. Mn, Te , Re, Fe, Ru, Os. Co. Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, and Hg, on the one hand, and among: Ge, Sn and Pb on the other hand, taken alone or as a mixture.

De manière préférée, ledit métal est choisi parmi les métaux Mo, W, Re, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, d'une part et Sn, d'autre part, pris seuls et en mélange,  Preferably, said metal is chosen from metals Mo, W, Re, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, on the one hand and Sn, on the other hand, taken alone and as a mixture ,

De manière très préférée, ledit métal est choisi parmi les métaux Ru, Ir, Ni, Pd, Pt, d'une part et Sn, d'autre part, pris seuls et en mélange. Very preferably, said metal is selected from metals Ru, Ir, Ni, Pd, Pt, on the one hand and Sn, on the other hand, taken alone and in admixture.

De manière encore plus préférée, ledit métal est choisi parmi les métaux Ni, Pt, d'une part et Sn, d'autre part, pris seuls et en mélange. Selon un mode de réalisation préféré, les mélanges de métaux suivants sont préférés : NiSn, RePt, FePt, SnPt, CuPt, IrPt, CoPt, RhPt, OsPt, RuRe, PdRe, RuSn et RuPt et de manière encore plus préférée, les mélanges de métaux suivants : NiSn, RePt, RuRe et RuPt. Selon un mode de réalisation très préféré, ledit métal est le platine.  Even more preferably, said metal is selected from metals Ni, Pt, on the one hand and Sn, on the other hand, taken alone and mixed. According to a preferred embodiment, the following metal mixtures are preferred: NiSn, RePt, FePt, SnPt, CuPt, IrPt, CoPt, RhPt, OsPt, RuRe, PdRe, RuSn and RuPt and even more preferably, the mixtures of following metals: NiSn, RePt, RuRe and RuPt. According to a very preferred embodiment, said metal is platinum.

Dans le cas où le métal M dudit ou desdits catalyseurs hétérogènes est choisis parmi les métaux nobles suivants : Ru, Os, Rh, Pd, Pt, Ag, Au, la teneur en métal noble sur ledit ou lesdits catalyseurs hétérogènes est avantageusement compris entre 0, 1 % et 10% poids et de manière préférée entre 0, 1 % et 5% poids par rapport à la masse totale dudit ou desdits catalyseurs hétérogènes. In the case where the metal M of said one or more heterogeneous catalysts is chosen from the following noble metals: Ru, Os, Rh, Pd, Pt, Ag, Au, the content of noble metal on said heterogeneous catalyst or catalysts is advantageously between 0.degree. , 1% and 10% by weight and preferably between 0, 1% and 5% by weight relative to the total mass of said heterogeneous catalyst or catalysts.

Dans le cas où le métal M dudit ou desdits catalyseurs hétérogènes est choisis parmi les métaux non nobles, la teneur en métal non noble sur ledit ou lesdits catalyseurs hétérogènes est avantageusement compris entre 0, 1 % et 40% poids et de manière préférée entre 0, 1 % et 30% poids par rapport à la masse totale dudit ou desdits catalyseurs hétérogènes. In the case where the metal M of said one or more heterogeneous catalysts is chosen from non-noble metals, the content of non-noble metal on said heterogeneous catalyst or catalysts is advantageously between 0.1% and 40% by weight and preferably between 0% and 40% by weight. , 1% and 30% by weight relative to the total mass of said one or more heterogeneous catalysts.

Le ou les métaux du ou des catalyseurs hétérogènes selon invention sont avantageusement déposés sur un support. The metal (s) of the heterogeneous catalyst (s) according to the invention are advantageously deposited on a support.

Conformément à l'invention, ledit ou lesdits catalyseurs hétérogènes comprennent un support choisi parmi les oxydes des éléments choisis parmi l'alumine, le titane, la silice, le zirconium, le cérium, le niobium, seuls ou en mélange, et les oxydes mixtes choisis parmi les aluminates de zinc, de cuivre et de cobalt, lesdits oxydes pouvant être dopés ou non par au moins un composé métallique choisi parmi le tungstène, l'étain, le molybdène et l'antimoine, pris seuls ou en mélange, les aluminosilicates cristallisés ou non, les aluminophosphates et les composés carbonés amorphes ou cristallisés. According to the invention, said heterogeneous catalyst or catalysts comprise a support chosen from oxides of the elements chosen from alumina, titanium, silica, zirconium, cerium, niobium, alone or as a mixture, and mixed oxides. chosen from zinc, copper and cobalt aluminates, said oxides possibly being doped with at least one metal compound chosen from among tungsten, tin, molybdenum and antimony, taken alone or as a mixture, aluminosilicates crystallized or not, aluminophosphates and amorphous or crystallized carbon compounds.

De préférence, les aluminosilicates cristallisés ou non sont choisis parmi les zéoiiihes et les solides mésostructurés. Preferably, crystallized aluminosilicates or not are selected from zeolites and mesostructured solids.

De préférence, les composés carbonés amorphes ou cristallisés sont choisis parmi les charbons actifs, les noirs de carbone, les nanotubes de carbone, les carbones mésostructurés et les fibres de carbone.  Preferably, the amorphous or crystallized carbon compounds are chosen from active carbons, carbon blacks, carbon nanotubes, mesostructured carbons and carbon fibers.

Dans le cas où ledit support est choisi parmi les oxydes, dopés, des éléments choisis parmi l'aluminium, le titane, le silicium, le zirconium, le cérium, le niobium, seuls ou en mélange, un élément métallique de préférence choisi parmi le tungstène, l'étain, l'antimoine et le molybdène, seul ou en mélange, est avantageusement ajouté audit support. De préférence, la teneur en élément métallique choisi parmi le tungstène, l'étain, l'antimoine et le molybdène seul ou en mélange est avantageusement comprise entre 0, 1 % et 30% poids et de manière préférée entre 1 et 20% poids par rapport à la masse totale dudit support.  In the case where said support is chosen from doped oxides, elements selected from aluminum, titanium, silicon, zirconium, cerium, niobium, alone or as a mixture, a metallic element preferably selected from the group consisting of tungsten, tin, antimony and molybdenum, alone or in mixture, is advantageously added to said support. Preferably, the content of metal element chosen from tungsten, tin, antimony and molybdenum alone or as a mixture is advantageously between 0.1% and 30% by weight and preferably between 1 and 20% by weight. relative to the total mass of said support.

Ledit support est de préférence hydrothermalement stable, c'est à dire stable dans des conditions alliant l'eau et la température. Ainsi le support peut subir une étape de traitement visant à améliorer sa stabilité dans les conditions hydrothermaies de la réaction. On peut citer par exemple la passivation de surface, le dépôt de film carboné, le dépôt d'oxyde. Said support is preferably hydrothermally stable, ie stable under conditions combining water and temperature. Thus, the support may undergo a treatment step aimed at improving its stability under the hydrothermal conditions of the reaction. For example, surface passivation, carbon film deposition, oxide deposition may be mentioned.

Le dépôt du ou des métaux choisis parmi les groupes 6 à 1 1 et les métaux du groupe 14 de la classification périodique sur ledit support du ou des catalyseurs hétérogènes selon invention fait généralement intervenir un précurseur du ou des métaux. Par exemple il peut s'agir de complexes organiques métalliques, de sels de métaux comme les chlorures métalliques, les nitrates métalliques, les carbonates métalliques The deposition of the metal (s) chosen from groups 6 to 11 and metals of group 14 of the periodic table on said support of the heterogeneous catalyst (s) according to the invention generally involves a precursor of the metal (s). For example, it may be metal organic complexes, metal salts such as metal chlorides, metal nitrates, metal carbonates

L'introduction du ou des métaux peut avantageusement être réalisée par toute technique connue de l'Homme du métier comme par exemple l'échange ionique, l'imprégnation à sec, l'imprégnation par excès, le dépôt en phase vapeur, etc. L'introduction de métal peut être réalisée avant ou après la mise en forme du support The introduction of the metal or metals may advantageously be carried out by any technique known to those skilled in the art such as ion exchange, dry impregnation, excess impregnation, vapor deposition, etc. The introduction of metal can be carried out before or after the formatting of the support

L'étape d'introduction du ou des métaux peut avantageusement être suivie d'une étape de traitement thermique. Le traitement thermique est avantageusement réalisé entre 300°C et 700°C, sous atmosphère oxygène ou air. L'étape de traitement thermique peut être suivie d'un traitement de réduction en température. Le traitement thermique réducteur est avantageusement réalisé à une température comprise entre 200°C et 600°C sous flux ou atmosphère d'hydrogène. The step of introducing the metal or metals may advantageously be followed by a heat treatment step. The heat treatment is advantageously carried out between 300 ° C. and 700 ° C. under an oxygen or air atmosphere. The heat treatment step may be followed by a temperature reduction treatment. The reducing heat treatment is advantageously carried out at a temperature of between 200 ° C. and 600 ° C. under a stream or atmosphere of hydrogen.

De préférence, ledit ou lesdits catalyseurs hétérogènes subissent également une étape de réduction in-situ c'est-à-dire dans le réacteur où se déroule la réaction, avant l'introduction de la charge réactionnelle. Ladite étape de réduction peut également avantageusement être réalisée ex-situ. Le ou les catalyseurs hétérogènes utilisés dans la présente invention peuvent être sous forme de poudre, d'extrudés. de billes ou de pastilles. La mise en forme peut être réalisée avant ou après l'introduction du métal. Preferably, said one or more heterogeneous catalysts also undergo an in situ reduction step, that is to say in the reactor where the reaction takes place, before the introduction of the reaction charge. Said reduction step may also advantageously be carried out ex-situ. The heterogeneous catalyst (s) used in the present invention may be in powder form, extruded. balls or pellets. The shaping can be carried out before or after the introduction of the metal.

Le ou les catalyseurs hétérogènes utilisés dans la présente invention sont caractérisés par les techniques connues de l'homme du métier. On citera par exemple, pour caractériser la phase métallique, la microscopie à transmission. The heterogeneous catalyst (s) used in the present invention are characterized by techniques known to those skilled in the art. For example, in order to characterize the metallic phase, transmission microscopy is mentioned.

Procédé de transformation Process of transformation

Conformément à l'invention, le procédé de transformation de la charge choisie parmi la biomasse lignocellulosique et les hydrates de carbone, seuls ou en mélange, est mis en œuvre dans une enceinte réactionnelle en présence d'au moins un solvant, ledit solvant étant de l'eau seule ou en mélange avec au moins un autre solvant, sous atmosphère réductrice, et à une température comprise entre 50' C et 300°C, et à une pression comprise entre 0,5 MPa et 20 MPa According to the invention, the process for transforming the feed selected from lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or as a mixture, is carried out in a reaction vessel in the presence of at least one solvent, said solvent being water alone or in admixture with at least one other solvent, in a reducing atmosphere and at a temperature between 50 ° C and 300 ° C, and at a pressure between 0.5 MPa and 20 MPa

Le procédé est donc mis en œuvre dans une enceinte réactionnelle comprenant au moins un solvant et dans laquelle ladite charge est mise en présence du système catalytique selon l'invention. Conformément à l'invention, le procédé selon l'invention opère en présence d'au moins un solvant, ledit solvant étant de l'eau seule ou en mélange avec au moins un autre solvant. The process is therefore carried out in a reaction vessel comprising at least one solvent and wherein said feedstock is placed in the presence of the catalytic system according to the invention. According to the invention, the process according to the invention operates in the presence of at least one solvent, said solvent being water alone or mixed with at least one other solvent.

Selon un mode de réalisation préféré, le procédé selon l'invention opère en présence d'eau en mélange avec au moins un alcool ou au moins un solvant organique, dans des conditions sub- ou supercritiques.  According to a preferred embodiment, the process according to the invention operates in the presence of water in a mixture with at least one alcohol or at least one organic solvent, under sub- or supercritical conditions.

Les alcools sont avantageusement choisis parmi le méthanoi, l'éthanol et les propanols.  The alcohols are advantageously chosen from methanol, ethanol and propanols.

Les solvants organiques peuvent avantageusement être choisis parmi le tétrahydrofurane et l'acétate d'éthyle.  The organic solvents may advantageously be chosen from tetrahydrofuran and ethyl acetate.

Dans le cas où ledit procédé selon l'invention opère en présence d'eau en mélange avec au moins un autre solvant, le méiange de solvants comprend une teneur massique en eau supérieure à 5% poids et de manière préférée supérieure à 30% et de manière très préférée supérieure à 50% par rapport à la masse totale dudit mélange.  In the case where said method according to the invention operates in the presence of water mixed with at least one other solvent, the solvent mixture comprises a mass content of water greater than 5% by weight and preferably greater than 30% and of very preferably greater than 50% relative to the total mass of said mixture.

Selon un autre mode de réalisation, le procédé selon l'invention opère uniquement en présence d'eau. De préférence, le procédé selon l'invention opère en présence d'au moins un solvant à l'exception des solvants choisis parmi les liquides ioniques. According to another embodiment, the method according to the invention operates only in the presence of water. Preferably, the process according to the invention operates in the presence of at least one solvent with the exception of the solvents chosen from ionic liquids.

Conformément à l'invention, le procédé de transformation de ladite charge est réalisée sous atmosphère réductrice, de préférence sous atmosphère d'hydrogène. L'hydrogène peut être utilisé pur ou en mélange. According to the invention, the process for converting said charge is carried out under a reducing atmosphere, preferably under a hydrogen atmosphere. Hydrogen can be used pure or as a mixture.

De préférence, ledit procédé selon l'invention opère à une température comprise entre 50°C et 250°C et de manière préférée entre 80°C et 250°C, et à une pression comprise entre 2 MPa et 10 MPa. Généralement le procédé peut être opéré selon différents modes de réalisation. Ainsi, le procédé peut avantageusement être mise en oeuvre en discontinu ou en continu, par exemple en lit fixe. On peut opérer dans une enceinte réactionnelle fermée ou en réacteur semi-ouvert. Lesdits catalyseurs homogènes sont avantageusement introduits dans l'enceinte réactionnelle à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique charge/catalyseurs homogènes compris entre 1 ,5 et 1000, de préférence entre 5 et 1000, et de manière préférée entre 10 et 500. Preferably, said method according to the invention operates at a temperature between 50 ° C and 250 ° C and preferably between 80 ° C and 250 ° C, and at a pressure between 2 MPa and 10 MPa. Generally the method can be operated according to different embodiments. Thus, the process can advantageously be carried out batchwise or continuously, for example in a fixed bed. It can be carried out in a closed reaction chamber or in a semi-open reactor. Said homogeneous catalysts are advantageously introduced into the reaction chamber in an amount corresponding to a homogeneous charge / catalyst mass ratio of between 1.5 and 1000, preferably between 5 and 1000, and preferably between 10 and 500.

Le ou les catalyseurs hétérogènes sont introduits dans l'enceinte réactionneile à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique charge/catalyseur(s) hétérogène(s) compris entre 1 et 1000, de préférence entre 1 et 500, de préférence entre 1 et 100, de préférence entre 1 et 50 et encore préférentieliement entre 1 et 25. Le ou les catalyseur(s) hétérogène(s) introduit(s) dans le réacteur peu(ven)t subir une étape de traitement thermique réducteur avant l'introduction de la charge réactionnelle. Le traitement thermique réducteur est de préférence réalisé à une température comprise entre 150°C et 600°C sous flux ou atmosphère d'hydrogène. La charge est introduite dans le procédé à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique solvant/charge compris entre 1 et 1000, de préférence entre 1 et 500 et encore préférentieliement entre 5 et 100. The heterogeneous catalyst or catalysts are introduced into the reaction chamber in an amount corresponding to a heterogeneous charge / catalyst mass ratio (s) of between 1 and 1000, preferably between 1 and 500, preferably between 1 and 500. and 100, preferably between 1 and 50 and more preferably between 1 and 25. The heterogeneous catalyst (s) introduced into the reactor can undergo a reducing heat treatment step before the reaction. introduction of the reaction charge. The reducing heat treatment is preferably carried out at a temperature of between 150 ° C. and 600 ° C. under a stream or atmosphere of hydrogen. The feedstock is introduced into the process in an amount corresponding to a mass ratio solvent / feed of between 1 and 1000, preferably between 1 and 500 and more preferably between 5 and 100.

Si l'on choisit un procédé en continu, ia vitesse massique horaire (débit de charge massique/masse de catalyseur(s) hétérogène(s)) est entre 0,01 et 5 h"1, de préférence entre 0,02 et 2 h 1. If a continuous process is chosen, the hourly mass velocity (mass charge rate / mass of heterogeneous catalyst (s)) is between 0.01 and 5 h -1 , preferably between 0.02 and 2 h 1 .

Les produits obtenus et leur mode d'analyse The products obtained and their method of analysis

Les produits de la réaction du procédé de transformation selon l'invention sont des composés mono- ou polyoxygénés, Lesdits composés mono- ou polyoxygénés sont solubles dans l'eau.  The products of the reaction of the conversion process according to the invention are mono- or polyoxygenated compounds. Said mono- or polyoxygenated compounds are soluble in water.

Lesdits composés mono- ou polyoxygénés sont avantageusement constitués de monosaccharides et de leurs dérivés, d'oligosaccharides, et également de polymères solubles avantageusement formés par combinaisons successives des dérivés des monosaccharides.  Said mono- or polyoxygenated compounds are advantageously constituted by monosaccharides and their derivatives, oligosaccharides, and also soluble polymers advantageously formed by successive combinations of the monosaccharide derivatives.

Par monosaccharide, on désigne un hydrate de carbone ayant pour composition CnH2nOn où n est supérieur à 2, obtenu par hydrolyse totale de la cellulose, ou de l'hémicellulose. ou de l'amidon. Les monosaccharides sont des sucres simples qui sont produits par dépolymérisation complète de la cellulose et/ou hémicellulose, tels que en particulier, le glucose, le galactose, le mannose, le xylose, le fructose, etc. Per monosaccharide denotes a carbohydrate having a composition of C n H 2n O n where n is greater than 2, obtained by total hydrolysis of cellulose, or hemicellulose. or starch. Monosaccharides are simple sugars that are produced by complete depolymerization of cellulose and / or hemicellulose, such as, in particular, glucose, galactose, mannose, xylose, fructose, etc.

Par dérivés des monosaccharides et des oligosaccharides on désigne les produits pouvant être obtenus par exemple par déshydratation, isomérisation, réduction ou oxydation : Derivatives of monosaccharides and oligosaccharides are those products that can be obtained for example by dehydration, isomerization, reduction or oxidation:

des sucres alcools, des alcools et des polyols : en particulier le celiobitol, le sorbitol, l'anhydrosorbitol, les hexanetétrols, les hexanetriols, les hexanediols, le xylitol, les pentanetétrois, les pentanetriols, les pentanediois, l'érythritol, les butanetriols, les butanediols, le glycérol, le 1 ,3-propanediol, le propylène glycol, i'éthylène glycol, les hexanols, les pentanols, les butanols, les propanols, Céthanol...  sugar alcohols, alcohols and polyols: in particular celiobitol, sorbitol, anhydrosorbitol, hexanetetrol, hexanetriols, hexanediols, xylitol, pentanetetric, pentanetriols, pentanediols, erythritol, butanetriols, butanediols, glycerol, 1,3-propanediol, propylene glycol, ethylene glycol, hexanols, pentanols, butanols, propanols, ethanol, etc.

des monocétones, des polycétones ; l'hydroxyacétone, la 2,5-hexanedione. .  monocetones, polyketones; hydroxyacetone, 2,5-hexanedione. .

des acides carboxyliques et leurs esters, des lactones : l'acide formique, les formiates d'alkyles, l'acide acétique, les acétates d'alkyles, l'acide hexanoïque, les hexanoates d'alkyles, l'acide lévulinique, les lévulinates d'alkyles, l'acide lactique, les lactates d'alkyles, l'acide glutarique, les glutarates d'alkyles, l'acide 3- hydroxypropanoïque, la 3-hydroxybutyrolactone, la γ-butyrolactone, la γ- valérolactone  carboxylic acids and their esters, lactones: formic acid, alkyl formates, acetic acid, alkyl acetates, hexanoic acid, alkyl hexanoates, levulinic acid, levulinates alkyls, lactic acid, alkyl lactates, glutaric acid, alkyl glutarates, 3-hydroxypropanoic acid, 3-hydroxybutyrolactone, γ-butyrolactone, γ-valerolactone

- des éthers cycliques : par exemple le tétrahydrofurane (THF), le 3- méthyltétrahydrofurane (Me-THF) et ses isomères de position, le 2,4- diméthyltétrahydrofurane et ses isomères de position, le tétrahydropyrane-2- méthanol et ses isomères de position. cyclic ethers: for example tetrahydrofuran (THF), 3-methyltetrahydrofuran (Me-THF) and its positional isomers, 2,4-dimethyltetrahydrofuran and its positional isomers, tetrahydropyran-2-methanol and its isomers of position.

des furanes : l'acide furane-2.5-dicarboxylique, le 5-(hydroxyméthy!)furfural, le furfural...  furans: furan-2,5-dicarboxylic acid, 5- (hydroxymethyl) furfural, furfural ...

Par polymères soiubles, on désigne tous les produits issus de la condensation entre les monosaccharides, les oligosaccharides et/ou les dérivés des monosaccharides. A l'issue de la réaction, le milieu réactionnel est prélevé et centrifugé. Le liquide réactionnel est ensuite analysé par chromatographie liquide sous haute pression (HPLC) en utilisant la réfractométrie pour déterminer la teneur en produits de conversion de la solution aqueuse. La quantité des produits de réaction solubles dans l'eau (monosaccharides et dérivés, oligosaccharides, polymères solubles) est déterminée par l'analyse COT (CarboneBy "self-soluble polymers" is meant all the products resulting from the condensation between monosaccharides, oligosaccharides and / or derivatives of monosaccharides. At the end of the reaction, the reaction medium is removed and centrifuged. The reaction liquid is then analyzed by high pressure liquid chromatography (HPLC) using refractometry to determine the conversion product content of the aqueous solution. The amount of water-soluble reaction products (monosaccharides and derivatives, oligosaccharides, soluble polymers) is determined by TOC analysis (Carbon

Organique Total) qui consiste en la mesure du carbone en solution. La quantité des monosaccharides et leurs dérivés est déterminée par analyses HPLC. Organic Total) which consists of measuring carbon in solution. The amount of monosaccharides and their derivatives is determined by HPLC analyzes.

EXEMPLES EXAMPLES

Dans les exemples ci-dessous, le catalyseur zucone tungsté (Zr02-WOx) est commercial et fourni par la société MEL Chemicals et contient 10,3% de tungstène en poids. Le catalyseur C9 (Pt(5%) sur charbon actif) est commercialisé par la société Alfa Aesar. In the examples below, the tungsten zucone catalyst (Zr0 2 -WO x ) is commercially available from MEL Chemicals and contains 10.3% tungsten by weight. Catalyst C9 (Pt (5%) on activated charcoal) is sold by Alfa Aesar.

Les supports oxydes simples Zr02, Ti02 et Ce02 et le support oxyde mixte Zr02-Ce02 sont commerciaux. The simple oxide supports Zr0 2 , Ti0 2 and Ce0 2 and the mixed oxide support Zr0 2 -Ce0 2 are commercial.

Les supports S1 (Ce02-WOx) et S2 (Zr02-Ce02-W0x) sont préparés par imprégnation à sec d'une solution de métatungstate d'ammonium (NH_)4H2W1204o suivie d'une calcination sous air sec à 550°C pendant 3h. La teneur massique en tungstène mesurée par fluorescence X est de 8,3% poids par rapport au poids du support pour S1 et 8,5% poids par rapport au poids du support pour S2. S1 supports (Ce0 2 -WO x) and S2 (Zr0 2 -Ce0 -W0x 2) are prepared by dry impregnation of a metatungstate solution of ammonium (NH) 4 H 2 W 12 04O followed by calcining in dry air at 550 ° C for 3h. The mass content of tungsten measured by X-ray fluorescence is 8.3% by weight relative to the weight of the support for S1 and 8.5% by weight relative to the weight of the support for S2.

Le chlorure de cérium heptahydraté CeCI3.7H20 constituant le catalyseur homogène est commercial et utilisé sans purification. Cerium chloride heptahydrate CeCl 3 .7H 2 O constituting the homogeneous catalyst is commercial and used without purification.

Exemple 1 : Préparation des catalyseurs hétérogènes C1 , C2, C3. C4. C5. C6 et C7 comprenant 0,5%poids Pt sur un support contenant un oxyde, dopé ou non ou un oxyde mixte, dopé ou non. EXAMPLE 1 Preparation of Heterogeneous Catalysts C1, C2, C3 C4. C5. C6 and C7 comprising 0.5% by weight Pt on a support containing an oxide, doped or not, or a mixed oxide, doped or not.

Une solution aqueuse d'acide hexachloroplatinique H2PtCI6.xH20 à 1 ,9% en poids (25mL, 0,475g) est ajoutée à température ambiante au support de type oxyde (24g) préalablement désorbée sous vide (1 h, 100°C). Le mélange est agité pendant une heure puis évaporé. Le solide obtenu est ensuite mis à sécher à l'étuve à 1 10°C pendant 24 h. Le solide est calciné sous débit d'azote sec à la température de 150°C pendant 1 h, puis de 250°C pendant 1 h, puis de 350°C pendant 3h et enfin de 420°C pendant 4h. Il est ensuite réduit sous flux d'hydrogène à 500°C pendant deux heures. Les catalyseurs hétérogènes obtenus contiennent 0,5 % poids de platine par rapport à la masse totale desdits catalyseurs. Les formulations des catalyseurs préparés sont résumés dans le Tableau 1. Tableau 1 : Formulation des catalyseurs hétérogènes Cl à 01. An aqueous solution of hexachloroplatinic acid H 2 PtCl 6 .xH 2 0 to 1, 9% by weight (25mL, 0.475 g) is added at room temperature to the oxide support (24 g) previously desorbed under vacuum (1 h, 100.degree. ° C). The mixture is stirred for one hour and then evaporated. The solid obtained is then dried in an oven at 110 ° C. for 24 hours. The solid is calcined under a dry nitrogen flow rate at the temperature of 150 ° C. for 1 h, then at 250 ° C. for 1 hour, then at 350 ° C. for 3 hours and finally at 420 ° C. for 4 hours. It is then reduced under hydrogen flow at 500 ° C for two hours. The heterogeneous catalysts obtained contain 0.5% by weight of platinum relative to the total weight of said catalysts. The formulations of the catalysts prepared are summarized in Table 1. Table 1: Formulation of heterogeneous catalysts C1 to 01.

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Exemple 2 : Transformation de la cellulose mettant en œuyre les catalyseurs C1 . C2, C3, C4, C5, C6 et C7 en combinaison avec le catalyseur homogène CeCI3.7H?0.
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Example 2 Transformation of the Cellulose Using the C1 Catalysts C2, C3, C4, C5, C6 and C7 in combination with the homogeneous catalyst This 3 .7H? 0.

L'exemple 2 concerne la conversion de la cellulose à partir d'une combinaison d'un catalyseur hétérogène C1 à C7 décrits dans l'exemple 1 et d'un catalyseur homogène constitué d'un sel métallique CeCI3.7H20 pour la production de produits mono- et polyoxygénés. Example 2 relates to the conversion of cellulose from a combination of a C1 to C7 heterogeneous catalyst described in Example 1 and a homogeneous catalyst consisting of a metal salt This 3 .7H 2 0 for production of mono- and polyoxygenated products.

Dans un autoclave de l OOmL, on introduit 50mL d'eau, 1 ,3g de cellulose SigmaCell®, 26mg de CeCI3.7H20 et 0,55g de catalyseur hétérogène sous atmosphère d'azote. Le sel métallique est soluble dans l'eau à T = 25°C et P= P atmosphérique. 50mL of water, 1.3 g of SigmaCell® cellulose, 26 mg of CeCI 3 .7H 2 O and 0.55 g of heterogeneous catalyst are introduced into an autoclave of OOmL under a nitrogen atmosphere. The metal salt is soluble in water at T = 25 ° C and atmospheric P = P.

Le catalyseur homogène CeCI3.7H20 est introduit dans l'enceinte réactionnelle à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique charge/ CeCI3.7H20 = 50The homogeneous catalyst CeCl 3 .7H 2 O is introduced into the reaction chamber in an amount corresponding to a mass ratio filler / CeCl 3 .7H 2 O = 50

Les catalyseurs hétérogènes sont introduits dans l'enceinte réactionnelle à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique charge/catalyseur hétérogène = 2,5. The heterogeneous catalysts are introduced into the reaction chamber in an amount corresponding to a heterogeneous charge / catalyst mass ratio = 2.5.

La charge est introduite dans l'autoclave à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique solvant/charge = 38. The feedstock is introduced into the autoclave in an amount corresponding to a mass ratio solvent / feed = 38.

L'autoclave est chauffé à 230°C et une pression de 5 MPa d'hydrogène est introduite. Après 12h de réaction, le milieu réactionnel est prélevé et centrifugé. Des prélèvements sont également effectués au cours du test et analysés par chromaiographie liquide sous haute pression (HPLC) en utilisant la réfractométrie pour déterminer la teneur en produits de conversion de la solution aqueuse. The autoclave is heated to 230 ° C. and a pressure of 5 MPa of hydrogen is introduced. After 12h reaction , the reaction medium is removed and centrifuged. Samples are also taken during the test and analyzed by high pressure liquid chromatography (HPLC) using refractometry to determine the conversion product content of the aqueous solution.

Les résultats obtenus sont référencés dans le Tableau 2 The results obtained are referenced in Table 2

Tableau 2 : Solubilisation de cellulose et formation d'humines Table 2: Solubilization of cellulose and formation of humins

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L'utilisation d'une combinaison d'un catalyseur homogène CeCI3.7H20 et d'un catalyseur hétérogène C1 à C7 permet d'augmenter la conversion de la charge de 50% à 55% pour le catalyseur C2. de 50% à 63% et 65% pour les catalyseurs C7.The use of a combination of a homogeneous CeCl 3 .7H 2 O catalyst and a heterogeneous C1 to C7 catalyst makes it possible to increase the conversion of the feed from 50% to 55% for the catalyst C2. from 50% to 63% and 65% for C7 catalysts.

C4 et Cl, et de 50% à 75% et 85 % et 87% pour les catalyseurs C5, C6 et C3.C4 and Cl, and from 50% to 75% and 85% and 87% for catalysts C5, C6 and C3.

L'utilisation simultanée d'un catalyseur homogène choisi parmi les sels métalliques dans lesquels le métal M est choisi parmi les lanthanides et un catalyseur hétérogène, dans une même enceinte réactionnelle permet de plus de diminuer la teneur en produits non vaiorisabies, tels que les humines contrairement au test réalisé en absence de catalyseur hétérogène. The simultaneous use of a homogeneous catalyst chosen from metal salts in which the metal M is chosen from among the lanthanides and a heterogeneous catalyst, in the same reaction chamber makes it possible to further reduce the non vaiorisabies products, such as humins unlike the test carried out in the absence of heterogeneous catalyst.

Exemple 3 : Transformation de la cellulose mettant en œuyre le catalyseur C3 en combinaison avec le catalyseur homogène CeCl3.7H?0 dans des conditions opératoires variables. EXAMPLE 3 Transformation of the Cellulose Using Catalyst C3 in Combination with the Homogeneous Catalyst CeCl 3 .7H 2 O under Variable Operating Conditions

L'exemple 3 concerne la conversion de la cellulose à partir d'une combinaison d'un catalyseur hétérogène C3 0.5%Pt/CeO2 décrit dans l'exemple 1 et d'un catalyseur homogène constitué d'un sel métallique CeCl3.7H20 pour la production de produits mono- et polyoxygénés. Example 3 relates to the conversion of cellulose from a combination of a heterogeneous catalyst C3 0.5% Pt / CeO 2 described in Example 1 and a homogeneous catalyst consisting of a metal salt CeCl 3 .7H 2 0 for the production of mono- and polyoxygenated products.

Dans un autoclave de 100ml_, on introduit 50ml_ d'eau, 1 ,3g de cellulose SigmaCell®, 26mg de CeCI3.7H20 et 0,55g de catalyseur hétérogène C3 sous atmosphère d'azote.In 100ml_ of autoclave was charged with 50ml_ of water, 1, 3 g of cellulose SigmaCell®, 26mg of this 3 .7H 2 0 and 0.55 g of heterogeneous catalyst C3 under a nitrogen atmosphere.

Le sel métallique est soiuble dans l'eau à T = 25°C et P= P atmosphérique. The metal salt is soluble in water at T = 25 ° C and atmospheric P = P.

Le catalyseur homogène CeCI3.7H20 est introduit dans l'enceinte réactionnelie à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique charge/ CeCI3.7H20 = 50 Les catalyseurs hétérogènes sont introduits dans l'enceinte réactionnelie à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique charge/catalyseur hétérogène = 2,5. The homogeneous catalyst CeCI 3 .7H 2 0 is introduced into the reaction chamber in an amount corresponding to a mass ratio filler / CeCl 3 .7H 2 O = 50 The heterogeneous catalysts are introduced into the reaction chamber at a rate of an amount corresponding to a heterogeneous charge / catalyst mass ratio = 2.5.

La charge est introduite dans l'autoclave à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique solvant/charge = 38. The feedstock is introduced into the autoclave in an amount corresponding to a mass ratio solvent / feed = 38.

L'autoclave est chauffé à une température T comprise entre 190°C et 250X et une pression P variant entre 2 MPa et 10MPa d'hydrogène est introduite. Après 6h de réaction le milieu réactionnel est prélevé et centrifugé. Des prélèvements sont également effectués au cours du test et analysés par chromatographie liquide sous haute pression (HPLC) en utilisant la réfractométrie pour déterminer la teneur en produits de conversion de la solution aqueuse. The autoclave is heated to a temperature T between 190 ° C and 250X and a pressure P ranging between 2 MPa and 10MPa of hydrogen is introduced. After 6 hours of reaction, the reaction medium is removed and centrifuged. Samples are also taken during the test and analyzed by high pressure liquid chromatography (HPLC) using refractometry to determine the content of conversion products of the aqueous solution.

Les résultats obtenus sont référencés dans le Tableau 3. Tableau 3 : Conversion de cellulose et formation d'humines The results obtained are referenced in Table 3. Table 3: Cellulose Conversion and Humin Formation

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L'augmentation de la température de chauffage de 190 à 210 et 230 °C permet d'augmenter la conversion de la cellulose qui passe de 30 % après 12h à, respectivement, 67 et 91 % après 12h, en présence du catalyseur homogène CeCI3.7H20 et du catalyseur hétérogène C1 . Cette augmentation n'est pas accompagnée par la formation d'humines. L'utilisation de conditions opératoires plus sévères à 240°C et 250°C avec une pression d'hydrogène de 50 bar, ou à 230 "C avec 80 bar d'hydrogène permet également de s'affranchir de la formation d'humines, tout en conservant des valeurs de conversion de la cellulose élevées. Increasing the heating temperature from 190 to 210 and 230 ° C. makes it possible to increase the conversion of cellulose from 30% after 12 hours to 67% and 91%, respectively, after 12 hours, in the presence of the homogeneous CeCI 3 catalyst. .7H 2 O and heterogeneous catalyst C1. This increase is not accompanied by the formation of humins. The use of more severe operating conditions at 240 ° C. and 250 ° C. with a hydrogen pressure of 50 bar, or at 230 ° C. with 80 bar of hydrogen also makes it possible to overcome the formation of humines. while maintaining high cellulose conversion values.

Exemple 4 : Transformation de la cellulose mettant en œuyre le catalyseur C3 en combinaison avec le catalyseur homogène ErClrj.6H?0. Example 4: Transformation of the cellulose using œuyre catalyst C3 in combination with the homogeneous catalyst ErClr j .6H? 0.

L'exemple 4 concerne la conversion de la cellulose à partir d'une combinaison d'un catalyseur hétérogène C3 0.5%Pt/CeO2 décrit dans l'exemple 1 et d'un catalyseur homogène constitué d'un sel métallique ErCI3.6H20 pour la production de produits mono- et polyoxygénés. Example 4 relates to the conversion of cellulose from a combination of a C3 0.5% Pt / CeO 2 heterogeneous catalyst described in Example 1 and a catalyst Homogeneous composition consisting of a metal salt ErCI 3 .6H 2 O for the production of mono- and polyoxygenated products.

Dans un autoclave de l OOmL, on introduit 50mL d'eau, 1 ,3g de cellulose SigmaCell®, 28mg de ErCI3.6H20 et 0,55g de catalyseur hétérogène C3 sous atmosphère d'azote. Le sel métallique est soluble dans l'eau à T = 25°C et P= P atmosphérique. 50mL of water, 1.3g of SigmaCell® cellulose, 28mg of ErCl 3 .6H 2 O and 0.55g of heterogeneous catalyst C 3 are introduced into an autoclave of 50mL of water under a nitrogen atmosphere. The metal salt is soluble in water at T = 25 ° C and atmospheric P = P.

Le catalyseur homogène ErCI3.6H20 est introduit dans l'enceinte réactionneile à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique charge/ ErCI3.6H20 = 50 The homogeneous ErCI 3 .6H 2 O catalyst is introduced into the reaction chamber in an amount corresponding to a mass ratio filler / ErCl 3 .6H 2 O = 50

Les catalyseurs hétérogènes sont introduits dans l'enceinte réactionneile à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique charge/catalyseur hétérogène = 2,5.  The heterogeneous catalysts are introduced into the reaction chamber in an amount corresponding to a heterogeneous charge / catalyst mass ratio = 2.5.

La charge est introduite dans l'autoclave à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique solvant/charge = 38. The feedstock is introduced into the autoclave in an amount corresponding to a mass ratio solvent / feed = 38.

L'autoclave est chauffé à 230X et une pression de 5 MPa d'hydrogène est introduite. Après 12h de réaction le milieu réactionnel est prélevé et centrifugé. Des prélèvements sont également effectués au cours du test et analysés par chromatographie liquide sous haute pression (HPLC) en utilisant la réfractométrie pour déterminer la teneur en produits de conversion de la solution aqueuse. The autoclave is heated to 230 ° C. and a pressure of 5 MPa of hydrogen is introduced. After 12h reaction the reaction medium is removed and centrifuged. Samples are also taken during the test and analyzed by high pressure liquid chromatography (HPLC) using refractometry to determine the content of conversion products of the aqueous solution.

Les résultats obtenus sont référencés dans le Tableau 4. The results obtained are referenced in Table 4.

Tableau 4 : Conversion de cellulose et formation d'humines Table 4: Cellulose Conversion and Humin Formation

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L'utilisation simultanée d'un catalyseur homogène choisi parmi les sels métalliques dans lesquels le métal M est choisi parmi les lanthanides et un catalyseur hétérogène, dans une même enceinte réactionneile permet de diminuer de manière significative la teneur en produits non valorisabies, tels que les humines par rapport au test réalisé en absence de catalyseur hétérogène. The simultaneous use of a homogeneous catalyst chosen from metal salts in which the metal M is chosen from lanthanides and a heterogeneous catalyst, in the same reaction chamber makes it possible to significantly reduce the content of non-recoverable products, such as humins compared to the test carried out in the absence of heterogeneous catalyst.

Exemple 5 ; : Transformation du glucose mettant en œuyre le catalyseur C3 en combinaison avec le catalyseur homogène CeC!g.7HzO. Example 5; : Glucose Transformation using œuyre catalyst C3 in combination with the homogeneous catalyst CiC g.7H z O.

L'exemple 5 concerne ia conversion de la cellulose à partir d'une combinaison d'un catalyseur hétérogène C3 décrit dans l'exemple 1 et d'un catalyseur homogène constitué d'un sel métallique CeCl3.7H20 pour la production de produits mono- et polyoxygénés. Example 5 relates to the conversion of cellulose from a combination of a heterogeneous catalyst C3 described in Example 1 and a homogeneous catalyst consisting of a metal salt CeCl 3 .7H 2 O for the production of mono- and polyoxygenated products.

Dans un autoclave de 100mL, on introduit 50mL d'eau, 1 ,3g de cellulose SigmaCell®, In an autoclave of 100 ml, 50 ml of water and 1.3 g of SigmaCell® cellulose are introduced.

26mg de CeCI3.7H20 et 0,55g de catalyseur hétérogène C3 sous atmosphère d'azote. Le sel métallique est soluble dans l'eau à T = 25°C et P= P atmosphérique. 26 mg of CeCl 3 .7H 2 O and 0.55 g of heterogeneous catalyst C 3 under a nitrogen atmosphere. The metal salt is soluble in water at T = 25 ° C and atmospheric P = P.

Le catalyseur homogène CeCI3.7H20 est introduit dans l'enceinte réactionnelle à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique charge/ CeCI3.7H20 = 50 Les catalyseurs hétérogènes sont introduits dans l'enceinte réactionnelle à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique charge/catalyseur hétérogène = 2,5. La charge est introduite dans l'autoclave à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique solvant/charge = 38. The homogeneous catalyst CeCI 3 .7H 2 0 is introduced into the reaction chamber in an amount corresponding to a mass ratio filler / CeCl 3 .7H 2 O = 50 The heterogeneous catalysts are introduced into the reaction chamber at a rate of an amount corresponding to a heterogeneous charge / catalyst mass ratio = 2.5. The feedstock is introduced into the autoclave in an amount corresponding to a mass ratio solvent / feed = 38.

L'autoclave est chauffé à 230°C et une pression de 5 MPa d'hydrogène est introduite. Après 12h de réaction le milieu réactionnel est prélevé et centrifugé. Des prélèvements sont également effectués au cours du test et analysés par chromatographie liquide sous haute pression (HPLC) en utilisant la réfractométrie pour déterminer la teneur en produits de conversion de la solution aqueuse. The autoclave is heated to 230 ° C. and a pressure of 5 MPa of hydrogen is introduced. After 12h reaction the reaction medium is removed and centrifuged. Samples are also taken during the test and analyzed by high pressure liquid chromatography (HPLC) using refractometry to determine the content of conversion products of the aqueous solution.

Les résultats obtenus sont référencés dans le Tableau 5. Tableau 5 : Conversion de glucose et formation d'humines The results obtained are referenced in Table 5. Table 5: Glucose Conversion and Humin Formation

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Figure imgf000029_0001

L'utilisation simultanée d'un catalyseur homogène choisi parmi les sels métalliques dans lesquels le métal M est choisi parmi les lanthanides et un catalyseur hétérogène, dans une même enceinte réactionneiie contenant une charge de type saccharide permet de diminuer de manière significative la teneur en produits non valorisâmes, tels que les humines par rapport au test réalisé en absence de catalyseur hétérogène. Exemple 6 : Préparation du catalyseur hétérogène C8 comprenant 10%poids Ni sur un support CeQy The simultaneous use of a homogeneous catalyst chosen from metal salts in which the metal M is chosen from lanthanides and a heterogeneous catalyst, in the same reaction enclosure containing a saccharide type filler makes it possible to significantly reduce the content of the products. not valued, such as humins compared to the test carried out in the absence of heterogeneous catalyst. Example 6 Preparation of the C8 heterogeneous catalyst comprising 10% Ni by weight on a CeQy support

Une solution aqueuse de nitrate de nickel hexahydraté Ni(N03)2.6H20 à 15% en poids (50mL, 7,4g) est ajoutée à température ambiante au support oxyde de cérium Ce02 (14g) préalablement désorbée sous vide (1 h, 100"C) Le mélange est agité pendant une heure puis évaporé. Le solide obtenu est ensuite mis à sécher à l'étuve à 1 10°C pendant 24h. Le solide est calciné sous débit d'azote sec à la température de 150°C pendant 1 h, puis de 250°C pendant 1 h, puis de 350°C pendant 3h et enfin de 420°C pendant 4h. Il est ensuite réduit sous flux d'hydrogène à 500°C pendant deux heures. Les catalyseurs hétérogènes obtenus contiennent 10 % poids de nickel par rapport à la masse totale desdits catalyseurs. An aqueous solution of nickel nitrate hexahydrate Ni (N0 3 ) 2 .6H 2 0 to 15% by weight (50mL, 7.4g) is added at room temperature to the carrier cerium oxide Ce0 2 (14g) previously desorbed under vacuum ( 1 h, 100 ° C.) The mixture is stirred for one hour and then evaporated, the solid obtained is then dried in an oven at 110 ° C. for 24 hours and the solid is calcined under a flow of dry nitrogen at room temperature. 150 ° C for 1 h, then 250 ° C for 1 h, then 350 ° C for 3h and finally 420 ° C for 4h It is then reduced under hydrogen flow at 500 ° C for two hours. The heterogeneous catalysts obtained contain 10% by weight of nickel relative to the total mass of said catalysts.

La formulation du catalyseur préparé est résumé dans le Tableau 6. Tableau 6 : Formulation du catalyseur hétérogène C8. The formulation of the catalyst prepared is summarized in Table 6. Table 6: Formulation of the C8 heterogeneous catalyst.

Catalyseur Composition  Composition Catalyst

C8 10%Ni/CeO2 Exemple 7 ; Transformation, de la cellulose mettant en oeuyre je catalyseur C8 en combinaison avec le catalyseur homogène CeC!3 7H?0. L'exemple 7 concerne la conversion de la cellulose à partir d'une combinaison d'un catalyseur hétérogène C8 décrit dans l'exemple 6 et d'un catalyseur homogène constitué d'un sel métallique CeCI3.7H20 pour la production de produits mono- et polyoxygénés. C8 10% Ni / CeO 2 Example 7; Transformation, cellulose using C8 catalyst in combination with the homogeneous catalyst CeC! 3 7H? 0. Example 7 relates to the conversion of cellulose from a combination of a heterogeneous catalyst C8 described in Example 6 and a homogeneous catalyst consisting of a metal salt CeCI 3 .7H 2 0 for the production of mono- and polyoxygenated products.

Dans un autoclave de 100mL, on introduit 50mL d'eau, 1 ,3g de cellulose SigmaCell®, 26mg de CeCI3.7H20 et 0,55g de catalyseur hétérogène C8 sous atmosphère d'azote. Le sel métallique est soluble dans l'eau à T = 25°C et P= P atmosphérique. In a 100mL autoclave, 50mL of water, 1.3g of SigmaCell® cellulose, 26mg of CeCl 3 .7H 2 O and 0.55g of heterogeneous C8 catalyst are introduced under a nitrogen atmosphere. The metal salt is soluble in water at T = 25 ° C and atmospheric P = P.

Le catalyseur homogène CeCI3.7H?0 est introduit dans l'enceinte réactionnelle à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique charge/ CeCI3.7H20 = 50 Les catalyseurs hétérogènes sont introduits dans l'enceinte réactionnelle à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique charge/catalyseur hétérogène = 2,5. The homogeneous catalyst CeCI 3 .7H ? 0 is introduced into the reaction chamber in an amount corresponding to a mass ratio filler / CeCl 3 .7H 2 0 = 50 The heterogeneous catalysts are introduced into the reaction chamber in an amount corresponding to a mass ratio charge / heterogeneous catalyst = 2.5.

La charge est introduite dans l'autoclave à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique solvant/charge = 38. The feedstock is introduced into the autoclave in an amount corresponding to a mass ratio solvent / feed = 38.

L'autoclave est chauffé à 230°C et une pression de 5 Pa d'hydrogène est introduite. Après 12h de réaction le milieu réactionnel est prélevé et centrifugé. Des prélèvements sont également effectués au cours du test et analysés par chromatographie liquide sous haute pression (HPLC) en utilisant la réfractométrie pour déterminer la teneur en produits de conversion de la solution aqueuse. The autoclave is heated to 230 ° C. and a pressure of 5 Pa of hydrogen is introduced. After 12h reaction the reaction medium is removed and centrifuged. Samples are also taken during the test and analyzed by high pressure liquid chromatography (HPLC) using refractometry to determine the content of conversion products of the aqueous solution.

Les résultats obtenus sont référencés dans le Tableau 7. Tableau 7 : Conversion de cellulose et formation d'humines The results obtained are referenced in Table 7. Table 7: Cellulose Conversion and Humin Formation

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Figure imgf000031_0001

L'utilisation simultanée d'un catalyseur homogène choisi parmi les sels métalliques dans lesquels le métal M est choisi parmi les lanthanides à l'exception de l'élément La, et d'un catalyseur hétérogène contenant du nickel, dans une même enceinte réactîonnelle contenant une charge de type polysaccharide permet de diminuer de manière significative la teneur en produits non valorisables, tels que les humines contrairement au test réalisé en absence de catalyseur hétérogène. The simultaneous use of a homogeneous catalyst chosen from metal salts in which the metal M is chosen from lanthanides with the exception of the element La, and a heterogeneous catalyst containing nickel, in a single reaction chamber containing a polysaccharide charge makes it possible to significantly reduce the content of non-recoverable products, such as humins, unlike the test carried out in the absence of a heterogeneous catalyst.

Exemple 8 : Transformation de. la. cellulose mettant en œuyre le catalyseur C9 en combinaison avec le catalyseuMTomggène CeCI3.7H20 i Example 8: Transformation of . the . cellulose using the C9 catalyst in combination with the Catalyst CeCI 3 .7H 2 0 i catalyst.

L'exemple 8 concerne la conversion de la cellulose à partir d'une combinaison du catalyseur hétérogène C9 et d'un catalyseur homogène constitué d'un sel métalliqueExample 8 relates to the conversion of cellulose from a combination of heterogeneous catalyst C9 and a homogeneous catalyst consisting of a metal salt

CeCI3.7H20 pour la production de produits mono- et polyoxygénés. CeCl 3 .7H 2 O for the production of mono- and polyoxygenated products.

Dans un autoclave de 100mL, on introduit 50m L d'eau, 1 ,3g de cellulose SigmaCell®, In a 100mL autoclave, 50mL of water, 1.3g of SigmaCell® cellulose, are introduced.

25mg de CeCi3.7H20 et 55mg de catalyseur hétérogène C9 sous atmosphère d'azote.25mg of CeCi 3 .7H 2 0 and 55mg of heterogeneous C9 catalyst under a nitrogen atmosphere.

Le sel métallique est soluble dans l'eau à T = 25°C et P= P atmosphérique. The metal salt is soluble in water at T = 25 ° C and atmospheric P = P.

Le catalyseur homogène CeCI3.7H20 est introduit dans l'enceinte réactîonnelle à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique charge/ CeCl3.7H20 = 10.The homogeneous catalyst CeCl 3 .7H 2 0 is introduced into the reaction chamber in an amount corresponding to a mass ratio filler / CeCl 3 .7H 2 O = 10.

Les catalyseurs hétérogènes sont introduits dans l'enceinte réactîonnelle à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique charge/catalyseur hétérogène = 24. The heterogeneous catalysts are introduced into the reaction chamber in an amount corresponding to a heterogeneous charge / catalyst mass ratio = 24.

La charge est introduite dans l'autoclave à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique solvant/charge = 38. L'autoclave est chauffé à 230°C et une pression de 5 MPa d'hydrogène est introduite. Après 12h de réaction le milieu réactionnel est prélevé et centrifugé. Des prélèvements sont également effectués au cours du test et analysés par chromatographie liquide sous haute pression (HPLC) en utilisant la réfractométrie pour déterminer la teneur en' produits de conversion de la solution aqueuse. The feedstock is introduced into the autoclave in an amount corresponding to a mass ratio solvent / feed = 38. The autoclave is heated to 230 ° C. and a pressure of 5 MPa of hydrogen is introduced. After 12h reaction the reaction medium is removed and centrifuged. Samples are also carried out during the test and analyzed by high pressure liquid chromatography (HPLC) using the refractometer to determine the content of 'the aqueous solution conversion products.

Les résultats obtenus sont référencés dans le Tableau 8. Tableau 8 : Conversion de cellulose et formation d'humines The results obtained are referenced in Table 8. TABLE 8 Cellulose Conversion and Humin Formation

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Figure imgf000032_0001

L'utilisation simultanée d'un catalyseur homogène choisi parmi les sels métalliques dans lesquels le métal M est choisi parmi les lanthanides à l'exception de l'élément La, et d'un catalyseur hétérogène contenant du platine, dans une même enceinte réactionnelie contenant une charge de type polysaccharide permet de diminuer de manière significative la teneur en produits non valorisâmes, tels que les humines contrairement au test réalisé en absence de catalyseur hétérogène. Le rapport massique éthylène glycol/propylène glycol est inférieur à 8. The simultaneous use of a homogeneous catalyst chosen from metal salts in which the metal M is chosen from lanthanides with the exception of the element La, and a heterogeneous catalyst containing platinum, in the same reaction chamber containing a polysaccharide charge makes it possible to significantly reduce the content of non-valuable products, such as humins, unlike the test carried out in the absence of a heterogeneous catalyst. The weight ratio ethylene glycol / propylene glycol is less than 8.

Exemple 9 : Transformation de la cellulose mettant en œuyre le catalyseur C9 en combinaison ayec: le catalyseur homogène H: WCy (non conforme) Example 9: Transformation of cellulose using œuyre catalyst C9 ayec in combination: the homogeneous catalyst H: wcy (non-compliant)

L'exemple 9 concerne la conversion de la cellulose à partir d'une combinaison du catalyseur hétérogène C9 et d'un catalyseur homogène constitué d'un acide de Bronsted H2W04 pour la production de produits mono- et polyoxygénés. Example 9 relates to the conversion of cellulose from a combination of heterogeneous catalyst C9 and a homogeneous catalyst consisting of a Bronsted H 2 WO 4 acid for the production of mono- and polyoxygenated products.

Dans un autoclave de 100mL. on introduit 50mL d'eau, 1 ,3g de cellulose SigmaCell®, 130mg de H2W04 et 55mg de catalyseur hétérogène C9 sous atmosphère d'azote. L'acide de Bronsted H2W04 est insoluble dans l'eau à T = 25"C et P= P atmosphérique. In a 100mL autoclave. 50 ml of water, 1.3 g of SigmaCell® cellulose, 130 mg of H 2 WO 4 and 55 mg of heterogeneous catalyst C 9 are introduced under a nitrogen atmosphere. Bronsted acid H 2 WO 4 is insoluble in water at T = 25 ° C and atmospheric P = P.

Le catalyseur homogène H?WO,; est introduit dans l'enceinte réactionnelle à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique charge/H2W04 = 10. The homogeneous catalyst H ? WO ; is introduced into the reaction chamber in an amount corresponding to a mass ratio load / H 2 W0 4 = 10.

Le catalyseur hétérogène est introduit dans l'enceinte réactionnelle à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique charge/catalyseur hétérogène = 24.  The heterogeneous catalyst is introduced into the reaction chamber in an amount corresponding to a heterogeneous charge / catalyst mass ratio = 24.

La charge est introduite dans l'autociave à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique solvant/charge = 38. The charge is introduced into the autoclave in an amount corresponding to a mass ratio solvent / charge = 38.

L'autoclave est chauffé à 230°C et une pression de 5 MPa d'hydrogène est introduite. Après 12h de réaction le milieu réactionnel est prélevé et centrifugé. Des prélèvements sont également effectués au cours du test et analysés par chromatographie liquide sous haute pression (HPLC) en utilisant la réfractométrie pour déterminer la teneur en produits de conversion de la solution aqueuse. The autoclave is heated to 230 ° C. and a pressure of 5 MPa of hydrogen is introduced. After 12h reaction the reaction medium is removed and centrifuged. Samples are also taken during the test and analyzed by high pressure liquid chromatography (HPLC) using refractometry to determine the content of conversion products of the aqueous solution.

Les résultats obtenus sont référencés dans le Tableau 9. The results obtained are referenced in Table 9.

Tableau 9 : Conversion de cellulose et formation d'humines Table 9: Cellulose Conversion and Humin Formation

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Figure imgf000033_0001

L'utilisation simultanée d'un catalyseur homogène choisi parmi les acides de Bronsted et d'un catalyseur hétérogène contenant du platine, dans une même enceinte réactionnelle contenant une charge de type polysaccharide permet de diminuer de manière significative la teneur en produits non valorisables, tels que les humines contrairement au test réalisé en absence de catalyseur hétérogène. Cependant, le rapport massique éthylène glycol/propylène glycol est supérieur à 8. The simultaneous use of a homogeneous catalyst selected from Bronsted acids and a heterogeneous catalyst containing platinum, in the same reaction vessel containing a polysaccharide charge, makes it possible to significantly reduce the content of non-recoverable products, such as humins contrary to the test carried out in the absence of heterogeneous catalyst. However, the weight ratio ethylene glycol / propylene glycol is greater than 8.

Claims

REVENDICATIONS 1 . Procédé de transformation d'une charge choisie parmi la biomasse lignocellulosique et les hydrates de carbone, seuls ou en mélange, en composés mono- ou polyoxygénés, dans lequel ladite charge est mise en contact, simultanément, avec une combinaison d'un ou plusieurs catalyseur(s) homogène(s) et d'un ou plusieurs catalyseurs hétérogènes, dans une même enceinte réactionnelle, en présence d'au moins un solvant, ledit solvant étant de l'eau seule ou en mélange avec au moins un autre solvant, sous atmosphère réductrice, et à une température comprise entre 50°C et 300°C, et à une pression comprise entre 0,5 MPa et 20 MPa, dans lequel, 1. Process for transforming a feedstock chosen from lignocellulosic biomass and carbohydrates, alone or in a mixture, into mono- or polyoxygenated compounds, in which said feedstock is brought into contact, simultaneously, with a combination of one or more catalysts (s) homogeneous(s) and one or more heterogeneous catalysts, in the same reaction chamber, in the presence of at least one solvent, said solvent being water alone or mixed with at least one other solvent, under reducing atmosphere, and at a temperature between 50°C and 300°C, and at a pressure between 0.5 MPa and 20 MPa, in which, ledit ou lesdits catalyseur(s) homogène(s) étant choisi(s) parmi les sels métalliques hydratés ou non, ayant pour formule générale MmXn,n'H20 dans lequel le métal M est un lanthanide choisi parmi Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb et Lu, m est un nombre entier compris entre 1 et 10, n est un nombre entier compris entre 1 et 10 et n' est un nombre compris entre 0 et 20 et X est au moins un anion choisi parmi les halogénures, les nitrates, les carboxylates, les halogénocarboxylates, les acétylacétonates, les hydroxydes, les alcoolates, les phénolates, substitués ou non, les sulfates, Ses alkyisulfates, les phosphates, les alkyiphosphates, les halogénosulfonates, les alkylsulfonates, les perhalogénoalkylsulfonates. les b!S(perhalogénoalkylsulfonyl)amidures, les arènesulfonates, substitués ou non par des groupements halogènes ou halogénoalkyles, lesdits anions X pouvant être identiques ou différents dans le cas où n est supérieur à 1 , said homogeneous catalyst(s) being chosen from hydrated or non -hydrated metal salts, having the general formula M m Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu, m is an integer between 1 and 10, n is an integer between 1 and 10 and n' is a number between 0 and 20 and , phosphates, alkylphosphates, halogenosulfonates, alkylsulfonates, perhaloalkylsulfonates. b!S (perhaloalkylsulfonyl) amides, arenesulfonates, substituted or not by halogen or haloalkyl groups, said anions X possibly being identical or different in the case where n is greater than 1, ledit ou lesdits catalyseur(s) hétérogène(s) comprenant au moins un métal choisi parmi les métaux des groupes 6 à 1 1 et les métaux du groupe 14 de la classification périodique et un support choisi parmi les oxydes des éléments choisis parmi l'aluminium, le titane, le silicium, le zirconium, le cérium, et le niobium, seuls ou en mélange, et les oxydes mixtes choisis parmi les aluminates de zinc, de cuivre et de cobalt, lesdits oxydes pouvant être dopés ou non par au moins un composé métallique choisi parmi le tungstène, l'étaîn, le molybdène et l'antimoine, pris seuls ou en mélange, les aluminosilicates cristallisés ou non, les aluminophosphates et les composés carbonés amorphes ou cristallisés. said heterogeneous catalyst(s) comprising at least one metal chosen from the metals of groups 6 to 1 1 and the metals of group 14 of the periodic table and a support chosen from the oxides of the elements chosen from aluminum , titanium, silicon, zirconium, cerium, and niobium, alone or in mixture, and mixed oxides chosen from zinc, copper and cobalt aluminates, said oxides being able to be doped or not with at least one metallic compound chosen from tungsten, tin, molybdenum and antimony, taken alone or as a mixture, aluminosilicates, crystallized or not, aluminophosphates and amorphous or crystallized carbon compounds. 2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le métal M du ou desdits catalyseur(s) homogène(s) choisi(s) parmi les sels métalliques hydratés ou non, est choisi parmi les métaux suivants : Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Gd, Eu, Er, Tm, Yb. 2. Method according to claim 1 in which the metal M of said homogeneous catalyst(s) chosen from hydrated or non-hydrated metal salts is chosen from the following metals: Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Gd, Eu, Er, Tm, Yb. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 dans lequel le métal M du ou desdits catalyseur(s) homogène(s) choisi(s) parmi les sels métalliques hydratés ou non, est choisi parmi les métaux suivants : Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Er, Yb. 3. Method according to one of claims 1 or 2 in which the metal M of said homogeneous catalyst(s) chosen from hydrated or non-hydrated metal salts is chosen from the following metals: Ce, Pr , Nd, Sm, Eu, Gd, Er, Yb. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel l'anion X du premier catalyseur est au moins un anion choisi parmi les halogénures, les alkylsulfonates. les perhalogénoalkylsulfonate, les bis(perhaiogénoalkylsulfony!)amidures. 4. Method according to one of claims 1 to 3 in which the anion X of the first catalyst is at least one anion chosen from halides and alkylsulfonates. perhaloalkylsulfonate, bis(perhaloalkylsulfony!)amides. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel au moins un deuxième catalyseur homogène choisi(s) parmi les acides organiques ou inorganiques de Bronsted est ajouté, simultanément, dans ladite même enceinte réactionnelle. 5. Method according to one of claims 1 to 4 in which at least a second homogeneous catalyst chosen from organic or inorganic Bronsted acids is added, simultaneously, in said same reaction chamber. 6. Procédé selon la revendication 5 dans lequel les acides inorganiques de Bronsted sont choisis parmi les acides inorganiques suivants : HF, HCI. HBr, Hl , H2S03, H2S04,6. Method according to claim 5 in which the Bronsted inorganic acids are chosen from the following inorganic acids: HF, HCI. HBr, Hl, H 2 S0 3 , H 2 S0 4 , Η3Ρ02, H3PO4, ΗΝ02, HNO3, H2W04, H4SiW1204o, H3PW12O40, (NH4)6(W12O40).xH2O, (NH4)6Mo70?4.xH?0. H3B03, HCI04, HBF4l HSbF5. HPF6, H2F03P, CIS03H. FS03H, HN(S02F)2 et HIO3. Η 3 Ρ0 2 , H 3 PO 4 , ΗΝ0 2 , HNO 3 , H 2 W0 4 , H 4 SiW 12 0 4 o, H 3 PW 12 O 40 , (NH 4 ) 6 (W 12 O 40 ).xH 2 O, (NH 4 ) 6 MB 7 0 ?4 .xH ? 0. H 3 B0 3 , HCI0 4 , HBF 4l HSbF 5 . HPF 6 , H 2 F0 3 P, CIS0 3 H. FS0 3 H, HN(S0 2 F) 2 and HIO 3 . 7. Procédé selon la revendication 6 dans lequel le deuxième catalyseur homogène est l'acide chlorhydrique (HCI), 7. Process according to claim 6 in which the second homogeneous catalyst is hydrochloric acid (HCI), 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 dans lequel les acides organiques de Bransted sont choisis parmi les acides organiques de formules générales R-COOH. RSO?H. RSO3H, (RS02)NH, (RO)2P02H, ROH où R est un hydrogène ou une chaîne carbonée composée de groupements alkyies ou aryies, substitués ou non par des hétéroatomes. 8. Method according to one of claims 1 to 5 in which the organic Bransted acids are chosen from organic acids of general formulas R-COOH. RSO ? H. RSO 3 H, (RS0 2 )NH, (RO) 2 P0 2 H, ROH where R is a hydrogen or a carbon chain composed of alkyl or aryl groups, substituted or not by heteroatoms. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8 dans lequel le métal du ou des catalyseurs hétérogènes est choisi parmi les métaux Mo, W, Re, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, d'une part et Sn, d'autre part, pris seuls et en mélange. 9. Method according to one of claims 1 to 8 in which the metal of the heterogeneous catalyst(s) is chosen from the metals Mo, W, Re, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, on the one hand and Sn, on the other hand, taken alone and in a mixture. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9 dans lequel les catalyseurs homogènes sont introduits dans l'enceinte réactionnelle à raison d'une quantité correspondant à un rapport massique charge/catalyseur(s) homogène(s) compris entre 1 ,5 et 1000, 10. Method according to one of claims 1 to 9 in which the homogeneous catalysts are introduced into the reaction chamber in a quantity corresponding to a mass ratio of filler/homogeneous catalyst(s) of between 1.5 and 1000, 1 1. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10 dans lequel, dans le cas où ledit procédé opère en présence d'eau en mélange avec au moins un autre solvant, le mélange de solvants comprend une teneur massique en eau supérieure à 5% poids et de manière préférée supérieure à 30% et de manière très préférée supérieure à 50% par rapport à la masse totale dudit mélange. 1 1. Method according to one of claims 1 to 10 in which, in the case where said process operates in the presence of water mixed with at least one other solvent, the mixture of solvents comprises a water mass content greater than 5 % by weight and preferably greater than 30% and very preferably greater than 50% relative to the total mass of said mixture. 12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10 dans lequel ledit procédé opère uniquement en présence d'eau. 12. Method according to one of claims 1 to 10 in which said method operates only in the presence of water. 13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12 dans lequel le procédé opère en présence d'au moins un solvant à l'exception des solvants choisis parmi les liquides ioniques, 13. Method according to one of claims 1 to 12 in which the process operates in the presence of at least one solvent with the exception of solvents chosen from ionic liquids, 14, Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'atmosphère réductrice est une atmosphère d'hydrogène, pure ou en mélange. 14, Method according to one of the preceding claims in which the reducing atmosphere is a hydrogen atmosphere, pure or mixed. 15. Procédé selon l'une des revendications précédentes opérant à une température comprise entre 50°C et 300X, et à une pression comprise entre 0,5 MPa et 20 Pa. 15. Method according to one of the preceding claims operating at a temperature between 50°C and 300X, and at a pressure between 0.5 MPa and 20 Pa.
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