[发明专利]生物燃料和其它有用产品如5-(羟基甲基)-糠醛的制备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年4月30提交的发明名称为PROCESS AND APPARATUS FOR RECYCLING COATED PAPER PRODUCTS的美国申请No.61/174466和2009年5月29日提交的发明名称为PREPARATION OF 5-(HYDROXYMETHYL)-FURFURAL DERIVATIVES AND OTHER PRODUCTS的美国申请No.61/182378的优先权，这两个申请均通过引用并入本文。对于美国，本申请根据U.S.C.35§119要求2009年4月30日提交的发明名称为PROCESS AND APPARATUS FOR RECYCLING COATED PAPER PRODUCTS的美国专利申请No.61/174466的权益和2009年5月29日提交的且发明名称为PREPARATION OF 5-(HYDROXYMETHYL)-FURFURAL DERIVATIVES AND OTHER PRODUCTS的美国申请No.61/182378的权益，这两个申请均通过引用并入本文。

技术领域

本申请涉及通过化学转化糖、糖源、多糖(例如纤维素、纤维素衍生物)来产生可用材料的方法。一些实施方案提供由含碳材料如木材、纸、肥料、食物废料等制备生物燃料的方法和设备。一些实施方案提供由一种或更多种糖或一种或更多种糖源制备5-(羟基甲基)-糠醛和相关材料的方法和设备。本发明还涉及用于再循环废料多糖的方法。

发明背景

存在对能源新来源的需要。生物燃料已经被赞扬为化石燃料如煤和油的可能替代品。例如，已经投资数百万美元来开发用于从谷物和其它种类的植物产生乙醇的技术。然而，乙醇的生产昂贵，并且乙醇对于许多应用而言不是理想的燃料。

固体废料的处置是许多市政当局和其它政府机关所面临的另一问题。废料多糖如废纸的纤维素纤维由于多种原因经常被排除在再循环计划之外。这导致填埋场中废料堆积。随着填埋场所正在变满，原垃圾的焚烧越来越多地被考虑。然而，焚烧可产生污染，并且在许多地方遭遇公众反对。已经提出将垃圾转化成乙醇或其它液体燃料的方案。然而，如上所述，对于许多应用而言，乙醇不是理想的燃料。

5-羟基甲基-糠醛，也称为5-(羟基甲基)呋喃-2-甲醛或5-(羟基甲基)2-呋喃甲醛(HMF)具有多种工业和商业用途。HMF可用作多种聚合反应的前体。HMF也可用于制备表面活性剂、溶剂、药物和杀菌剂。

HMF可由碳水化合物脱水来产生。然而，在现有技术中使用的反应条件有利于HMF随后转化成诸如乙酰丙酸和甲酸的副产物，因此HMF的收率经常低。产生腐黑物的竞争性副反应也可降低HMF的收率。

将垃圾转化成燃料的领域中的一些公开物包括：US 7252691；US3473494；US 3584587；US 3961913；US 4152119；US 4225457；US 4496365；US 4661119；US 5100066；US 5429645；US 5431702；US 5562743；US5779164；US 5888256；US 6113662；US 6506223。

需要成本节约且环境友好的方法来单独或共同解决上述问题。

发明内容

本发明具有可单独或组合利用的多个方面。