[发明专利]含有腐殖质的燃料组合物

说明书

一种燃料组合物，其包含腐殖质和至少一种有机氧化的溶剂，该组合物在30s^‑1的剪切速率和100℃下的表观粘度最高为1.5Pa.s。腐殖质由碳水化合物的脱水而产生。所述有机氧化的溶剂选自醇、醚、醛、酮、酸、酯以及它们的混合物，所述醇、醚、醛、酮、酸、酯可以是芳族的、环脂族的和脂族的。所述燃料组合物可用作船用燃料。

本发明涉及一种含有腐殖质(humin)的燃料组合物。具体而言，本发明涉及含有腐殖质的燃料组合物，该组合物用于在海洋和发电应用中使用的燃料组合物。

腐殖质构成一种已知材料。US 3293200描述了热固性粘合剂组合物，该组合物可用于夹板的制造，并且含有作为必需成分的水溶性酚醛树脂和非水溶性的细碎腐殖质材料，所述腐殖质材料由通过木质纤维素(即碳水化合物与木质素的组合)的酸水解制造乙酰丙酸而获得。虽然已知有多种由木质纤维素制造乙酰丙酸的工序，但是反应通常在极度的酸水解条件下进行，在强酸催化剂的存在下，温度超过150℃，通常为170℃-210℃。在反应过程中，腐殖质材料由木质纤维素的酸分解而形成，同时木质纤维素的基本上整个碳水化合物部分均降解，聚己糖转化为所需的乙酰丙酸。

腐殖质获自乙酰丙酸、5-羟甲基糠醛和/或5-烷氧基甲基糠醛和/或酰氧基甲基-糠醛的制造中的碳水化合物的脱水。在DE 3621517描述了这种脱水反应的一个示例。这种工艺的其他示例在描述了烷氧基甲基糠醛的制备的WO 2007/104514和公开了酰氧基甲基-糠醛的制备的WO 2007/104515中有描述。尽管后者的工艺用于减少腐殖质的产量，但是该工艺不可避免地产生需要设法利用的量的腐殖质。

US2010/083565和US2005/210738涉及液体生物燃料，即，烷氧基甲基糠醛和乙酰丙酸酯，以及获自生物质的燃料。US2010/083565描述了碳水化合物的脱水。这种脱水产生作为副产物的腐殖质。US2010/083565和US2005/210738未提及副产物腐殖质，也未提及这种腐殖质的任何进一步的加工或使用。

DE 3621517中描述了腐殖质的用途，其中宣称，腐殖质，即从纤维素、木质纤维素或淀粉与醇制备烷氧基甲基糠醛和乙酰丙酸烷基酯的副产物，从液体产物中过滤出，并且仅能用于通过燃烧来提供热量。另外在WO2010/124381中，一方面描述了纤维素转化为葡萄糖、羟甲基糠醛和其他小有机化合物，另一方面描述了纤维素转化为含固体腐殖质的生物燃料。因此，如果腐殖质能够在更经济和更具附加值的应用中使用，例如作为液体燃料，则将是非常有利的。已发现可在燃料组合物中使用腐殖质，所述组合物包含腐殖质和至少一种有机氧化的溶剂，该组合物在30s^-1的剪切速率和100℃下的表观粘度最高为1.5Pa.s。

本说明书中，腐殖质是有色体，其为碳水化合物的脱水的含碳非水溶性副产物。据认为它们是含有来自羟甲基糠醛、糠醛、碳水化合物和乙酰丙酸的部分的聚合物。这些有色体在碳水化合物的通过热和其他加工条件的部分降解中作为副产物而i.a.产生，例如EP338151中所描述的那样。腐殖质的分子结构还未明确地确定。据认为腐殖质是含有糠醛和羟甲基糠醛部分的大分子。进一步可能包含在腐殖质中的部分有碳水化合物、乙酰丙酸酯和烷氧基甲基糠醛基团。腐殖质分子形成的机理可能是缩聚途径，形成由醚键和缩醛键连接的呋喃环的网络。腐殖质的一种结构在I.van Zandvoort等，ChemSusChem,2013,6,1745-1758中示出。该期刊文章中，腐殖质结构的特征在于通过亚烷基部分连接的呋喃环。于是，对于腐殖质典型的是呋喃环和亚烷基基团，例如亚甲基和亚乙基基团，而其他构成基团可以是羟基、醛、酮、羧酸和酯基。当碳水化合物脱水形成呋喃衍生物在有机溶剂的存在下进行时，诸如烷氧基和酯基的其他官能团可能存在。