改进的对木质纤维素材料快速酸水解的方法和水解反应器

摘要

对木质纤维素材料快速酸水解的方法和水解反应器的改进，所述木质纤维素材料在反应器(10)的不同水平层进料，并与木质素有机溶剂、水和极稀的强无机酸溶液接触，以得到液相的水解提取物和固相的未反应和未溶解的材料。将受控的蒸汽流体注入反应器(10)的不同的水平层，以提供有机溶剂和强无机酸的足够的温度，并生成所希望的产物(糖)。液相流在反应器(10)不同的水平层上再循环，其剩余部分从反应器(10)取出，经溶剂蒸发而突然冷却以得到浓缩物。通过倾析转移木质素，而浓缩物被转移到后续工艺步骤。

主权项

用于木质纤维素材料快速酸水解的改进方法，所述材料存在纤维素部分和木质素部分，所述方法包括以下步骤：(a)预加热的和粉碎的木质纤维素材料的均匀流在反应器顶部连续进料到加压反应器(10)；(b)使所述木质纤维素材料在反应器(10)的不同水平层与数个水解溶剂(hydrossolvent)体系流接触，该水解溶剂体系包含40‑90体积％的木质素有机溶剂和10‑60体积％的水，以及其量使所述水解溶剂中酸的浓度为0.01‑0.1N的强无机酸溶液，附加条件为有机溶剂、水和强无机酸溶液的总量为100％，以同时溶解木质素并与纤维素材料反应，得到水解提取物形式的液相和固相，其中所述水解提取物形式的液相包含纤维素部分的反应产物和木质素溶液，所述固相包含未反应和未溶解的材料；(c)以将所述固相沉积在反应器(10)底部的方式保留所述固相；所述方法的特征在于它还包括如下附加步骤：(d)在反应器不同的水平层注入受控的蒸汽流，调节其温度至合意值，并将由该蒸汽得到的冷凝物与水解溶剂流混合，以在所述反应器的所述水平层上提供有机溶剂和强无机酸的温度，该温度足以溶解木质素并使存在于所述反应器各个水平层上的纤维素材料与水进行水解反应，生成糖；(e)将在步骤(b)得到的液相的受控流在反应器(10)的不同水平层进行再循环，并混入所述水解溶剂流，以在所述反应器的所述水平层上提供有机溶剂和强无机酸的浓度，该浓度足以使所述纤维素材料反应并足以溶解存在于所述反应器各个水平层上的木质素；(f)直接从反应器(10)的所述水平层上取出所述液相的剩余部分，使其在反应器(10)的出口突然降温，以这样的方式避免纤维素部分的所述反应产物的分解反应，并通过蒸发溶剂得到纤维素部分的反应产物的浓缩物和木质素的浓缩物；(g)通过倾析转移所述木质素；和(h)将所述纤维素部分的反应产物的浓缩物转移到后续工艺步骤。