专利名称：纤维素生物质同步水解的方法
技术领域：
本发明涉及一种全新的纤维素生物质精炼方法，更具体地说涉及一种能够将纤维素生物质中的所有有机聚合物同步水解为小分子有机物的方法。
背景技术：
全球暖化和化石能源物质的枯竭，是当前人类生存和发展过程中面临的巨大挑战，特别是进入本世纪后，人类对化石能源如煤炭、石油、天然气，等不可再生性能源的消耗速度迅速增长，当前人类生活的最重要工业-化工工业所使用的有机碳原材料，基本上全部来源于化石能源物质。纤维素生物质是每年再生的有机碳源，发明高转化率的纤维素生物质精炼技术，用于制备芳香化合物和液体燃料、及其它化工原材料，对人类来说具有重大
眉、ο是支撑人类生存发展的关键技术化石能源物质(石油和煤炭)的枯竭，是肯定会出现在人类面前的。当前人类赖以生存的化工工业，在化石能源物质枯竭后，如何对化工工业保障有机碳原材料的供应，将对人类的生存和发展产生极其重大的影响。谁先掌握了以纤维素生物质为原材料的化工工业生产技术和工艺，不仅将在未来的全球竞争中处于有利地位，由于同时为人类找到了持续生存和发展的关键技术支撑，国家的文化影响力会上升。是解决全球暖化的关键技术“纤维素生物质精炼”产品的使用方向是化工、食品添加剂、农药和化肥、等领域， 延伸于建筑、汽车、衣服、家具、电子产品、医疗器械、等等。这些在建筑、汽车、衣服、家具、电子产品、医疗器械等领域产品的使用，直接的影响是，来自于大气中的二氧化碳，不再回到大气中，相当于从大气回收二氧化碳。大范围技术的推广和使用，将使得人类不用再担心化石能源的使用，因为化石能源的使用，大气中足够的二氧化碳会协助绿色植物的生长。通过 “纤维素生物质精炼”技术这种二氧化碳回收方式，远远优于压存二氧化碳于地下。因为，地震等原因造成的地下二氧化碳泄漏，没有人能够预测。大气中突然的二氧化碳浓度升高的危险，还没有科学评估。是解决三农问题的关键技术三农问题的关键是就业和收入。“纤维素生物质精炼”的产业化发展，不仅能够将原来的农作物秸秆进行高附加值产品的转化，大幅提高农业人口的收入；大多数情况下，不适合长谷物的地方可以长草和芦苇等。这样，可种植面积大幅提高，并且，很多草的生长，田间管理的难度和强度远远小于谷物油脂和糖类植物，可以实现投入少、产出多，进一步提高农业人口的收入，同时降低了农业人口的劳动强度。是解决环境污染、和能源短缺的关键技术和石油化工及煤化工不同，纤维素生物质精炼的化工生产技术必须做到原料的全面综合利用，才能保证赢利。
俗话说的“吃干榨尽”，保证了纤维生物化工本身不产生污染物。纤维素生物质精炼的化工，液体燃料产品不含硫( 和氮(N)。来自化石和煤炭的液体燃料，其中所含有的硫( 和氮(N)组分，均是芳香化合物，将它们彻底脱除是不可能的，燃烧产生的氧化硫和氧化氮，是最主要的环境污染物。如附
图1所示，当前已知的纤维素生物质水解技术，全部是分步水解，且迄今为止还没有水解木质素的方法和技术，由于各个组分的分离和预处理，需要耗费大量的能量、会产生大量的废弃物、和造成有机碳的损失率过大。因此，本领域迫切需要一种可以提供一种不需要预处理步骤、不需要多步分离纤维素生物质中不同种类的有机高聚物、就能够同步将纤维素生物质中的所有有机高聚物成分水解为小分子的有机化合物的技术，并避免在水解过程中出现有机碳的损失。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种不需要预处理步骤、不需要多步分离纤维素生物质中不同种类的有机高聚物、就能够同步将纤维素生物质中的所有有机高聚物成分水解为小分子的有机化合物的技术，并避免在水解过程中出现有机碳的损失。本发明的第二目的在于提供一种催化剂的用途，其能够同步将纤维素生物质中的所有有机高聚物成分水解为小分子的有机化合物，并避免在水解过程中出现有机碳的损失。本发明提供一种纤维素生物质精炼方法，将纤维素生物质中不低于85重量％的有机聚合物同步水解为小分子的有机物，所述重量以纤维素生物质的总重量计算。在一优选例中，将纤维素生物质中不低于90重量％的有机聚合物同步水解为小分子的有机物，所述重量以纤维素生物质的总重量计算。在一优选例中，将纤维素生物质中不低于99重量％的有机聚合物同步水解为小分子的有机物，所述重量以纤维素生物质的总重量计算。在本发明的一个具体实施方式
中，所述同步水解为催化水解，所述的催化水解采
用的催化剂选自式一、或式二所示的物质 LL丨或者I
权利要求
1.一种纤维素生物质精炼方法，其特征在于，将纤维素生物质中不低于85重量％的有机聚合物同步水解为小分子的有机物，所述重量以纤维素生物质的总重量计算。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述同步水解为催化水解，所述的催化水解采用的催化剂选自式一、或式二所示的物质
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述杂原子选自“氧0”、“硫S”、或“氮N”。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述的催化剂是具备水溶性、且在进入水相可被转化为“式一”或“式二”结构的物质。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述可被转化为“式一”或“式二”结构的物质是水溶性金属无机盐类、金属有机酸盐类或其组合。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的纤维素生物质是指所有的含纤维素的生物质，优选地，所述纤维素生物质包括 木本植物； 草本植物；农业、林业、蔬菜与水果加工业的含纤维素的下脚料、 各种动物的粪便、中药加工产业的含纤维素的下脚料、 农作物的废弃物、 或其组合。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述的纤维素生物质含有木质素。
8.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述同步水解在碱性物质存在下进行。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的小分子的有机物是单糖和多聚糖、有机羧酸、苯酚和取代酚类、氨基酸、环戊酮和环戊醇。
10.一种催化剂的用途，其特征在于，所述催化剂用于将纤维素生物质中所有的有机聚合物同步水解为小分子的有机物；其中所述催化剂选自式一、或式二所示的物质
全文摘要
本发明提供了一种全新的纤维素生物质精炼技术，一种将纤维素生物质中的所有有机高分子聚合物，同步水解为小分子有机物的技术。对比已知的纤维素生物质精炼技术，新技术不需要对纤维素生物质进行预处理、不需要将纤维素生物质中的不同有机高聚物进行分离，有机碳的转化率高，芳香化合物的产率高于石油精炼得到的芳香化合物。
文档编号C07C41/18GK102199086SQ20101014732
公开日2011年9月28日 申请日期2010年3月24日 优先权日2010年3月24日
发明者叶红平, 孙萌, 朱作霖, 苏春高 申请人:淮北中润生物能源技术开发有限公司, 美国升阳制药公司