Способ получения ангидрида карбоновой кислоты
Изобретение относится к усовершенствованному способу получения фракции, содержащей ангидрид карбоновой кислоты, путем реакции фракции, содержащей карбоновую кислоту, с кетеном, в котором удовлетворяется по меньшей мере одно из следующих условий: I. по меньшей мере часть фракции, содержащей карбоновую кислоту, представляет собой фракцию, содержащую карбоновую кислоту и терпен и/или примеси производных терпена, и/или II. по меньшей мере часть кетена получают из фракции, содержащей карбоновую кислоту, где фракция, содержащая карбоновую кислоту, дополнительно содержит терпен и/или примеси производных терпена, в котором фракцию, содержащую карбоновую кислоту и терпен и примеси производных терпена, вводят в способ получения ангидрида карбоновой кислоты с промежуточной обработкой фракции, содержащей карбоновую кислоту и терпен и примеси производных терпена, которая включает а) обработку фракции, содержащей карбоновую кислоту и терпен и примеси производных терпена, солью металла в присутствии воды, b) обработку по меньшей мере части фракции, полученной на стадии а), для удаления соли металла и необязательно с) обработку по меньшей мере части фракции, полученной на стадии b), при помощи по меньшей мере одной из операций, выбранной из группы операций, состоящей из перегонки, отгонки или мембранного разделения, для извлечения по меньшей мере фракции очищенной карбоновой кислоты. Изобретение также относится к способу получения ацетилированной древесины и к способу ацилирования полисахаридов. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 пр.
Настоящая заявка испрашивает приоритет европейской заявки № 14195884.3, все содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки во всей своей полноте.
Настоящее изобретение относится к способу получения фракции, содержащей ангидрид карбоновой кислоты, путем взаимодействия фракции, содержащей карбоновую кислоту с кетеном, и использование фракции, содержащей ангидрид карбоновой кислоты, в процессе ацилирования полисахаридов.
Карбоксильный ангидрид обычно используют в качестве ацилирующего реагента полисахаридов, включая полисахаридсодержащие вещества, такие как древесина. Ацилированная, в частности, ацетилированная древесина, полезна, например, в качестве строительного материала, демонстрирующего долгий срок службы и отличную устойчивость к условиям окружающей среды и к патогенным микроорганизмам. Процесс ацетилирования древесины описан, например, в ЕР 680810, чье соответствующее содержание включено посредством ссылки в настоящую патентную заявку. Экономический успех ацилирования полисахаридов, в частности ацетилирования древесины, в значительной степени зависит от извлечения карбоновой кислоты, которая является побочным продуктом такого процесса ацилирования, и дальнейшей рециркуляции указанной карбоновой кислоты в ацилирующий реагент, в частности, в ангидрид карбоновой кислоты, используемый при ацилировании полисахаридов.
Чтобы повысить эффективность и общую экономичность процессов ацилирования с использованием производных карбоновой кислоты, таких как вышеупомянутый процесс обработки древесины, настоящее изобретение предлагает в настоящее время способ получения фракции, включающей в себя ангидрид карбоновой кислоты.
В US2009/0275777 описан способ получения карбоновой кислоты с использованием растворителя от этерификации лигноцеллюлозного материала. В [0024-0025] необязательно свежую уксусную кислоту можно комбинировать с уксусной кислотой, рециркулированной из процесса этерификации лигноцеллюлозы перед поступлением в реакционный сосуд для крекинга с образованием кетена.
Настоящее изобретение относится к способу получения фракции, включающей ангидрид карбоновой кислоты, предпочтительно уксусный ангидрид, путем взаимодействия фракции, содержащей карбоновую кислоту, предпочтительно уксусную кислоту, с кетеном, в котором удовлетворяется, по меньшей мере, одно из следующих условий:
I. по меньшей мере, часть фракции, включающей карбоновую кислоту, представляет собой фракцию, содержащую карбоновую кислоту, и терпен, и/или примеси производных терпена и/или
II. по меньшей мере, часть кетена получена из фракции, содержащей карбоновую кислоту, причем фракция, содержащая карбоновую кислоту, дополнительно содержит и терпен, и/или примеси производных терпена.
Для условия I содержание от 5 до 3000 частей на миллион, более конкретно от 5 до 1500 частей на миллион по весу терпена и/или терпеновых примесей, и/или для условия II, содержание, равное или меньшее 3000 частей на миллион, более конкретно, 1500 частей на миллион, по весу терпена и/или примесей, производных терпена. В одном аспекте условия II наиболее предпочтительно содержание терпена и/или примесей, производных терпена, от 10 до 100 частей на миллион по весу. Изобретение также относится к способу производства обработанной древесины, в частности ацетилированной древесины, включающему способ получения фракции, содержащей ангидрид карбоновой кислоты. Настоящее изобретение также относится к использованию фракции, содержащей ангидрид карбоновой кислоты, которая может быть получена вышеописанными способами в процессе ацилирования полисахаридов, в частности, когда процесс ацилирования полисахаридов представляет собой процесс ацетилирования древесины.
Неожиданно было обнаружено, что фракция, включающая карбоновую кислоту и терпены и/или примеси производных терпена, подходит для производства фракции, содержащей ангидрид карбоновой кислоты, когда фракцию, содержащую ангидрид карбоновой кислоты, предпочтительно, уксусный ангидрид, получают по кетеновому пути, несмотря на наличие примесей. Часто фракция, содержащая карбоновую кислоту, является отходящим потоком процесса полисахаридного ацилирования, в частности, процесса ацилирования древесины, еще более конкретно, процесса ацетилирования древесины. В первом варианте способа осуществления настоящего изобретения фракцию, содержащую карбоновую кислоту и определенное количество терпена и примесей, производных терпена, подают в процесс термической обработки, в частности, в процесс крекинга, для получения кетена, который далее может быть подвергнут взаимодействию с фракцией, содержащей карбоновую кислоту, с образованием фракции, содержащей ангидрид карбоновой кислоты. Удивительно, что производство кетена протекает без образования побочных продуктов в неприемлемых количествах или в характере или без неприемлемого для оборудования загрязнения. Во втором варианте способа осуществления настоящего изобретения фракция, содержащая карбоновую кислоту, дополнительно содержащая указанное количество терпенов и/или примесей, производных терпена, используется в качестве абсорбционной кислоты, где термин «абсорбционная кислота» обычно означает фракцию, содержащую карбоновую кислоту, которая реагирует с кетеном, чтобы обеспечить получение фракции, содержащей ангидрид карбоновой кислоты, обеспечивая процесс реакции с кетеном для образования фракции, содержащей ангидрид карбоновой кислоты. Полученная фракция, содержащая ангидрид карбоновой кислоты, особенно подходит для рециркуляции обратно в процесс, из которого происходит фракция, содержащая карбоновую кислоту и примеси, в частности, в процесс обработки древесины. Изобретение позволяет избежать трудоемкого удаления терпена и примесей, производных терпена, из фракции, содержащей карбоновую кислоту, перед реакцией, которая образует фракцию, содержащую ангидрид карбоновой кислоты. В другом аспекте может быть выгодным уменьшение количества терпенов и/или примесей, производных терпена, во фракции, содержащей карбоновую кислоту и определенное количество терпенов и/или примесей, производных терпена, перед дальнейшей подачей фракции, будь то абсорбционная кислота или фракция прекурсора кетена, в процесс получения фракции, содержащей ангидрид карбоновой кислоты.
В настоящем изобретении фракция, содержащая карбоновую кислоту, в частности уксусную кислоту, часто получается из промышленных процессов, таких как, например, ацетилирование полисахаридов, например, из процессов обработки древесины. В предпочтительном варианте фракция, содержащая карбоновую кислоту, образуется в результате процесса обработки древесины, в частности, процесса ацетилирования древесины. В способе согласно настоящему изобретению карбоновую кислоту предпочтительно выбирают из группы линейных или разветвленных С2-С7 алкилов или алкиленкарбоновых кислот формулы R3COOH, где R3 выбирают из группы, состоящей из линейных или разветвленных от С1 до С6 алкильных или алкиленовых групп, которые могут быть необязательно замещены, например, по меньшей мере, одним заместителем, выбранным из группы галогенов, ОН и CN и/или которые необязательно могут быть ненасыщенными. Предпочтительно карбоновая кислота выбирается из группы, состоящей из уксусной кислоты, трифторуксусной кислоты, пропионовой кислоты, н-масляной кислоты, изомасляной кислоты и акриловой кислоты. Уксусная кислота является наиболее предпочтительной карбоновой кислотой.
В способе согласно настоящему изобретению фракция, содержащая карбоновую кислоту, часто содержит терпены и/или примеси производных терпена. "Примеси производных терпена" часто также обозначаются как «терпеноиды». Конкретные примеры терпенов и терпеноидов включают в себя терпинены, терпинолены, ацетат α-терпинеола, α-фенхен, камфен, п-метил изопропилбензол (п-цимол), лимонены, ацетат α-фенхена, ацетат изоборнила, α-пинен, β-пинен и ацетат пинокарвила. Остальные терпены и терпеноиды также могут быть включены во фракцию. Количество терпенов и примесей терпеноидов может определяться при помощи GC-MS. Подходящий протокол измерений GC-MS описывается следующим образом: образец анализируется при помощи комбинированной GC Agilent 7890 и MS Agilent MSD 5975. Для GC используется колонка капиллярного воска (например, Zebron™ ZB-Wax) (длина=60 см, диаметр: 0,32 мм, df=0,5 мкм, где df=толщина пленки), поток 1,2 мл/мин, работая с градиентом температуры 40°C (6 мин)-> 10°C/мин-> 250°C. Как стандарт используется раствор целевых примесей в уксусной кислоте, а также для калибровки колонки.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения «кетен» означает вещества структуры R1R2C=C=O, где R1 и R2 независимо могут быть водородом, алкилом или алкиленом, который необязательно может быть разветвленным и/или замещенным, в частности, где R1 и R1 могут быть такими же, как R3, арилом, ацилом и галогеном.
Согласно наиболее предпочтительного варианта способа осуществления настоящего изобретения термин «кетен» предназначен для обозначения комплекса с формулой H2C=C=O, а R1 и R2 являются H.
Карбоксильные ангидриды в соответствии с настоящим изобретением означают соединения, состоящие из двух ацильных групп, связанных с одним и тем же атомом кислорода, которые могут быть обозначены как R1R2HC-C(O)-OC(O)-R3, где R3, R1 и R2 являются теми же, как было описано выше. В настоящем изобретении R1 и R2 предпочтительно представляют собой Н, линейный или разветвленный С1-С6 алкил, в частности линейный С1-С4 алкил, или разветвленный С3-С6 алкил, или ненасыщенный С3-С6 алкил, где алкил необязательно может быть замещен, по меньшей мере, одним заместителем, выбранным из группы, состоящей из атомов галогена, в частности фтора, ОН и CN. Уксусный ангидрид, где R1 и R2 являются Н, является предпочтительным согласно настоящему изобретению. Фракция, включающая карбоновые кислоты, также может быть смесью двух или более карбоновых кислот. В этом случае, во-первых, могут образовываться асимметричные карбоксильные ангидриды в способе согласно настоящему изобретению. Во-вторых, могут образовываться различные виды кетена, когда смесь из двух или более ангидридов карбоновых кислот подвергается термической обработке, в частности, крекингу. В другом аспекте ангидриды асимметричной карбоновой кислоты образуются, если R1R2C=C=O реагирует с R3COOH, когда R1R2HC ≠ R3.
В очень предпочтительном варианте способе осуществления настоящего изобретения фракцию, содержащую ангидрид карбоновой кислоты, получают реакцией кетена с фракцией, содержащей карбоновую кислоту. Кетен предпочтительно получают термической обработкой, также обозначаемой как «крекинг» карбоновой кислоты, в частности, уксусной кислоты.
В одном варианте способа осуществления настоящего изобретения кетен получают путем термического крекинга фракции, содержащей карбоновую кислоту, в частности, уксусную кислоту, и дополнительно включающей в себя терпены и/или примеси производных терпена. Этот вариант способа осуществления настоящего изобретения соответствует условию II. Основная технология термического крекинга карбоновой кислоты, в частности уксусной кислоты, известна из уровня техники, как описано в статье «Кетены, кетеновые димеры и родственные субстанциии», Taeschler, C, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, стр. 1-54, 2010, соответствующее содержание которой включено в настоящую патентную заявку в виде ссылки. Taeschler сообщает, что для термического крекинга высококачественная уксусная кислота выпаривается и подвергается крекингу, в то время как настоящий вариант способа осуществления настоящего изобретения позволяет присутствие терпенов и примесей, производных терпена, на стадии получения кетена. В соответствии с настоящим вариантом способа осуществления настоящего изобретения фракция, содержащая уксусную кислоту и терпены и/или примеси производных терпена, нагревается в подходящей крекинг-печи в присутствии катализатора, такого как триэтилфосфат. Температура крекинга обычно составляет от 500 до 800°С, предпочтительно от 720 до 780°С. Крекинг-печь изготовлена из подходящего термостойкого материала, например Sicromal, содержащего 25%Cr, 20%Ni и 2%Si. Часто образующийся поток кетена обрабатывают нейтрализующим агентом, таким как аммиак, для нейтрализации катализатора. В предпочтительном аспекте этого варианта способа осуществления настоящего изобретения поток кетена сначала охлаждают до менее чем 100°С перед подачей на последующую стадию реакции, которая предпочтительно является реакцией с фракцией, содержащей карбоновую кислоту. Это делает возможным удаление воды, неконвертированной карбоновой кислоты и других побочных продуктов. В предпочтительном аспекте настоящего изобретения кетен образуется в первой зоне реакции, которая предпочтительно имеет температуру от 500 до 800°С, предпочтительно от 720 до 780°С, а затем кетен подвергают взаимодействию с фракцией, содержащей карбоновую кислоту, с образованием карбоксильного ангидрида во второй зоне реакции. Как правило, температура второй зоны реакции составляет от 10 до 100°C. В другом аспекте настоящего изобретения кетен реагирует с карбоновой кислотой, чтобы образовать карбоновый ангидрид в той же зоне реакции. В этом варианте фракция, содержащая карбоновые кислоты и терпены и/или примеси производных терпена, которая используются для получения кетена, обычно содержит 3000 или менее частей на миллион по весу терпенов и/или примесей, производных терпена. Предпочтительно содержание терпенов и/или примесей, производных терпена, во фракции, содержащей карбоновую кислоту, равно или меньше, чем 1500 частей на миллион по весу. Более предпочтительно содержание терпенов и/или примесей, производных терпена, во фракции, содержащей карбоновую кислоту, равно или меньше, чем 1300 частей на миллион по весу. Еще более предпочтительно, чтобы содержание терпенов и/или примесей, производных терпена, во фракции, содержащей карбоновую кислоту, было равно или меньше, чем 1000 частей на миллион по весу. Наиболее предпочтительно содержание терпенов и/или примесей, производных терпена, во фракции, содержащей карбоновую кислоту, равно или меньше, чем 700 частей на миллион по весу. Количество примесей может определяться при помощи GC-MS, описанным выше способом. В другом аспекте этого варианта способа осуществления настоящего изобретения содержание терпенов и/или примесей, производных терпена, во фракции, содержащей карбоновую кислоту, из которой образуется кетен путем термической обработки, допускается равным или превышающим 10 частей на миллион или даже равным или превышающим 20 частей на миллион.
Если кетен получают термическим крекингом фракции, включающей карбоновую кислоту и терпены и/или примеси производных терпена, то фракцию можно подавать на стадию термического крекинга непосредственно из процесса, в котором образуется фракция, содержащая карбоновую кислоту и терпены и/или примеси производных терпена, в частности, из процесса ацетилирования древесины. В одном аспекте, который является предпочтительным, фракцию, содержащую карбоновую кислоту и терпены и/или примеси производных терпена, подвергают, по меньшей мере, одной промежуточной стадии обработки, в частности, стадии очистки до процесса крекинга. По меньшей мере, одну стадию очистки предпочтительно выбирают из группы, состоящей из декантации, отгонки, кручения, фильтрации, выпаривания, конденсации, паровой обработки и обработки добавкой, например, водной фазы и/или соли металла. В предпочтительном аспекте настоящего изобретения очистка фракции, содержащей карбоновую кислоту и терпен, и примеси производных терпена, включает:
a) обработку фракции, включающей карбоновую кислоту и терпен, и примеси производных терпена, солью металла в присутствии воды
b) обработку, по меньшей мере, части фракции, полученной на стадии а) для удаления соли металла и необязательно
c) обработку по меньшей мере части фракции, полученной на стадии b), при помощи, по меньшей мере, одной из операций, выбранной из группы операций, состоящей из перегонки, отгонки или мембранного разделения для извлечения, по меньшей мере, фракции очищенной карбоновой кислоты.
Соль металла часто представляет собой соль основного металла, такую как ацетат или гидроксид щелочноземельного металла или ацетат или гидроксид щелочного металла. Предпочтительной солью металла является ацетат натрия или гидроксид натрия. В еще одном варианте способа осуществления настоящего изобретения кетен, который подают в процесс получения фракции, содержащей ангидрид карбоновой кислоты, получают термическим крекингом фракции, содержащей карбоновую кислоту, причем фракция, содержащая карбоновую кислоту, не содержит или практически не содержит терпенов и/или примесей, производных терпена, где «практически не содержит» означает содержание терпенов и/или примесей, производных терпена, во фракции, равное или меньшее 9 частей на миллион по весу, предпочтительно равное или меньшее 7 частей на миллион по весу и даже более предпочтительно равное или меньшее 5 частей на миллион по весу. В другом аспекте фракция, содержащая карбоновую кислоту, содержит другие примеси в количестве равном или меньшем 1000 частей на миллион по весу, предпочтительно равном или меньшим 500 частей на миллион по весу и наиболее предпочтительно равную или меньшую чем 300 частей на миллион по весу. Количество терпенов и/или производных терпенов и других примесей может быть определено с помощью GC-MS по описанному выше способу. В предпочтительном аспекте варианта способа осуществления настоящего изобретения кетен образуется в первой зоне реакции, которая предпочтительно имеет температуру от 500 до 800°С, предпочтительно от 720 до 780°С, а затем кетен подвергают взаимодействию с фракцией, содержащей карбоновую кислоту, с образованием карбоксильного ангидрида во второй зоне реакции. Как правило, температура второй зоны реакции составляет от 10 до 100°C. В другом аспекте настоящего изобретения кетен реагирует с карбоновой кислотой, чтобы образовать карбоновый ангидрид в той же зоне реакции.
В еще одном варианте способа осуществления настоящего изобретения кетен, который подают в процесс получения фракции, содержащей ангидрид карбоновой кислоты, получают другими способами получения кетена, например взаимодействием соответствующего ангидрида карбоновой кислоты, несущим по меньшей мере один атом водорода в положении α, с основанием или перегруппировкой Вольфа α-диазокетонов.
В другом варианте способа осуществления настоящего изобретения фракцию, содержащую карбоновую кислоту и терпены и/или примеси производных терпена, вводят во взаимодействие с кетеном с образованием фракции, содержащей ангидрид карбоновой кислоты. Этот вариант способа осуществления настоящего изобретения соответствует условию I. Часто фракция, содержащая карбоновую кислоту и терпены и/или примеси производных терпена, также обозначается как «абсорбционная кислота». В этом варианте способа осуществления настоящего изобретения фракция, содержащая карбоновые кислоты и терпены и/или примеси производных терпена, обычно содержит от 55 до 3000 частей на миллион по весу терпенов и/или примесей, производных терпена. Часто содержание терпенов и/или примесей, производных терпена, во фракции, содержащей карбоновую кислоту, равно или больше, чем 5 частей на миллион по весу. Предпочтительно содержание терпенов и/или примесей, производных терпена, во фракции, содержащей карбоновую кислоту, равно или больше, чем 10 частей на миллион по весу. Более предпочтительно содержание терпенов и/или примесей, производных терпена, во фракции, содержащей карбоновую кислоту, равно или больше, чем 15 частей на миллион по весу. Наиболее предпочтительно содержание терпенов и/или примесей, производных терпена, во фракции, содержащей карбоновую кислоту, равно или более чем 20 частей на миллион по весу. Часто содержание терпенов и/или примесей, производных терпена, во фракции, содержащей карбоновую кислоту, равно или меньше, чем 3000 частей на миллион по весу. Предпочтительно содержание терпенов и/или примесей, производных терпена, во фракции, содержащей карбоновую кислоту, равно или меньше, чем 1500 частей на миллион по весу. Более предпочтительно содержание терпенов и/или примесей, производных терпена, во фракции, содержащей карбоновую кислоту, равно или меньше, чем 1300 частей на миллион по весу. Еще более предпочтительно, чтобы содержание терпенов и/или примесей, производных терпена, во фракции, содержащей карбоновую кислоту, было равно или меньше, чем 1000 частей на миллион по весу. Наиболее предпочтительно, чтобы содержание терпенов и/или примесей, производных терпена, во фракции, содержащей карбоновую кислоту, было равно или меньше, чем 700 частей на миллион по весу. В предпочтительном аспекте, содержание терпенов и/или примесей, производных терпена, во фракции, содержащей карбоновую кислоту, которую подают в процесс в качестве абсорбционной кислоты, составляет от 10 до 100 частей на миллион, более предпочтительно от 10 до 50 частей на миллион. Количество примесей может определяться при помощи GC-MS, описанным выше способом.
В еще одном варианте способа осуществления настоящего изобретения настоящего изобретения фракция, включающая в себя карбоновую кислоту, подается в процесс по настоящему изобретению в качестве абсорбционной кислоты, чтобы реагировать с кетеном, где фракция, включающая карбоновую кислоту, не содержит или практически не содержит терпенов и/или примесей, производных терпена, где «практически не содержит» означает содержание терпенов и/или примесей, производных терпена, во фракции, равное или меньшее 9 частей на миллион по весу, предпочтительно равное или меньшее 7 частей на миллион по весу и даже более предпочтительно равное или меньшее 5 частей на миллион по весу. В другом аспекте фракция, содержащая карбоновую кислоту, содержит другие примеси в количестве равном или меньшем 1000 частей на миллион по весу, предпочтительно равном или меньшим 500 частей на миллион по весу и наиболее предпочтительно равную или меньшую чем 300 частей на миллион по весу. Количество примесей может определяться при помощи GC-MS, описанным выше способом.
Фракцию, содержащую карбоновую кислоту и терпены и/или примеси производных терпена, которая реагируют с кетеном в качестве абсорбционной кислоты, можно подавать в реакцию с кетеном непосредственно из процесса, в котором образуется фракция, содержащая карбоновую кислоту и терпены и/или примеси производных терпена, в частности, из процесса ацетилирования древесины. Предпочтительно фракцию, содержащую карбоновую кислоту и терпены и/или примеси производных терпена, подают, по меньшей мере, на одну промежуточную стадию обработки, предпочтительно на стадию очистки, до реакции с кетеном. По меньшей мере, одну стадию очистки предпочтительно выбирают из группы, состоящей из декантации, отгонки, кручения, фильтрации, выпаривания, конденсации, паровой обработки и обработки добавкой, например, водной фазы и/или соли металла. В предпочтительном аспекте настоящего изобретения промежуточная обработка фракции, включающей в себя карбоновую кислоту и терпен и примеси производных терпена, представляет собой очистку, которая включает в себя:
а) обработку фракции, включающей карбоновую кислоту и терпен, и примеси производных терпена, солью металла в присутствии воды;
b) обработку, по меньшей мере, части фракции, полученной на стадии а) для удаления соли металла, и необязательно
обработку, по меньшей мере, части фракции, полученной на стадии b), при помощи, по меньшей мере, одной из операций, выбранной из группы операций, состоящей из перегонки, отгонки или мембранного разделения для извлечения, по меньшей мере, фракции очищенной карбоновой кислоты.
Очищенную фракцию карбоновой кислоты, полученную на стадии с), можно подавать на стадию крекинга для получения кетена и/или в процесс получения ангидрида карбоновой кислоты в качестве абсорбционной кислоты. Соль металла часто представляет собой соль основного металла, такую как ацетат или гидроксид щелочноземельного металла или ацетат или гидроксид щелочного металла. Предпочтительной солью металла на стадии b) является ацетат натрия и/или гидроксид натрия.
В одном аспекте настоящего изобретения фракцию, содержащую карбоновую кислоту и терпены и/или примеси производных терпена, подают как на стадию крекинга с образованием кетена, так и на стадию реакции с кетеном в качестве абсорбционной кислоты с образованием фракции, содержащей ангидрид карбоновой кислоты. Другими словами условия I и II выполняются одновременно, где в условии I, по крайней мере, часть фракции, включающей карбоновую кислоту, которая реагирует с кетеном для производства фракции, состоящей из карбонового ангидрида, является фракцией, содержащей карбоновую кислоту и терпены и/или примеси производных терпена, в частности от 5 до 3000 частей на миллион по весу, более конкретно от 5 до 1500 частей на миллион, более конкретно от 10 до 100 частей на миллион по весу терпенов и/или примесей, производных терпенов, и где в условии II, по меньшей мере, часть кетена производится из фракции, содержащей карбоновую кислоту, где фракция, содержащая карбоновую кислоту также включает в себя терпен и/или примеси производных терпена, в количестве, в частности, равном или меньше, чем 3000 частей на миллион, более конкретно 1500 частей на миллион по весу терпена и/или примесей производных терпена, и где кетен производится с помощью процесса термообработки. В одном аспекте условия II наиболее предпочтительно содержание терпена и/или примесей, производных терпена, от 10 до 100 частей на миллион по весу. Фракции, содержащие карбоновую кислоту и терпены и/или примеси производных терпена, независимо при условиях I и II могут быть использованы непосредственно из процесса их получения, в частности, из процесса ацетилирования древесины, или могут быть представлены на одну или несколько стадий очистки, как описано выше.
Способ в соответствии с изобретением и его конкретные аспекты и варианты способа осуществления настоящего изобретения могут соответственно выполняться периодическим или непрерывным образом и/или могут быть частью другого периодического или непрерывного процесса, включающего дополнительные стадии.
Изобретение также относится к способу производства обработанной древесины, в частности ацетилированной древесины, включающему способ получения фракции, содержащей ангидрид карбоновой кислоты в соответствии с вышеприведенными вариантами способа осуществления настоящего изобретения.
Изобретение также относится к применению ангидрида карбоновой кислоты, в частности ангидрида уксусной кислоты, получаемого по способу в соответствии с вышеприведенными вариантами способа осуществления настоящего изобретения, в способе ацилирования полисахаридов. Предпочтительно, процесс ацилирования полисахаридов представляет собой процесс ацетилирования древесины.
В случае если раскрытие каких-либо патентов, заявок на патенты и публикаций, которые включены в настоящий документ посредством ссылки, противоречат описанию настоящей заявки в той степени, что это может представлять термин неясным, настоящее описание имеет преимущественную силу.
В случае если раскрытие каких-либо патентов, заявок на патенты и публикаций, которые включены в настоящий документ посредством ссылки, противоречат описанию настоящей заявки в той степени, что это может представлять термин неясным, настоящее описание имеет преимущественную силу.
Приведенные ниже примеры предназначены для иллюстрации настоящего изобретения без ограничения его объема.
Пример
Фракцию уксусной кислоты, полученную в виде отходящего потока из процесса ацетилирования древесины, фильтруют и перегоняют с получением очищенной фракции уксусной кислоты с содержанием терпена и/или примесей, производных терпена, составляющем около 40 частей на миллион по весу. Очищенную уксусную кислоту вводят в реакцию в виде абсорбционной кислоты с кетеном, который получают в первой зоне реакции при температуре около 730°C из уксусной кислоты в присутствии триэтилфосфата, во вторую зону реакции при температуре от 25 до 60°C для получения фракции, содержащей уксусный ангидрид.
1. Способ получения фракции, содержащей ангидрид карбоновой кислоты, путем реакции фракции, содержащей карбоновую кислоту, с кетеном, в котором удовлетворяется по меньшей мере одно из следующих условий:
I. по меньшей мере часть фракции, содержащей карбоновую кислоту, представляет собой фракцию, содержащую карбоновую кислоту и терпен и/или примеси производных терпена, и/или
II. по меньшей мере часть кетена получают из фракции, содержащей карбоновую кислоту, где фракция, содержащая карбоновую кислоту, дополнительно содержит терпен и/или примеси производных терпена,
в котором фракцию, содержащую карбоновую кислоту и терпен и примеси производных терпена, вводят в способ получения ангидрида карбоновой кислоты с промежуточной обработкой фракции, содержащей карбоновую кислоту и терпен и примеси производных терпена, которая включает
а) обработку фракции, содержащей карбоновую кислоту и терпен и примеси производных терпена, солью металла в присутствии воды,
b) обработку по меньшей мере части фракции, полученной на стадии а), для удаления соли металла и необязательно
с) обработку по меньшей мере части фракции, полученной на стадии b), при помощи по меньшей мере одной из операций, выбранной из группы операций, состоящей из перегонки, отгонки или мембранного разделения, для извлечения по меньшей мере фракции очищенной карбоновой кислоты.
2. Способ по п.1, в котором фракция, содержащая карбоновую кислоту по условию I, содержит от 5 до 3000 частей на миллион по весу терпена и/или примесей производных терпена, и/или где фракция, содержащая карбоновую кислоту по условию II, содержит количество равное или меньшее чем 3000 частей на миллион по весу терпена и/или примесей производных терпена.
3. Способ по п.1 или 2, в котором ангидрид карбоновой кислоты представляет собой уксусный ангидрид.
4. Способ по любому из пп.1-3, в котором фракцию, содержащую карбоновую кислоту и примеси, получают из процесса обработки древесины, в частности из процесса ацетилирования древесины.
5. Способ по любому из пп.1-4, в котором карбоновую кислоту выбирают из группы, состоящей из уксусной кислоты, трифторуксусной кислоты, пропионовой кислоты, н-масляной кислоты, изомасляной кислоты и акриловой кислоты.
6. Способ по п.5, где карбоновая кислота представляет собой уксусную кислоту.
7. Способ по любому из пп.1-6, в котором выполняется условие II и в котором кетен получают способом термической обработки.
8. Способ по любому из пп.1-7, в котором кетен получают в первой зоне реакции и реакцию кетена с фракцией, включающей карбоновую кислоту, осуществляют во второй зоне реакции.
9. Способ по п.8, в котором первая зона реакции имеет температуру от 500 до 800°С, предпочтительно от 720 до 780°С, и вторая зона реакции имеет температуру от 10 до 100°С.
10. Способ получения ацетилированной древесины, включающий способ получения фракции, содержащей ангидрид карбоновой кислоты, по любому из пп.1-9, в котором ангидрид карбоновой кислоты представляет собой ангидрид уксусной кислоты.
11. Способ ацилирования полисахаридов, включающий получение фракции, содержащей ангидрид карбоновой кислоты, путем реакции фракции, содержащей карбоновую кислоту, с кетеном, в котором удовлетворяется по меньшей мере одно из следующих условий:
I. по меньшей мере часть фракции, содержащей карбоновую кислоту, представляет собой фракцию, содержащую карбоновую кислоту и терпен и/или примеси производных терпена, и/или
II. по меньшей мере часть кетена получают из фракции, содержащей карбоновую кислоту, где фракция, содержащая карбоновую кислоту, дополнительно содержит терпен и/или примеси производных терпена,
в котором фракцию, содержащую карбоновую кислоту и терпен и примеси производных терпена, вводят в способ получения ангидрида карбоновой кислоты с промежуточной обработкой фракции, содержащей карбоновую кислоту и терпен и примеси производных терпена, которая включает
а) обработку фракции, содержащей карбоновую кислоту и терпен и примеси производных терпена, солью металла в присутствии воды,
b) обработку по меньшей мере части фракции, полученной на стадии а) для удаления соли металла и необязательно
с) обработку по меньшей мере части фракции, полученной на стадии b), при помощи по меньшей мере одной из операций, выбранной из группы операций, состоящей из перегонки, отгонки или мембранного разделения, для извлечения по меньшей мере фракции очищенной карбоновой кислоты и взаимодействия полисахаридов с полученным таким образом ангидридом карбоновой кислоты.
12. Способ по п.11, где способ ацилирования полисахаридов представляет собой способ ацетилирования древесины.
