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1. (WO2019000069) BI-PHASIC CONTINUOUS-FLOW TUBULAR REACTOR AND HETEROGENEOUS CATALYSTS PREPARATION METHOD FOR PRODUCTION OF 5-HYDROXYMETHYL FURFURAL
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Pub. No.: WO/2019/000069 International Application No.: PCT/CA2017/050792
Publication Date: 03.01.2019 International Filing Date: 29.06.2017
IPC:
C07D 307/46 (2006.01) ,B01J 37/08 (2006.01)
C CHEMISTRY; METALLURGY
07
ORGANIC CHEMISTRY
D
HETEROCYCLIC COMPOUNDS
307
Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
02
not condensed with other rings
34
having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
38
with substituted hydrocarbon radicals attached to ring carbon atoms
40
Radicals substituted by oxygen atoms
46
Doubly bound oxygen atoms, or two oxygen atoms singly bound to the same carbon atom
B PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
01
PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
J
CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS, COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
37
Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
08
Heat treatment
Applicants:
THE UNIVERSITY OF WESTERN ONTARIO [CA/CA]; c/o WORLDiscoveries Business Develpment Office 100 Collip Circle London, Ontario N6G 4X8, CA
Inventors:
XU, Chunbao; CA
SOUZANCHI, Sadra; CA
KASANNENI, Tirumala Venkateswara Rao; CA
YUAN, Zhongshun; CA
Agent:
HILL & SCHUMACHER; 264 Avenue Road Toronto, Ontario M4V 2G7, CA
Priority Data:
Title (EN) BI-PHASIC CONTINUOUS-FLOW TUBULAR REACTOR AND HETEROGENEOUS CATALYSTS PREPARATION METHOD FOR PRODUCTION OF 5-HYDROXYMETHYL FURFURAL
(FR) RÉACTEUR TUBULAIRE À FLUX CONTINU DIPHASIQUE ET PROCÉDÉ DE PRÉPARATION DE CATALYSEURS HÉTÉROGÈNES POUR LA PRODUCTION DE 5-HYDROXYMÉTHYLFURFURAL
Abstract:
(EN) Disclosed is a cost-effective process for catalytic conversion of simple C6-based sugars (such as glucose and fructose) and industrial-grade sugar syrups derived from starch (such as different grades of High Fructose Corn Syrup) and cellulosic biomass to 5-HydroxyMethylFurfural (5-HMF) in a continuous-flow tubular reactor in bi-phasic media using inexpensive heterogeneous solid catalysts. Commercial and synthesized heterogeneous solid catalysts were used and their activities in terms of sugar conversion and HMF selectivity and yield were compared. Continuous dehydration of fructose, glucose and industrial-grade sugar syrups derived from corn and wood to HMF was achieved and the stability of selected catalysts and feasibility of catalyst recycling and regeneration were demonstrated. The performance of the catalysts and reactor system were examined under different operating conditions including reaction temperature, feeding flow rate, initial feedstock concentration, catalyst loading, presence of extracting organic solvent and phase transfer catalyst and aqueous to organic phase ratio. At the best operating conditions, HMF yield attained 60%, 45% and 53%, from dehydration of fructose, glucose and HFCS-90, respectively.
(FR) L'invention concerne un procédé rentable pour la conversion catalytique de sucres simples à base de C6 (tels que le glucose et le fructose) et des sirops de sucre de qualité industrielle dérivés d'amidon (tels que différents grades de sirop de maïs à haute teneur en fructose) et de la biomasse cellulosique en 5-hydroxyméthylfurfural (5-HMF) dans un réacteur tubulaire à flux continu dans un milieu diphasique à l'aide de catalyseurs solides hétérogènes peu coûteux. Des catalyseurs de commerce solides, hétérogènes et de synthèse ont été utilisés et leurs activités en termes de conversion de sucre, de sélectivité et de rendement en HMF ont été comparées. Une déshydratation continue de fructose, de glucose et de sirops de sucre de qualité industrielle dérivés du maïs et du bois en HMF a été réalisée et la stabilité des catalyseurs sélectionnés ainsi que la faisabilité du recyclage et de la régénération du catalyseur ont été mises en évidence. Les performances des catalyseurs et du système de réacteur ont été examinées dans différentes conditions de fonctionnement notamment, la température de réaction, le débit d'alimentation, la concentration initiale en charge d'alimentation, le chargement de catalyseur, la présence de solvant organique d'extraction et de catalyseur de transfert de phase, et le rapport de phase aqueuse/organique. Selon l'invention, le rendement en HMF obtenu dans les meilleures conditions de fonctionnement est de 60 %, 45 % et 53 %, à partir de la déshydratation du fructose, du glucose et du HFCS-90, respectivement.
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Publication Language: English (EN)
Filing Language: English (EN)