用于加工纖維素生物質的方法和系統與流程

相關申請的交叉引用

本申請要求2014年12月30日提交的申請中的美國臨時申請第62/097756號的權益。

背景技術：

本節意在介紹本領域中可能與本發明的示例性實施例相關的各個方面。相信此論述有助于提供框架以便利更好地理解本發明的特定方面。因此，應了解，應以這個角度閱讀本節，而不必視為認可任何現有技術。

本公開大體上涉及纖維素生物質固體的加工，并且更確切地說，涉及用于加工可以通過纖維素生物質的水熱反應獲得的包含木質素的反應產物的方法和系統。

多種在商業上具有重要意義的物質都可以由包括生物質在內的天然來源制造。就這一點而言，纖維素生物質是特別有利的，因為在其中發現的呈各種形式的大量碳水化合物具有多樣性。如本文所使用，術語“纖維素生物質”是指含有纖維素的活的生物材料或曾經是活的生物材料。在高等植物的細胞壁中發現的木質纖維材料是世界上最大的碳水化合物來源。通常由纖維素生物質制造的材料可以包括例如經由部分消解得到的紙和制漿木材、生物燃料，包括通過發酵產生的生物乙醇。

近來，來源于可再生資源的化石燃料替代物的開發引起關注。就這一點而言，纖維素生物質尤其值得關注，因為其含量豐富并且其中發現的各種成分具有多樣性，特別是纖維素和其它碳水化合物。盡管很有前景并且引起強烈關注，但生物基燃料技術的開發和實施已經減慢。迄今為止，現有的技術已經制造出具有低能量密度(例如生物乙醇)和/或與現有發動機設計和運輸基礎設施不完全相容的燃料(例如甲醇、生物柴油、費舍爾-托普希柴油(fischer-tropschdiesel)、氫及甲烷)。此外，常規的生物基方法典型地已經制造出呈稀水溶液(按重量計>50％水)形式的中間物，這些中間物難以進一步加工。特別需要用于將纖維素生物質加工成組成與化石燃料類似的燃料摻合物的具有能量和成本效益的方法來解決上述問題等等。

此外，除所需碳水化合物外，其它物質也可能存在于纖維素生物質內，這些物質可能尤其難以通過具有能量和成本效益的方式進行處理。舉例來說，在纖維素生物質加工期間，存在于纖維素生物質中的大量木質素可能引起加工設備結垢，從而可能導致代價高的系統停工時間。木質素還會導致每單位重量原料的纖維素生物質轉化成可用物質的轉化率相對較低。

如上述所證明，將纖維素生物質高效轉化成燃料摻合物和其它材料是一個復雜的問題，提出了巨大工程挑戰。本公開解決了這些難題并且還提供了相關優勢。

技術實現要素：

從涉及纖維素生物質的反應的產物回收各種化合物由于其中所含的包括木質素在內的各種組分而變得具有挑戰性。本公開提供了用于加工纖維素生物質，確切地說，用于分離含有木質素和木質素衍生產物的水熱反應的反應產物的方法和系統，其中所述反應產物是各種化合物并且典型地于超過一個液相中的混合物。反應產物的一個相通常是水。蒸餾具有多個液相并且含有水的反應產物得到多種產物餾分雖然是可行的，但可能引起產物分離不良及蒸汽汽提，在此情況下水蒸氣將較重化合物，如酚類帶入塔頂餾分中。盡管通過在較高壓力和溫度下蒸餾，由此使多個相減少或減到最少可以解決這一問題，但較高的壓力和溫度帶來包括設備成本在內的額外費用，并且有產物在較高溫度下發生非所需降解反應的風險。盡管反應產物中的水可以在完全蒸餾得到產物餾分之前通過閃蒸去除，但這樣做也可能引起蒸汽汽提，由此導致在后續蒸餾過程中產物分離效率低下。

因此，提供一種方法，所述方法包括：

在第一反應區中的反應器中加熱纖維素生物質固體、分子氫、催化氫的催化劑及消解溶劑以產生第一反應產物；

在提供至分離區前，任選地將所述第一反應產物的至少一部分提供至氣體分離器單元中，以回收包含標準沸點是100℃或更低沸點的化合物的蒸氣餾分；將所述第一反應產物的至少一部分提供至包括液-液相分離單元或液-液萃取單元的分離區中以回收水性物流和非水性物流，其中所述水性物流包含所述第一反應產物的所述部分中的大部分水；

將所述水性物流提供至水性物流分離區中以將所述水相的至少一部分中的輕質化合物回收于塔頂餾分中，其中所述塔頂餾分包含所述水性物流的所述部分中標準沸點小于150℃的大部分化合物；

將所述蒸氣餾分的一部分、所述水相塔頂餾分的至少一部分和/或所述餾出物塔頂餾分的至少一部分中的至少一種提供至進一步加工區，以提供高級烴產物；

在提供至蒸餾單元之前，將所述高級烴產物的至少一部分提供至所述非水性物流中以使所述物流中木質素的至少一部分沉淀，從而提供漿液物流；以及

將所述漿液物流的至少一部分提供至蒸餾單元中以回收餾出物塔頂餾分、餾出物中間餾分及餾出物塔底餾分。

因此，提供一種方法，所述方法包括：

在第一反應區中的反應器中加熱纖維素生物質固體、分子氫、催化氫的催化劑及消解溶劑以產生第一反應產物；

在第二反應區中的反應器中加熱所述第一反應產物的至少一部分、分子氫及催化氫的催化劑以產生第二反應產物；

在提供至分離區前，任選地將所述第一反應產物和第二反應產物中至少一者的至少一部分提供至氣體分離器單元，以回收包含標準沸點是100℃或更低沸點化合物的蒸氣餾分；

將所述第二反應產物的至少一部分提供至包括液-液相分離單元或液-液萃取單元的分離區中以回收水性物流和至少一種非水性物流，其中所述水性物流包含所述第二反應產物的所述部分中的大部分水；

將所述水性物流提供至水性物流分離區以將所述水相的至少一部分中的輕質化合物回收于塔頂餾分中，其中所述塔頂餾分包含所述水性物流的所述部分中標準沸點小于150℃的大部分化合物；

將所述蒸氣餾分的一部分、所述水相塔頂餾分的至少一部分和/或所述餾出物塔頂餾分的至少一部分中的至少一種提供至進一步加工區，以提供高級烴產物；

在提供至蒸餾單元之前，將所述高級烴產物的至少一部分提供至所述非水性物流中以使所述物流中木質素的至少一部分沉淀，從而提供漿液物流；以及

將所述漿液物流的至少一部分提供至蒸餾單元中以回收餾出物塔頂餾分、餾出物中間餾分及餾出物塔底餾分。

植物具有初生細胞壁和次生細胞壁。初生細胞壁含有三種主要多糖(纖維素、果膠及半纖維素)和一組糖蛋白。次生細胞壁也含有與半纖維素共價交聯的多糖聚合物木質素。與纖維素共同存在的復雜成分混合物會使纖維素難以加工，如下文中所論述。具體地說，木質素可能是尤其難以處理的成分。

本公開中提供的方法和系統通過提供高級烴產物的至少一部分至少使物流中木質素的一部分沉淀解決了前述問題。沉淀的木質素可以呈漿液形式進入隨后的蒸餾單元，接著在蒸餾單元中分離，或者可以至少部分在木質素沉淀單元中分離。

在一些實施例中，提供液-液萃取(或溶劑萃取)來分離各相以使得各相可以彼此獨立地進行進一步加工，或提供液-液相分離來分離各相。如本文所使用，液-液萃取是指基于一種物質在各相中的相對溶解性，將物質從一個液相(例如水相)萃取到不同液相(例如非水相)中。因此，液-液萃取可以從水相萃取一定量的各種化合物。這些化合物可以包括能進一步加工成燃料產品的某些輕質化合物，并且可以包括標準沸點低于約150℃的化合物，包括但不限于一元醇(例如單氧合物)、醛、酮、酸及其任何組合。液-液萃取溶劑可以由所述方法中的各種工藝物流及產物流提供。

一旦分離，即可以對水相進行閃蒸，減小蒸汽汽提影響，因為大部分不可與水混溶的化合物，如酚和各種油都在非水相中，使得此水相所含不可與水混溶的化合物的量相較于具有多個液相的反應產物有所減小。如果在液-液萃取之后，水相中仍存在足量的輕質化合物，那么閃蒸水相可以回收這些輕質化合物。為了改善產物分離，非水相可以經歷粘度降低反應，包括一個或多個木質素解聚合反應。

含有較少水的非水相的蒸餾可以在較低溫度下實現充分的產物分離，其中在蒸餾未去除水的反應產物或在蒸餾前已經進行閃蒸的反應產物時需要較高的溫度來實現類似的高效產物分離。分離的非水相可以在完全蒸餾前經歷閃蒸步驟，以回收包含輕質化合物的塔頂餾分及必要時塔底餾分。非水相的塔底餾分的剩余部分可以被提供至完全蒸餾。

由非水相完全蒸餾得到的產物餾分可以至少包括含輕質化合物的塔頂餾分、含木質素和木質素源性產物的中間餾分(包括酚類)及含標準沸點超過約350℃的重質化合物的塔底餾分。可以進行蒸餾以提供超過一種中間餾分。舉例來說，可以操作蒸餾以提供標準沸點是約150℃至250℃的第一中間餾分及具有200℃至350℃的更高沸點的第二中間餾分。也可以操作蒸餾以提供標準沸點是約150℃至350℃的中間餾分。

從水相和非水相回收的輕質化合物可以任選地合并，以進一步加工成可用于燃料應用的高級烴產物。這些高級烴可以被提供至非水性物流或至少部分解聚的木質素流中以使至少一部分木質素沉淀并且任選地，也可以被提供至液-液萃取以用作萃取溶劑的一部分。高級烴可以任選地蒸餾得到不同餾分，以實現最佳液-液萃取分離。此類餾分可能富含芳香族含量(例如富含芳香族化合物的烴餾分)，或具有較低的芳香族含量(較少的芳香族化合物烴餾分)或由蒸餾高級烴產物(例如縮合反應產物)得到的其它高級烴餾分。

確切地說，本公開提供一種方法，所述方法包括：在第一反應區中的反應器中加熱纖維素生物質固體、分子氫、能夠活化分子氫的催化劑及消解溶劑以產生第一反應產物；

在提供至分離區前，任選地將所述第一反應產物的至少一部分提供至氣體分離器單元中，以回收包含標準沸點是100℃或更低沸點的化合物的蒸氣餾分；將所述第一反應產物的至少一部分提供至包括液-液相分離單元或液-液萃取單元的分離區中以回收水性物流和非水性物流，其中所述水性物流包含所述第一反應產物的所述部分中的大部分水；將所述水性物流提供至水性物流分離區中以將所述水相的至少一部分中的輕質化合物回收于塔頂餾分中，其中所述塔頂餾分包含所述水性物流的所述部分中標準沸點小于150℃的大部分化合物；將所述蒸氣餾分的一部分、所述水相塔頂餾分的至少一部分和/或所述餾出物塔頂餾分的至少一部分中的至少一種提供至進一步加工區，以提供高級烴產物；在提供至蒸餾單元之前，將所述高級烴產物的至少一部分提供至所述非水性物流中以使所述物流中木質素的至少一部分沉淀，從而提供漿液物流；以及將所述漿液物流的至少一部分提供至蒸餾單元中以回收餾出物塔頂餾分、餾出物中間餾分及餾出物塔底餾分。

此外，本公開還提供另一種方法，所述方法包括：在第一反應區中的反應器中加熱纖維素生物質固體、分子氫、能夠活化分子氫的催化劑及消解溶劑以產生第一反應產物；在第二反應區中的反應器中加熱所述第一反應產物的至少一部分、分子氫及能夠活化分子氫的催化劑以產生第二反應產物；在提供至分離區前，任選地將所述第一反應產物和第二反應產物中至少一者的至少一部分提供至氣體分離器單元，以回收包含標準沸點是100℃或更低沸點化合物的蒸氣餾分；將所述第二反應產物的至少一部分提供至包括液-液相分離單元或液-液萃取單元的分離區中以回收水性物流和至少一種非水性物流，其中所述水性物流包含所述第二反應產物的所述部分中的大部分水；將所述水性物流提供至水性物流分離區以將所述水相的至少一部分中的輕質化合物回收于塔頂餾分中，其中所述塔頂餾分包含所述水性物流的所述部分中標準沸點小于150℃的大部分化合物；將所述蒸氣餾分的一部分、所述水相塔頂餾分的至少一部分和/或所述餾出物塔頂餾分的至少一部分中的至少一種提供至進一步加工區，以提供高級烴產物；在提供至蒸餾單元之前，將所述高級烴產物的至少一部分提供至所述非水性物流中以使所述物流中木質素的至少一部分沉淀，從而提供漿液物流；以及將所述漿液物流的至少一部分提供至蒸餾單元中以回收餾出物塔頂餾分、餾出物中間餾分及餾出物塔底餾分。

此外，本公開還提供一種系統，所述系統包括：包含反應器的第一反應區，所述反應器被配置用于加熱纖維素生物質固體、分子氫、能夠活化分子氫的催化劑及消解溶劑以形成第一反應產物；可選的氣體分離區，其包括分離器單元，所述分離器單元具有與所述第一反應區流體連通的進口，其中所述氣體分離器單元被配置用于移出所述第一反應產物中標準沸點是100℃或更低沸點的揮發性化合物的至少一部分，其中所述氣體分離器單元的第一出口與液-液相分離單元或液-液萃取單元流體連通以將不含所述移出的揮發性化合物的所述反應產物提供至所述液-液相分離單元或液-液萃取單元中并且所述輕質餾分分離器單元的第二出口與所述進一步加工單元流體連通以將所述揮發性化合物提供至所述進一步加工單元；分離區，所述分離區包括：液-液相分離單元或液-液萃取單元，其具有與所述第一反應區中所述反應器的出口流體連通以接受所述第一反應產物的進口，其中所述液-液相分離單元或液-液萃取單元被配置用于提供水性物流及非水性物流，其中所述水相包含所述第一反應產物的所述部分中的大部分水；用于將所述水相的至少一部分中的輕質化合物回收于塔頂餾分中的水性物流分離區，其中所述塔頂餾分包含所述水性物流的所述部分中標準沸點小于150℃的大部分化合物，所述水性物流分離區具有與所述液-液相分離單元或液-液萃取單元的出口流體連通以接受所述水性物流的進口；所述塔頂餾分與進一步加工區流體連通；木質素沉淀單元，所述木質素沉淀單元與所述液-液相分離單元或所述液-液萃取單元的出口流體連通以接受所述非水性物流的至少一部分并且與所述進一步加工區的出口流體連通以接受所述烴產物的至少一部分；以及蒸餾單元，所述蒸餾單元具有與所述木質素沉淀單元的出口流體連通以接受木質素沉淀單元出口物流的進口，其中所述蒸餾單元被配置用于提供至少塔頂餾出物餾分、中間餾出物餾分及塔底餾出物餾分；以及進一步加工區，其包括進一步加工單元，所述進一步加工單元具有與以下至少一者流體連通的進口：(i)所述分離區，用以接受來自所述蒸餾單元的所述塔頂餾分的至少一部分；(ii)所述水性分離區，用以接受來自所述水性分離區的所述第一塔頂餾分的至少一部分；及(iii)所述氣體分離器單元，用以接受所述移出的揮發性化合物的至少一部分，其中所述進一步加工區被配置用于提供高級烴產物。

此外，本公開還提供一種系統，所述系統包括：包含反應器的第一反應區，所述反應器被配置用于加熱纖維素生物質固體、分子氫、能夠活化分子氫的催化劑及消解溶劑以形成第一反應產物；包含反應器的第二反應區，所述反應器與所述第一反應區中所述反應器的出口流體連通以接受第一反應產物，其中所述第二反應區中的反應器被配置用于加熱包含第一反應產物、分子氫及能夠活化分子氫的催化劑的第二反應內含物以形成第二反應產物；可選的氣體分離區，其包括分離器單元，所述分離器單元具有與所述第一反應區和/或所述第二反應區流體連通的進口，其中所述氣體分離器單元被配置用于移出所述第一和/或第二反應產物中標準沸點是100℃或更低沸點的揮發性化合物的至少一部分，其中所述輕質餾分分離器單元的第一出口與液-液相分離單元或液-液萃取單元流體連通以將不含所述移出的揮發性化合物的所述反應產物提供至所述液-液相分離單元或液-液萃取單元并且所述輕質餾分分離器單元的第二出口與進一步加工單元流體連通以將所述揮發性化合物提供至所述進一步加工單元；分離區，所述分離區包括：液-液相分離單元或液-液萃取單元，其具有與所述第二反應區中所述反應器的出口流體連通以接受所述第二反應產物的進口，其中所述液-液相分離單元或所述液-液萃取單元被配置用于提供水性物流及非水性物流，其中所述水相包含所述第一反應產物的所述部分中的大部分水；用于將所述水相的至少一部分中的輕質化合物回收于塔頂餾分中的水性物流分離區，其中所述塔頂餾分包含所述水性物流的所述部分中標準沸點小于150℃的大部分化合物，所述水性物流分離區具有與所述液-液相分離單元或液-液萃取單元的出口流體連通以接受所述水性物流的進口；所述塔頂餾分與進一步加工區流體連通；木質素沉淀單元，所述木質素沉淀單元與所述液-液相分離單元或所述液-液萃取單元的出口流體連通以接受所述非水性物流的至少一部分并且與所述進一步加工區的出口流體連通以接受所述烴產物的至少一部分；以及蒸餾單元，所述蒸餾單元具有與所述木質素沉淀單元的出口流體連通以接受木質素沉淀單元出口物流的進口，其中所述蒸餾單元被配置用于提供至少塔頂餾出物餾分、中間餾出物餾分及塔底餾出物餾分；以及進一步加工區，其包括進一步加工單元，所述進一步加工單元具有與以下至少一者流體連通的進口：(i)所述分離區，用以接受來自所述蒸餾單元的所述塔頂餾分的至少一部分；(ii)所述水性分離區，用以接受來自所述水性分離區的所述第一塔頂餾分的至少一部分；及(iii)所述氣體分離器單元，用以接受所述移出的揮發性化合物的至少一部分，其中所述進一步加工區被配置用于提供高級烴產物。

又在另一個實施例中，加工區可以另外包括第二蒸餾單元，所述第二蒸餾單元具有與所述另外的加工單元的出口流體連通以接受來自所述另外的加工單元的高級烴產物的至少一部分，其中所述蒸餾單元被配置用于提供至少富含芳香族化合物的烴餾分，任選地較少芳香族化合物的烴餾分及重餾分；其中所述第二蒸餾單元與木質素沉淀單元的進口流體連通以提供富含芳香族化合物的餾分或較少芳香族化合物的烴餾分的至少一部分。

本領域技術人員在閱讀以下實施例說明后，將對本公開所提供的實施例的特征和優勢顯而易知。

附圖說明

包括以下圖式以說明本公開的某些方面，并且不應將其視為排它性的實施例。所公開的主題能夠在形式和功能方面進行大幅修改、更改、組合及等效替代，這將是本領域技術人員能想到的并且具有本公開的益處。

圖1顯示根據本公開提供的一些方面，用于加工纖維素生物質的一個說明性實施例的示意圖。

圖2顯示根據本公開提供的一些方面，用于加工纖維素生物質的另一說明性實施例的示意圖。

圖3顯示根據本公開提供的一些方面，纖維素生物質加工中所涉及的水性分離區的一個說明性實施例。

具體實施方式

本公開大體上提供用于將纖維素生物質加工成燃料產品，特別是用于加工由水熱消解纖維素生物質固體獲得的反應產物的方法。纖維素生物質是特別有益的，因為在其中發現的大量的各種形式的碳水化合物具有多樣性。如本文所使用，術語“纖維素生物質”是指含有纖維素的活的生物材料或曾經是活的生物材料。在高等植物的細胞壁中發現的木質纖維材料是世界上最大的碳水化合物來源之一。

除非另外說明，否則應了解，使用的術語“生物質”或“纖維素生物質”可以是同義。纖維素生物質可以是任何尺寸、形狀或形式。纖維素生物質可以呈這些固體尺寸、形狀或形式中任一種天然存在，或其可以在消解前進行進一步加工。纖維素生物質在水熱消解前可以被切短、研磨、切碎、粉碎等以得到所希望的尺寸。纖維素生物質在進行消解前可以洗滌(例如用水、酸、堿、其組合等洗滌)。

可以使用任何類型的適合纖維素生物質來源。適合纖維素生物質來源可以包括例如林業殘料、農業殘料、草本材料、城市固體廢棄物、廢紙和再循環紙、紙漿和造紙廠殘渣，及其任何組合。因此，在一些實施例中，適合纖維素生物質可以包括例如玉米稈、麥桿、甘蔗渣、芒草、高粱殘渣、柳枝稷、竹子、水葫蘆、硬木、硬木碎屑、硬木漿、軟木、軟木碎屑、軟木漿、浮萍及其任何組合。葉子、根、種子、柄、外皮等可以用作纖維素生物質的來源。纖維素生物質的常見來源可以包括例如農業廢料(例如玉米稈、麥桿、籽殼、甘蔗渣、堅果殼等)、木材(例如木頭或樹皮、鋸屑、廢材、工廠廢品等)、城市廢棄物(例如廢紙、庭院修剪物或碎屑等)及能量作物(例如白楊、柳樹、柳枝稷、苜蓿、牧草(prairiebluestream)、玉米、大豆等)。纖維素生物質可以基于例如纖維素和/或半纖維素含量、木質素含量、生長時間/季節、生長地點/運輸成本、生長成本、收獲成本等考慮因素來選擇。

當纖維素生物質轉化成燃料摻合物和其它物質時，纖維素和其中的其它復雜碳水化合物可以經萃取且轉變成更簡單的有機分子，這些有機分子此后可以進一步加工成高級烴。所產生的高級烴可用于形成運輸燃料，如合成汽油、柴油及噴氣燃料，以及工業化學品。如本文所使用，術語“高級烴”是指氧碳比小于生物質原料中至少一種組分的氧碳比的烴。高級烴主要含有c4到c30烴，更優選含有c6到c18烴。高級烴可以含有芳香族化合物和烷烴。如本文所使用，術語“烴”是指主要包含氫原子和碳原子的有機化合物，其也是未取代的烴。在某些實施例中，本發明的烴還包含雜原子(即，氧硫、磷或氮)并因此，術語“烴”也可以包括被取代的烴。

消解是可以將纖維素和其它復雜碳水化合物轉化成更有用的形式的一種方式。消解工藝可以將纖維素生物質內的纖維素和其它復雜碳水化合物分解成更簡單的可溶性碳水化合物，這些碳水化合物適合于通過下游進一步加工反應而進一步轉變。如本文所使用，術語“可溶性碳水化合物”是指在消解工藝中溶解的單糖或多糖。可以存在于纖維素生物質固體中的例示性碳水化合物包括例如糖、糖醇、纖維素、木質纖維素、半纖維素及其任何組合。

與使用消解以一種具有能量和成本效益的方式將纖維素生物質轉化成燃料摻合物(生物燃料)相關的問題不僅很復雜，而且這些問題完全不同于在紙和制漿木材工業中常用的消解工藝中遇到的那些問題。因為紙和制漿木材工業中纖維素生物質消解的意圖是保持固體物質(例如木漿)，所以通常在低溫(例如低于約200℃)下進行不完全消解一段極短暫的時間(例如在兩小時到四小時之間)。相比之下，適合于將纖維素生物質轉化成燃料摻合物和其它物質的消解工藝理想地被配置成通過以高通量方式盡可能多地溶解初始纖維素生物質進料來達到最大產率。紙和制漿木材消解工藝典型地也在紙漿形成前從粗纖維素生物質去除木質素。雖然結合形成燃料摻合物和其它物質使用的消解工藝同樣可以在消解前去除木質素，但這些額外的工藝步驟可能影響生物質轉化工藝的能量效率和成本。在高轉化率的纖維素生物質消解期間木質素的存在可能特別成問題。

經由對紙和制漿木材消解工藝的常規改良來制造用于燃料摻合物和其它物質的可溶性碳水化合物由于多種原因而被認為在經濟上是不可行的。從處理量的角度出發，為了制造更多的可溶性碳水化合物，只是在較長時段內執行紙和制漿木材工業的消解工藝是不合需要的。使用如強堿、強酸或亞硫酸鹽等消解促進劑來加速消解速率會由于加工后的分離步驟和可能需要保護下游組分免受這些試劑影響而增加工藝成本和復雜性。通過增加消解溫度來加速消解速率實際上會因可溶性碳水化合物在較高消解溫度下，特別是在長時間內可能發生熱降解而降低生物燃料的產率。通過消解產生后，可溶性碳水化合物極具反應性并且可以迅速地降解，以產生聚焦糖和其它重質餾分降解產物或副產物，尤其是在較高溫度條件下，如超過約150℃。從能量效率的角度來說，也會不希望使用較高消解溫度。這些困難中的任一個都可以擊敗來源于纖維素生物質的燃料摻合物的經濟可行性。

可以形成的可溶性碳水化合物的一種特別有效的方式是通過水熱消解，并且其中可溶性碳水化合物可以轉化成更穩定的化合物的方式是通過對其進行一個或多個催化還原反應，這可以包括氫化和/或氫解反應。通過進行一個或多個催化還原反應使可溶性碳水化合物穩定可以在不會過度犧牲產率情況下允許纖維素生物質的消解在比以其它可能方式高的溫度下發生。取決于所用反應條件和催化劑，因為對可溶性碳水化合物進行一個或多個催化還原反應而形成的反應產物可以包含一個或多個醇官能團，特別是包括三醇、二醇、一元醇及其任何組合，其中一些還可以包括殘余羰基官能團(例如醛或酮)。醇類組分中的化合物可以被描述為含氧化合物，其中這些化合物包含一個或多個含氧官能團，如羥基或羰基。含氧化合物的非限制性實例包括醛、酮、醇、呋喃、醚或其任何組合。此類反應產物比可溶性碳水化合物更加熱穩定，并且可以通過進行一個或多個下游進一步加工反應，容易地轉變成燃料摻合物和其它物質。另外，前述類型的反應產物是可以在其中進行水熱消解的良好溶劑，由此促進作為其反應產物的可溶性碳水化合物的溶解。

纖維素生物質的水熱消解可以包括在分子氫和能夠活化分子氫的催化劑(在本文中也可以稱作“活化氫的催化劑”或“催化氫的催化劑”)存在下加熱纖維素生物質和消解溶劑。在此類方法中，纖維素生物質的水熱消解和由其產生的可溶性碳水化合物的催化還原可以在同一容器中進行，此可以稱為“原位催化還原反應法”。因此，適合于將纖維素生物質轉化成燃料摻合物和其它物質的消解工藝優選被配置成通過以高通量方式盡可能多地溶解初始纖維素生物質進料來達到最大產率。從能量效率的角度來說，原位催化還原反應法也是特別有益的，因為纖維素生物質的水熱消解是一個吸熱過程，而催化還原反應是放熱的。因此，由原位催化還原反應產生的余熱可以用于驅動水熱消解，發生熱傳遞損失的幾率極小，由此降低進行消解所需的額外熱能輸入的量。

典型地，包括水熱消解和催化還原在內的纖維素生物質的水熱反應產生含有多種組分的反應產物，范圍從如醇類組分等較輕化合物到包含木質素和木質素衍生化合物(例如酚類物質)在內的較重化合物，以及兩者之間的各種化合物。取決于某些條件，如溫度和壓力，反應產物也可以存在于超過一個相中。因為反應產物是化合物的混合物，所以將某些化合物進一步加工成所需產物將具挑戰性。舉例來說，至少從經濟學觀點來看，反應產物中的某些輕質化合物進一步加工成所需燃料產物可具挑戰性，因為同時存在的其它中間沸點的化合物，如木質素和木質素衍生化合物，可限制反應產物中各組分的進一步加工選擇。

任選地，第一反應產物和/或第二反應產物在進入分離區之前可以經歷堿催化的解聚反應以產生解聚的反應產物。針對木質素解聚的堿催化作用會使木質素分解，以回收酚類和其它芳香族化合物。非限制性的適合堿催化劑包括naoh、koh、ca(oh)2、mg(oh)2、固體堿催化劑及其任何組合。

舉例來說，存在于反應產物中的木質素會引起加工設備結垢，從而可能導致代價高的系統停工時間。反應產物是各種化合物的混合物并且典型地在超過一個液相中。反應產物的一個相通常是水。蒸餾含有水的反應產物得到多種產物餾分雖然是可行的，但與含較少水的反應產物相比，典型地需要較高溫度和壓力。較高溫度和壓力所需的額外能量可以轉換成額外成本。雖然反應產物中的水可以在蒸餾得到產物餾分前通過閃蒸去除，但這樣做會引起蒸汽汽提，在此情況下，水蒸氣攜帶一些酚到塔頂餾分中。在閃蒸期間酚的去除會使得隨后蒸餾過程中產物的分離不太高效。

本公開提供的方法和系統通過提供至少一部分高級烴至少使非水性物流或至少部分解聚的木質素流中的至少一部分木質素沉淀來解決前述問題。沉淀的木質素可以呈漿液形式進入隨后的蒸餾單元，接著在蒸餾單元中分離，或者可以至少部分在木質素沉淀單元中分離。木質素可以通過過濾、離心、水力旋流器、沉降槽(或重力沉降器)、雙重閃蒸器(其中存在超過一個閃蒸器以蒸發掉閃蒸器中的木質素，而另一閃蒸器之一用于分離沉淀的木質素)等進行分離。一種此類木質素分離方法詳細地描述于共同待決的美國申請號14/485869中。已發現，所述物流中的木質素在添加高級烴產物后，確切地說在富含芳香族化合物的烴物流存在下至少部分沉淀，由此促進從所述物流移除木質素以減少設備積垢。盡管不希望受理論束縛，但認為高級烴產物誘導較重分子量組分沉淀的特性可能歸于其相對于極性較強的部分氧化的生物質組分的較低極性、較低介電性。

在一個實施例中，可以提供液-液相分離以分離各相，由此使各相可以彼此獨立地進行進一步加工。反應產物可以包含水相和一個或多個非水相，各相彼此可以呈乳液混合。由液-液相分離過程得到的兩種物流包括含有大部分非水相的非水性物流及含有大部分水相的水性物流。或者，可以將萃取溶劑提供至液-液萃取中以分離各相，由此使各相可以彼此獨立地進行進一步加工。反應產物可以包含水相和一個或多個非水相，各相彼此可以呈乳液混合。在液-液分離中，將萃取溶劑添加到反應產物中，以萃取水相中的各種化合物。由液-液萃取過程得到的兩種物流包括：(i)含有大部分非水相和大部分萃取溶劑的非水性物流，其含有萃取的化合物；及(ii)含有大部分水相的水性物流。因此，水性物流包含反應產物中存在的大部分水，而非水性物流包含反應產物中存在的微小部分的水。術語“大部分”或其語法等效表述是指超過50重量％，包括55重量％或更大、60重量％或更大、70重量％或更大、75重量％或更大、80重量％或更大、85重量％或更大、90重量％或更大及95重量％或更大。術語“微小部分”或其語法等效表述意思指至多50重量％，包括在0.1重量％并且至多50重量％、至多45重量％、至多40重量％、至多35重量％、至多30重量％、至多25重量％、至多20重量％、至多15重量％、至多10重量％或至多5重量％范圍內的量。

一旦分離，即可以對水性物流進行閃蒸，減小蒸汽汽提影響，因為大部分不可與水混溶的化合物(如酚)都在非水性物流中，使得此水性物流所含不可與水混溶的化合物的量相較于具有多個液相的反應產物有所減小。如果在液-液萃取之后，水性物流中仍存在足量的輕質化合物，那么閃蒸水性物流可以回收輕質化合物。如所提到的，輕質化合物可以包括標準沸點低于約150℃的化合物，包括但不限于，一元醇、醛、酮、酸及其任何組合。術語“輕質”、“中間沸點”和“重質”或其語法變化形式是指基于標準沸點，相對于彼此的各種化合物。

溶劑、操作條件及溶劑與反應產物的接觸機制的選擇允許控制化合物萃取的水平或程度。具體地說，添加到反應產物中的萃取溶劑的量與從水相萃取到溶劑相中的化合物的量相關。舉例來說，相較于使較大量的溶劑與水相接觸的情形，如每一份水相約9份溶劑的混合物，在含有相對較小量的溶劑的反應產物與萃取溶劑的混合物，如每9份水相約1份溶劑相的混合物中，萃取到溶劑中的化合物較少。也就是說，萃取程度隨著液-液萃取過程中使用的萃取溶劑的量的增加而增加。因此，液-液萃取過程可被配置成萃取水相中的大部分的化合物達到可能不需要進一步處置水相以回收額外產物(如回收輕質化合物的閃蒸)的程度。萃取溶劑的添加也可以通過幫助破壞乳液來促進反應產物各相聚結。

如果使用萃取溶劑，那么萃取溶劑的至少一部分可以來自于由進一步加工蒸氣餾分的至少一部分、非水性物流的至少一部分和/或餾出物塔頂餾分的至少一部分以在進一步加工區中提供高級烴產物而得到的高級烴產物。所述高級烴產物的至少一部分可以提供至液-液萃取單元中，其中萃取溶劑除用于使木質素沉淀外，還包含高級烴產物的所述部分。在另一實施例中，所述萃取溶劑的至少一部分可以來自于由蒸餾單元得到的中間餾分的至少一部分。在又一實施例中，可以對非水性物流的至少一部分進行閃蒸以回收包含輕質化合物的塔頂餾分及包含烷基環己醇的塔底餾分，所述塔底餾分的第一部分可以提供至液-液萃取單元中。由閃蒸得到的塔底餾分的第二部分可以提供至蒸餾單元中。由閃蒸得到的塔頂餾分含有非水性物流的此類部分中標準沸點小于150℃的大部分化合物，而由閃蒸得到的塔底餾分含有標準沸點是150℃或更高的化合物。

相較于含有較多水的反應產物或在蒸餾前通過閃蒸去除了水的反應產物，含較少水的非水性物流可以經歷閃蒸，并具有減小的蒸汽汽提作用。來自非水性物流的產物餾分可以至少包括含輕質化合物的塔頂餾分、含木質素和木質素衍生產物(包括環狀醇和酚在內)的中間餾分及含廢棄物的塔底餾分。非水性物流還可以包含一定量由碳水化合物形成的較長二醇和單氧化合物(例如具有超過c4的化合物)，其可以回收于中間餾分中。可以進行蒸餾以提供超過一種中間餾分。舉例來說，可以操作蒸餾以提供具有約150到250℃的標準沸點的第一中間餾分及具有200到350℃的更高標準沸點的第二中間餾分。還可以操作蒸餾以提供具有約150到350℃的標準沸點的中間餾分。

如本領域普通技術人員所知，在中間餾分的標準沸點范圍內的重疊至少歸因于在蒸餾過程期間化合物的分布。舉例來說，在中間餾分和/或塔底餾分中可以發現痕量的輕質化合物，且反之亦然，在塔頂餾分和/或中間餾分中可以發現痕量的重質化合物。同樣，在超過一種中間餾分中化合物將存在重疊，如果存在，則會引起中間餾分的標準沸點的重疊。

對于第一次蒸餾，一般來說，第一中間餾分可以稱為酚類餾分，因為其往往會捕捉標準沸點大約是酚類化合物的標準沸點的化合物。應了解，第一中間餾分可以含有來自第二中間餾分的其它化合物以及標準沸點在如上文所論述的約150到250℃外的化合物。類似地，第二中間餾分可以稱為木質素低聚物餾分，因為其往往會捕捉標準沸點大約是木質素低聚物的標準沸點的化合物。應了解，第二中間餾分可以含有來自第一中間餾分的其它化合物以及標準沸點在如上文所論述的約200到350℃外的化合物。中間餾分，無論是一種餾分還是超過一種餾分，都含有進料到蒸餾過程的反應產物中的大部分酚類。

從水性物流和非水性物流回收的輕質化合物可以任選地合并以進一步加工成高級烴或燃料產物。從非水性物流回收的中間餾分可以在所述過程中再循環。中間餾分可以另外包含木質素低聚物。任選地，為改善非水性物流的產物分離，非水性物流可以經歷粘度降低反應，包含一個或多個木質素解聚反應。因此，本公開中所描述的方法和系統可以提高產率并降低成本，包括使采用昂貴的高壓蒸餾和分離來加工反應產物的需要減少或降到最低。

術語“蒸餾”具有其一般含義，指的是基于標準沸點來回收揮發性化合物的一種方法。蒸餾可以分一個階段或多個階段進行。單級蒸餾的一個階段可以稱為“閃蒸(flashing)”或語法等效表述，包括“閃蒸(flash)”或“閃蒸器(flasher)”。閃蒸產生塔頂餾分和塔底餾分，并且典型地不產生中間產物餾分。多級蒸餾產生各種產物餾分，包括塔頂餾分和塔底餾分以及一種或多種中間餾分。可以進行閃蒸或多級蒸餾的方式是本領域普通技術人員已知的。

除非另外說明，否則應了解，在本公開中提到的各種組分，如化合物、產物、相餾分、部分、物流等，是指此類組分“的至少一部分”，無論是否與其一起包括短語“的至少一部分”。術語第二反應產物中的“烴化合物”是指包含氫原子和碳原子的化合物，所述化合物不具有酚類官能團，酚類官能團是鍵結于芳香族烴基的羥基(-oh)。例示性的非限制性烴化合物包括適合用于例如汽油或柴油等燃料組合物中的烷烴、烯烴、環烷烴和其烷基取代基或衍生物，以及環烯烴和其烷基取代基或衍生物。舉例來說，例示性烴化合物可以包括但不限于以下任一種：環己烷、環己烯、丙基環戊烷、丙基環戊烯、丙基環己烷、丙基環己烯、苯甲醚、丙基苯、甲基丙基苯，及含氧烴，如環己酮或甲基環己酮。

本公開中所描述的方法和系統可以實現木質素轉化，例如木質素轉化成酚類，以及衍生自木質素的酚類化合物轉化成烴。如所提到的，纖維素生物質的加工可以包括水熱消解纖維素生物質及進行可溶性碳水化合物的催化還原反應，包括在一個反應器中。這可以經由原位催化還原反應來實現，原位催化還原反應涉及在分子氫和能夠活化分子氫的催化劑存在下加熱纖維素生物質和消解溶劑。水熱消解和催化還原可以產生第一反應產物，所述第一反應產物包含衍生自纖維素生物質中的木質素的酚類化合物及由衍生自纖維素生物質的可溶性碳水化合物的催化還原反應形成的醇類組分。

術語“醇類組分”是指這樣一種含氧化合物，其中所述含氧物可以是一元醇、二醇或二元醇、三醇或其任何組合。如本文所使用，術語“二醇(glycol)”或二元醇(diol)將指含有兩個醇官能團、兩個醇官能團和一個羰基官能團或其任何組合的化合物。應了解，醇類組分還包括具有羰基官能團的羧基。如本文所使用，術語“羰基官能團”將指醛官能團或酮官能團。在一些實施例中，二醇可以構成反應產物的相當大一部分。雖然二醇可以構成反應產物的相當大一部分，但應認識到，也可能存在其它醇，包括例如三醇和一元醇，以及其它含氧化合物，如所述醇的酮等效物。此外，這些醇中的任一種可以另外包括羰基官能團。

如本文所使用，術語“三醇”將指含有三個醇官能團、三個醇官能團和一個羰基官能團及其任何組合的化合物。如本文所使用，術語“一元醇”將指含有一個醇官能團、一個醇官能團和一和羰基官能團及其任何組合的化合物。術語“酚類化合物”或“酚類”具有其普通含義，一般是指含有鍵結至芳香族烴基的羥基(-oh)的一類化合物。術語“木質素低聚物”是指具有超過一個木質素單體、兩個或多于兩個芳香族環并且分子量是至多300,000道爾頓的一類化合物。應了解，木質素是具有基于苯基丙烷的結構的一種復雜的三維非晶聚合物。木質素的分子結構根據來源(例如植物的類型)而變化，并且是如此復雜和富有變化，以致于其分子結構從未得到完整描述。因此，木質素單體和聚合物可以具有各種分子結構。通常已知的木質素單體包括對香豆醇、松柏醇及芥子醇。

原位催化還原反應可以被視為第一水熱反應步驟，其產生還可被稱作消解產物的第一反應產物。第一反應產物中的酚類化合物的至少一部分可以任選地通過第二水熱反應步驟來轉化成烴化合物，其中在分子氫和能夠活化分子氫的催化劑存在下加熱第一反應產物。來自第二水熱反應步驟的反應產物可以稱為第二反應產物。除非另外說明，否則術語“反應產物”可以指第一反應產物或第二反應產物。任選地，第一反應產物中的至少一些醇類組分，如二醇或三醇，包括羧基在內，在第二水熱反應步驟中也可以轉化成一元醇。

未轉化的酚類化合物，即尚未轉化成烴的酚類化合物(意指仍然含有鍵結至芳香族烴基的羥基的化合物)，可以再循環或返回到第一水熱反應步驟和第二水熱反應步驟中的至少一個中。酚類可以充當第一水熱反應步驟中的消解溶劑的一部分，和/或酚類可以在第二水熱反應步驟中進一步轉化成烴。已經發現，如果采用具有低酚類化合物濃度的第二水熱反應步驟，那么與高濃度的酚類化合物相比，此將提供更佳的由酚類產生烴的產率，高濃度的酚類化合物限制反應中可用的水與其它單氧化合物的量。也就是說，相對于酚類化合物濃度較高的情形，當第二水熱反應步驟的反應內含物中酚類化合物的濃度較低時，木質素轉化更佳。舉例來說，第二水熱反應步驟中的低酚類化合物濃度以第二水熱反應步驟的內含物的總重量計是至多50重量％的濃度。第二水熱反應步驟中的反應內含物的非限制性例示性酚類化合物濃度以第二水熱反應步驟的總內含物重量計可以在約0.1重量％與至多50重量％的范圍內，并且可以是兩者之間的任何量，包括至多45重量％、至多40重量％、至多35重量％、至多30重量％、至多25重量％、至多20重量％、至多15重量％、至多10重量％或至多5重量％。應了解，所提及的在0.1重量％到50重量％之間的任何酚類化合物濃度量包括至少5重量％、至少10重量％、至少15重量％、至少20重量％、至少25重量％、至少30重量％、至少35重量％、至少40重量％、至少45重量％或至少50重量％。

如果在水存在下實現轉化，那么可以改善木質素轉化，包括木質素轉化成酚類和/或酚類化合物轉化成烴化合物。也就是說，以第二水熱反應步驟的內含物的重量計50％或更少的第二水熱反應步驟中的總體酚類化合物濃度可以至少部分用水實現。舉例來說，第二水熱反應步驟中的水濃度以第二水熱反應步驟的內含物的總重量計可以是至少10重量％。第二水熱反應步驟中的反應內含物的非限制性例示性水濃度以第二水熱反應步驟的總內含物重量計可以是至少10重量％、至少15重量％、至少20重量％、至少25重量％、至少30重量％、至少35重量％或至少40重量％。應認識到，針對第一或第二水熱反應內含物所提及的濃度不限于單個液相。實際上，所提供的濃度對應于對各別反應器中存在的所有相取平均值的水的濃度，在所述反應器中，可以觀察到兩個或有時三個或超過三個液相。有關涉及木質素轉化的系統和方法的額外細節可見于2015年9月29日提交的標題為用于加工纖維素生物質的方法和系統(methodsandsystemsforprocessingcellulosicbiomass)的美國申請號14/868,426，所述申請要求2014年10月1日提交的申請號62/058440的優先權。

可以將第一和/或第二反應產物的至少一部分提供至分離區，所述分離區提供反應產物的液-液萃取和各相彼此獨立的產物回收。任選地，在提供至分離區前，可以去除反應產物中的多余氣體。液-液萃取采用萃取溶劑從水相萃取各種化合物以提供含有水相的水性物流及含有萃取的化合物、溶劑和反應產物中不在水性物流中的剩余部分的非水性物流。用于液-液萃取中的萃取溶劑的至少一部分來自反應產物本身，確切地說，來自高級烴產物或其餾出物餾分。可以使用能夠將反應產物分配到水性物流和非水性物流中的任何適合的液-液萃取方法和系統。這些方法可以按分批模式、半分批模式、連續模式或其任何組合操作。

可以用于液-液萃取中的適合類型的設備包括分級型萃取器或微分萃取器。分級型萃取器的一個實例是混合器-沉降器設備，所述設備典型地包括耦接到沉降容器的混合槽以允許各相聚結。一般來說，混合器-沉降器設備可以呈分批模式使用，或多個混合器-沉降器設備可以呈連續或半連續模式分級操作。另一分級型萃取器是離心接觸器。同樣適合的不同類型的微分萃取器(又稱為“連續接觸萃取器”)包括但不限于，離心接觸器和接觸塔，如板式塔、噴射塔、填充塔、轉盤接觸器及脈沖塔。

液-液萃取過程還可以涉及允許或促進各相聚結的設備，包括水平沉降槽、一個或多個魚梁、離心機或水力旋流器型裝置、纖維聚結墊或填充床聚結器。

離開液-液萃取的水性物流(又可以被稱作萃余物)的內含物取決于萃取的水平或程度，范圍從低到高。應了解，萃取水平可以在低極值與高極值之間的任何值的范圍內。如果萃取水平相對較低，那么水性物流仍然可以包含與水一定程度混溶的化合物，包括輕質化合物、中間沸點化合物及重質化合物，以及水溶性鹽、灰分、焦油及其它廢棄物。輕質化合物包括標準沸點小于150℃的化合物，包括一元醇、醛、酮、酸及其任何組合。可以存在于水性物流中的中間沸點化合物，如標準沸點是150到350℃的化合物，包括二醇和酚類。重質化合物包括標準沸點超過350℃的化合物。可以從水性物流回收輕質化合物和中間沸點化合物用于進一步處置，包括輕質化合物進一步加工成燃料產物及中間沸點化合物作為溶劑再循環。

液-液萃取典型地在水性物流中的可與水混溶的化合物與非水性物流中的不可與水混溶的化合物之間不提供明顯分界。從水相萃取的化合物的量取決于本領域普通技術人員顯而易知的各種因素，包括萃取類型和萃取器設備類型、溶劑類型及溶劑比率。

如果萃取水平相對較高，那么水性物流可能僅僅包含痕量的這些化合物，因為這些化合物已經從水相萃取出來，并且其在非水性物流中離開液-液萃取。因此，在如蒸餾等非水性物流的隨后處置中可以回收萃取的化合物。在此類情形下，水相經歷如閃蒸等產物回收步驟可能不具成本效益。因此，水相可以作為廢棄物用普通技術人員已知的各種方式，包括本公開中提及的那些方式進行處理。

非水性物流包含液-液萃取單元中的反應產物中的微小部分水。雖然非水性物流仍然可能含有一些水，但將其稱為“非水性”與將其與含有大體上更多水的水性物流相區分。除少量水外，由于某些輕質化合物與非水相互混，故非水性物流還包含大部分的中間沸點化合物和較少量的輕質化合物。液-液萃取后，可以蒸餾非水性物流得到各種產物餾分，包括含輕質化合物的塔頂餾分、含中間沸點化合物(包括環狀醇、酚類及木質素低聚物)的中間餾分，以及含反應產物中的最重化合物的塔底餾分，這些最重化合物通常被看作是廢棄物或用作實用燃料。或者或另外，可以蒸餾非水性物流得到超過一種中間餾分。

由蒸餾非水性物流回收的輕質化合物可以進一步加工成高級烴產物或燃料產物。中間餾分可以再循環到第一水熱反應步驟和第二水熱反應步驟中的至少一個中。舉例來說，包括酚類在內的中間餾分中的各種化合物可以充當第一水熱反應步驟中的溶劑。或者或另外，包括酚類和木質素低聚物在內的中間餾分中的各種化合物可以在第二水熱反應步驟中進一步加氫處理。舉例來說，中間餾分中的酚類可以在第二水熱反應步驟中轉化成烴，并且中間餾分中的木質素低聚物可以在第二水熱反應步驟中，確切地說在水存在下進一步轉化成酚類。雖然可以將木質素低聚物提供至第一水熱反應步驟中，但非優選的。

如所描述，液-液萃取過程中萃取溶劑的至少一部分可以來自從進一步加工反應產物或其餾分而回收的產物。可以提供任何適合量的再循環萃取溶劑。在一些情況下，液-液萃取過程中所用萃取溶劑的量是液-液萃取過程中反應產物的比率。舉例來說，提供的萃取溶劑可以呈在1份溶劑比9份反應產物至9份溶劑比1份反應產物的范圍內的比率。非限制性例示性比率包括1份溶劑比9份反應產物(1:9)、1份溶劑比8份反應產物(1:8)、1份溶劑比7份反應產物(1:7)、1份溶劑比6份反應產物(1:6)、1份溶劑比5份反應產物(1:5)、1份溶劑比4份反應產物(1:4)、1份溶劑比3份反應產物(1:3)、1份溶劑比2份反應產物(1:2)、1份溶劑比1份反應產物(1:1)、2份溶劑比1份反應產物(2:1)、3份溶劑比1份反應產物(3:1)、4份溶劑比1份反應產物(4:1)、5份溶劑比1份反應產物(5:1)、6份溶劑比1份反應產物(6:1)、7份溶劑比1份反應產物(7:1)、8份溶劑比1份反應產物(8:1)、9份溶劑比1份反應產物(9:1)、10份溶劑比1份反應產物(10:1)，及其任何組合。

如所描述，在第一水熱反應步驟中充當溶劑的酚類可以來自從反應產物回收的產物。可以提供任何適合量的再循環酚類，即來自反應產物的酚類。在一些情況下，提供至第一水熱反應步驟的酚類的量與向其中提供的木質素的量成比率。舉例來說，提供的酚類可以呈至少1份酚類比2份木質素(1:2)的比率，包括在1份酚類比2份木質素(1:2)至10份酚類比1份木質素(10:1)范圍內的比率，或兩者之間的任何比率。非限制性例示性比率包括至少1份酚類比1份木質素(1:1)、2份酚類比1份木質素(2:1)、3份酚類比1份木質素、4份酚類比1份木質素(4:1)、5份酚類比1份木質素(5:1)、6份酚類比1份木質素(6:1)、7份酚類比1份木質素(7:1)、8份酚類比1份木質素(8:1)、9份酚類比1份木質素(9:1)、10份酚類比1份木質素(10:1)，及其任何組合。應了解，木質素是作為生物質進料的組分或經由含有木質素的工藝物流的再循環提供。

如果存在第二水熱反應步驟，那么可以向其中提供從反應產物回收的二醇、酚類和/或木質素低聚物。可以提供任何適合量的再循環酚類和/或木質素低聚物，符合以上文所論述的第二水熱反應步驟的內含物的總重量計至多50重量％的低酚類化合物濃度。術語“再循環”是指從反應產物回收的化合物。

任選地，非水性物流在蒸餾前可以經歷一個或多個木質素解聚反應，以降低非水性物流的粘度，由此改善蒸餾期間產物餾分的分離。任何適合的木質素解聚反應都可以使用。一般來說，木質素解聚反應將高分子量木質素低聚物轉化成較低分子量化合物，如較輕木質素低聚物和/或木質素單體，從而降低粘度。非水性物流中木質素的解聚提供木質素單體，由此促進酚類化合物與木質素低聚物及甚至更重化合物的分離。木質素單體可以變成切削劑(cuttingagent)以降低高分子量木質素低聚物的粘度。從非水性物流蒸餾得到的包含酚類和/或木質素低聚物的中間餾分也以提供至木質素解聚反應中，以進一步降低蒸餾單元中的進料的粘度，由此增進產物分離。應認識到，此步驟可能必定涉及使用較少的水，并且任選地，可以在不存在催化劑下進行，以致經由此步驟，使木質素有效轉化成較低粘度的較小片段可能需要較高的溫度(超過300℃)。

以下段落提供關于所提供的用于將纖維素生物質加工成燃料產物，確切地說，用于加工從纖維素生物質固體的水熱反應獲得的反應產物的方法和系統的額外細節。如上文所提及，纖維素生物質的水熱反應可以包括原位催化還原，原位催化還原涉及在分子氫和能夠活化分子氫的催化劑存在下加熱纖維素生物質和消解溶劑。能夠活化氫的任何類型的適合催化劑都可以用于適合與選擇用于第一和/或第二水熱反應步驟的催化劑一起使用的任何反應器中。舉例來說，第一和第二水熱反應步驟中的至少一個可以使用以流體方式移動的催化劑粒子進行，所述催化劑粒子在反應器中可以經由氣體流動、液體流動、機械攪拌或其任何組合至少部分懸浮于流體相中。可以實施各種條件，以使得以流體方式移動的催化劑粒子不會被流過反應器的流體從反應器帶走。在這些情形下操作的反應器可以稱為沸騰床反應器，這部分是因為催化劑粒子保持在反應器中以形成催化床。應了解，本領域普通技術人員可以選擇各種條件來實現沸騰床反應器。舉例來說，可以選擇適合濃度的催化劑和/或催化劑尺寸以獲得所希望的反應器條件。

另一方面，可以改變這些條件，以使得以流體方式移動的催化劑粒子與生物質固體一起流過反應器。在這些情形下操作的反應器可以稱為漿液反應器。在漿液反應器中需要充分的催化劑分布，以使得在水熱消解期間形成的可溶性碳水化合物可以在其有機會顯著降解前被攔截并轉化成更穩定的化合物，甚至是在以另外的方式促進其降解的熱條件下。

如果存在，那么第二水熱反應步驟還可以使用不包含以流體方式移動的催化劑粒子的催化劑進行。舉例來說，第二水熱反應步驟可以在本領域普通技術人員已知的固定床反應器或滴流床反應器中進行。舉例來說，在固定床或滴流床反應器操作和流體流過反應器期間，床的高度相較于流體未流過反應器時的情形不增加到超過10％。

如果在第二水熱反應步驟中具有不包含以流體方式移動的催化劑粒子的催化劑的反應器，那么一個可能的問題可能是由消解得到的第一反應產物中的纖維素微粒堵塞床。當纖維素生物質在消解期間解體時，可以產生越來越小的微粒，直到僅僅剩下不溶性物質。在發生消解前，纖維素微粒也可以存在于天然纖維素生物質中。一種處置纖維素微粒的方式可以是在水熱消解單元的流體出口處使用篩網，以幫助維持其中的纖維素細粒。可能需要液體或氣體的周期性回流或“倒沖”以從此篩網沖洗掉固體，以維持流體流出。在某一尺寸，纖維素微粒可以通過水熱消解單元的篩網并至少進入第二反應區中的反應器。

解決纖維素微粒，特別是小到足以通過篩網的纖維素微粒的另一種方式是共同擁有的美國申請公開案號2013/0152456(“‘456公開案”)中公開的方法和系統。一般來說，‘456公開案公開一種固體分離單元，第一反應產物可以導引至所述固體分離單元中以在其進入第二反應區中的反應器前去除至少一部分纖維素微粒。固體分離單元可以包含一個或多個過濾器，其中至少一個過濾器可以倒沖以從其中去除纖維素細粒，而一個或多個其它過濾器保持與第二反應區中的反應器的進口流體連通。

在一些實施例中，能夠活化分子氫的催化劑可以包含單獨或與如au、ag、cr、zn、mn、sn、bi、b、o及其合金或任何組合等促進劑一起的金屬，如cr、mo、w、re、mn、cu、cd、fe、co、ni、pt、pd、rh、ru、ir、os及其合金或任何組合。在一些實施例中，催化劑和促進劑可以允許如氫化和氫解反應等各種水熱反應同時或彼此依次進行。在一些實施例中，此類催化劑還可以包括含有過渡金屬(例如cr、mo、w、re、mn、cu和cd)或第viii族金屬(例如fe、co、ni、pt、pd、rh、ru、ir和os)的含碳焦化聚合物。在一些實施例中，前述催化劑可以與堿土金屬氧化物組合或粘附至催化活性載體。在一些或其它實施例中，能夠活化分子氫的催化劑可以沉積于本身不具催化活性的催化劑載體上。

在一些實施例中，用于第一和/或第二水熱反應步驟中的催化劑可以包含耐受毒物的催化劑。如本文所使用，術語“耐受毒物的催化劑”是指由于至少約12小時連續操作的低催化活性而不需要再生或更換的能夠活化分子氫的催化劑。當衍生自纖維素生物質固體的尚未去除催化劑毒物的可溶性碳水化合物反應時，使用耐受毒物的催化劑是特別合乎需要的。也可以使用不耐受毒物的催化劑實現類似結果，但其可能需要比耐受毒物的催化劑更頻繁地再生或更換。

適合的耐受毒物的催化劑可以包括例如硫化催化劑。在一些或其它實施例中，可以使用氮化催化劑作為耐受毒物的催化劑。共同擁有的專利申請公開案us2012/0317872和美國專利8,921,629中描述適合于活化分子氫的硫化催化劑。

催化劑粒子可以具有約250微米或更小、約100微米或更小或約10微米或更小的粒度。催化劑粒子的最小粒度可以是約1微米。催化劑粒子可以包含催化劑細粒。如本文所使用，術語“催化劑細粒”是指標稱粒度是約100微米或更小的的固體催化劑。催化劑細粒可以由催化劑生產工藝，例如在固體催化劑擠出期間產生。催化劑細粒也可以通過研磨較大的催化劑固體或在催化劑固體再生期間產生。美國專利6,030,915和6,127,229中描述用于制造催化劑細粒的適合方法。在一些情況下，催化劑細粒可以從固體催化劑生產運作有意去除，因為其在一些催化工藝中可能難以螯合。用于從較大催化劑固體去除催化劑細粒的技術可以包括例如，篩分或類似尺寸分離方法。當進行原位催化還原反應法，如本文描述的原位催化還原反應法時，催化劑細粒可能特別適合，因為其容易流體化并分布在消解的纖維素生物質固體的空隙空間中。

特別不耐受毒物的催化劑也可以結合本文描述的技術使用。此類催化劑可以包括例如安置于固體載體上的ru、pt、pd或其化合物，如二氧化鈦上的ru或碳上的ru。雖然此類催化劑可能特別不耐受毒物，但其可以例如通過在高溫下將催化劑暴露于水而再生，其可以處于亞臨界狀態或超臨界狀態。

結合本文所描述的方法使用的催化劑可以操作以產生分子氫。舉例來說，在一些實施例中，可以使用適合于水相重整的催化劑(即，apr催化劑)。適合的apr催化劑可以包括例如，包含與re、mo、sn或其它金屬形成合金或經其改性的pt、pd、ru、ni、co或其它第viii族金屬的催化劑。因此，在本文描述的一些實施例中，可能不需要外部氫進料來通過催化還原反應有效地使可溶性碳水化合物穩定化。但是，在其它實施例中，可以使用外部氫進料，任選地，與內部產生的氫組合。在其它實施例中，所需分子氫可以從外部供應到纖維素生物質固體中。如果提供外部氫，那么分子氫可以作為向上導向的流體流供應。本文中描述了供應向上導向的流體流的益處。

提供至第一反應區的消解溶劑可以包含有機溶劑。在各種實施例中，消解溶劑可以包含有機溶劑和水。雖然至少部分可與水混溶的任何有機溶劑都可以用于消解溶劑中，但特別有利的有機溶劑是可以直接轉化成燃料摻合物和其它物質而不用與醇類組分分離的有機溶劑。也就是說，特別有利的有機溶劑是在下游進一步加工反應期間可以與所產生的醇類組分共加工的有機溶劑。就這一點而言，適合的有機溶劑可以包括例如乙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、酚類及其任何組合。其它適合的有機溶劑可以包括例如糖醇。

在一些實施例中，消解溶劑可以另外包含少量一元醇。消解溶劑中存在至少一些一元醇可以有利地增進其中進行的消解和/或催化還原反應。舉例來說，消解溶劑中包括約1重量％到約5重量％一元醇可能因表面清潔作用而有利地維持催化劑活性。在較高的一元醇濃度下，主體溶劑效應可能開始占主導地位。在一些實施例中，消解溶劑可以包含約10重量％或更少的一元醇，且消解溶劑的其余部分包含水和另一有機溶劑。在一些實施例中，消解溶劑可以包含5重量％或更少的一元醇，或約4％或更少的一元醇，或約3％或更少的一元醇，或約2％或更少的一元醇，或約1％或更少的一元醇。存在于消解溶劑中的一元醇可以源自任何來源。在一些實施例中，一元醇可以作為由催化還原反應形成的醇類組分的副產物形成。在一些或其它實施例中，一元醇可以通過最初制造的醇類組分的隨后催化還原而形成并且隨后返回到纖維素生物質固體。在又其它實施例中，一元醇可以來源于與纖維素生物質固體流體連通的外部進料。

在一些實施例中，消解溶劑可以包含在約1％與約99％之間的水，其中有機溶劑構成消解溶劑組合物的其余部分。雖然從環境觀點來說，較高百分比的水可能更有利，但由于有機溶劑更傾向于溶解碳水化合物和促進可溶性碳水化合物的催化還原，故較高量的有機溶劑可以更有效地促進水熱消解。在一些實施例中，消解溶劑可以包含約90重量％或更少的水。在其它實施例中，消解溶劑可以包含約80重量％或更少的水，或約70重量％或更少的水，或約60重量％或更少的水，或約50重量％或更少的水，或約40重量％或更少的水，或約30重量％或更少的水，或約20重量％或更少的水，或約10重量％或更少的水，或約5重量％或更少的水。

進一步加工區一般可以包含通常在縮合催化劑存在下進行的縮合反應，其中醇類組分或由其形成的產物與另一分子縮合以形成更高分子量的化合物，即高級烴。如本文所使用，術語“縮合反應”將指兩個或多于兩個分子彼此偶合以形成更高分子量化合物中的碳-碳鍵的化學轉變，通常伴有如水或醇等小分子的損失。一種例示性縮合反應是本領域技術人員熟悉的醇醛縮合反應。

由縮合反應得到的高級烴產物的一部分可以提供至全精餾或多級蒸餾以獲得各種產物餾分。任選地，在蒸餾前，可以去除高級烴產物中的水。在一個實施例中，來自高級烴產物物流的產物餾分可以至少包括在含有4個碳原子的餾分到含有11或12個碳原子的餾分的范圍內的較輕餾分。其在大氣壓下具有約35℃(95℉)的初始沸點和約200℃的最終沸點(395℉)，主要可以分離用于汽油應用。較輕餾分往往富含芳香族化合物(“富含芳香族化合物的物流”或“富含芳香族化合物的烴”)。富含芳香族化合物的烴餾分可以含有超過10重量％、優選至少25重量％、更優選至少40重量％芳香族化合物的芳香族化合物內含物，如苯、甲苯、二甲基苯、三甲基苯等。在一個實施例中，來自高級烴產物物流的產物餾分可以至少包括在大氣壓下范圍介于200℃(392℉)與350℃(662℉)之間的中等餾分，由此產生典型地每分子含有介于8與21個之間的碳原子的碳鏈的混合物，主要可以分離用于柴油應用。中等餾分中芳香族化合物含量往往較低(“低芳香族化合物烴”)。在一些實施例中，低芳香族化合物含量的烴餾分可以含有至多10重量％的芳香族化合物含量。另一中等餾分，例如c7-c14，可以分離用作煤油，例如用于噴氣式燃料應用。最重餾分可以用作潤滑劑或可以裂化以產生其它餾分用于汽油、煤油和/或柴油餾分。此類較輕餾分或任一中等餾分可以作為高級烴產物的至少一部分在分離區中的液-液萃取中用作萃取溶劑。富含芳香族化合物的烴可以是特別高效的液-液萃取溶劑。

將參照圖1-3進一步描述各種例示性實施例。確切地說，圖1-2顯示生物質處理系統1，確切地說，圖1中的系統1a及圖2中的系統1b的例示性實施例。圖3顯示水性分離區25的實施例，所述水性分離區可以用于系統或方法中的分離區中以加工本公開所提供的纖維素生物質，如圖1-2中描繪的系統1的分離區13。

參看圖1-2，第一反應區3中的水熱消解單元2，也可以稱作消解區3，含有包含纖維素生物質、能夠活化分子氫的催化劑、消解溶劑及分子氫的第一反應內含物。如下文進一步論述，在初始物質提供至水熱消解單元2之后的第一反應內含物可以進一步包含可以作為消解溶劑的一部分的再循環酚類部分。雖然圖1-2顯示了消解區3中的一個水熱消解單元2，但應了解，消解區3可以包含任何適合數目的彼此耦接(例如彼此流體連通)的水熱消解單元，如至少兩個、三個、四個、五個、六個或更多個水熱消解單元。提供至水熱消解單元2的能夠活化分子氫的催化劑優選包含以流體方式移動的催化劑粒子10。舉例來說，水熱消解單元2可以是漿液反應器或沸騰床反應器。為了清楚起見，未描繪水熱消解單元2中的纖維素生物質、消解溶劑及分子氫。如果反應區3具有超過一個水熱消解單元，那么這些單元可以是漿液反應器和/或沸騰床反應器的任何組合。

加熱水熱消解單元2中的反應內含物以形成包含酚類和醇類組分的第一反應產物。酚類衍生自纖維素生物質中的木質素，并且醇類組分是由衍生自纖維素生物質的可溶性碳水化合物形成。加熱第一反應內含物實現原位催化還原，其中纖維素生物質的消解和可溶性碳水化合物的催化還原在同一反應器中進行。水熱消解單元2中的反應內含物被加熱到可以約190℃到290℃范圍內，如在約200℃到275℃范圍內，或如在約190℃到約260℃范圍內的溫度。舉例來說，水熱消解單元2中的反應內含物可以加熱到約190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、225℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、255℃或260℃。

水熱消解單元2中的第一反應內含物的加熱優選在加壓狀態下進行。如本文所使用，術語“加壓狀態”是指超過大氣壓(1巴(bar))的壓力。舉例來說，水熱消解單元2可以具有至少約30巴，如至少約45巴、至少約60巴、至少約75巴、至少約90巴、至少約100巴、至少約110巴、至少約120巴或至少約130巴的壓力。水熱消解單元2可以具有至多約450巴，如至多約330巴、至多約200巴、至多約175巴、至多約150巴或至多約130巴的壓力。因此，水熱消解單元2可以具有在約30到450巴范圍內，如在約45與330巴范圍或在約75到130巴范圍內的壓力。優選添加氫以實現水熱消解單元2所希望的全壓。舉例來說，超過5巴、超過10巴或超過25巴的氫分壓可以提供至水熱消解單元2以實現所希望的全壓。額外壓力可以由反應內含物的水和揮發性化合物的一部分的氣化產生。在加壓狀態下加熱水熱消解單元2中的消解溶劑可以允許超出消解溶劑中各種化合物的標準沸點，由此允許維持主要液體狀態，從而允許水熱消解速率相對于較低溫度消解方法有所增加。

水熱消解單元2中的反應內含物可以加熱至少30分鐘并且至多10小時，最典型地在120分鐘到300分鐘之間。舉例來說，消解可以進行至少30分鐘、至少60分鐘、至少120分鐘、至少180分鐘、至少240分鐘、至少300分鐘、至少360分鐘、至少420分鐘、至少480分鐘、至少540分鐘或至少600分鐘。消解可以進行至多600分鐘、至多540分鐘、至多480分鐘、至多420分鐘、至多360分鐘、至多300分鐘、至多240分鐘、至多180分鐘、至多120分鐘、至多60分鐘或至多30分鐘。

參看圖1-2，水熱消解單元2可以裝入所需量的催化劑微粒10，同時纖維素生物質固體以更頻繁的速率連續或半連續地添加到其中，由此允許以連續方式進行水熱消解。可以定期取出催化劑固體并用新鮮催化劑替換，以補償操作期間的催化劑降解或經由生物質進料中的組分引起的毒化。纖維素生物質可以經由固體引入機構4引入第一反應區中的水熱單元單元2中。如本文所使用，術語“連續添加”和其語法等效表述將指在不使水熱消解單元完全減壓下將纖維素生物質固體以不間斷的方式添加到水熱消解單元中的過程。如本文所使用，術語“半連續添加”和其語法等效表述將指在不使水熱消解單元完全減壓下將纖維素生物質固體不連續而是根據需要地添加到水熱消解單元中。也就是說，新鮮纖維素生物質固體可以連續或根據需要地添加到水熱消解單元2中以便補充已經消解形成可溶性碳水化合物的纖維素生物質固體。

固體引入機構4可以包括負載機構6和壓力轉變區8，壓力轉變區可以連續或定期將纖維素生物質從大氣壓升高到靠近水熱消解單元2的操作壓力的壓力，特別是當水熱消解單元2處于加壓狀態時。由此允許在不使水熱消解單元2完全減壓下連續或半連續地引入纖維素生物質。也就是說，纖維素生物質固體可以連續或半連續地添加到水熱消解單元中，同時水熱消解單元處于加壓狀態。在不能將新鮮纖維素生物質引入加壓的水熱消解單元的情況下，在生物質添加期間可以發生水熱消解單元的減壓和冷卻，由此顯著降低生物質轉化過程的能量和成本效益。

壓力轉變區8可以包括一個或多個適合加壓區，用于加壓并引入纖維素生物質固體到水熱消解單元2中。此類適合的加壓區更詳細地描述于共同擁有的美國專利申請公開案2013/0152457和2013/0152458中。例示性壓力轉變區的另一適合實例更詳細地描述于共同擁有的2014年10月1日提交的標題為用于提供饋入材料到加壓系統的系統和方法(systemsandmethodsforprovidingfeedmaterialtoapressurizedsystem)的美國專利申請號62/058177中。其中描述的適合加壓區可以包括例如壓力容器、加壓螺旋給料器、一個或多個能夠抽取固體和固體漿液的泵等。多個加壓區可以串聯連接以逐步增加纖維素生物質固體的壓力。

在各種實施例中，由纖維素生物質固體產生的可溶性碳水化合物可以通過由能夠活化分子氫的催化劑介導的催化還原反應轉化成包含二醇的反應產物。如共同擁有的標題為“用于制造和加工由水熱消解纖維素生物質固體獲得的二醇反應產物的方法(methodsforproductionandprocessingofaglycolreactionproductobtainedfromhydrothermaldigestionofcellulosicbiomasssolids)”和“用于將由水熱消解纖維素生物質固體獲得的二醇反應產物轉化成無水一元醇進料的方法(methodsforconversionofaglycolreactionproductobtainedfromhydrothermaldigestionofcellulosicbiomasssolidsintoadriedmonohydricalcoholfeed)”的美國專利申請公開案20140121420和20140128639中所述，二醇的制造可以呈現若干工藝優點，特別是在下游進一步加工反應方面。在其它方面，一元醇的形成可能更合乎需要。

參看圖1-2，催化劑微粒10能夠活化分子氫。催化劑微粒10的至少一部分可以分布于纖維素生物質中，特別是在水熱消解單元2中。如果進行原位催化還原，那么原位催化還原反應需要催化劑微粒10有效分布于整個纖維素生物質固體中。這可以通過使用流體流將催化劑微粒10運送到纖維素生物質固體饋料內的空隙空間中來實現。如本文所使用，術語“分布(distribute/distribution)”及其變化形式是指使得催化劑微粒存在于纖維素生物質饋料的所有高度的情形。使用術語“分布”或其變化形式并未特別暗示分布程度。催化劑分布可以包含大體上均勻分布，由此使催化劑微粒的濃度在纖維素生物質饋料的所有高度大體上相同。催化劑分布可以包含不均勻分布，由此使在纖維素生物質饋料的各種高度存在不同濃度的催化劑微粒。當存在催化劑微粒的不均勻分布時，水熱消解單元2中的纖維素生物質固體中催化劑微粒的濃度可以從上到下增加或從上到下降低。在一些實施例中，不均勻分布可以包含不規則濃度梯度。

催化劑微粒10可以運送到水熱消解單元2中的纖維素生物質固體中以使用來自任何方向的流體流進行分布。具體地說，至少一部分催化劑微粒10可以通過向上導向的流體流運送或至少存在向上導向的流體流。舉例來說，如圖1-2中所示，催化劑微粒10可以通過流體入口管線9供應。此類向上導向的流體流可以促進纖維素生物質固體的擴展并且不利于在其添加和消解期間發生的重力誘導的壓實。另外，當存在向上導向的流體流時，對于利用以另外的方式獲得充分催化劑分布可能需要的機械攪拌或類似機械攪拌技術的需求可能降低。

在共同擁有的美國專利申請公開案2014/0005445和2014/0005444中描述適于使用流體流在纖維素生物質固體內分布催化劑微粒10的技術。

如其中所描述，纖維素生物質固體可以具有用于保留由流體流運送催化劑微粒10的至少某種固有傾向，并且至少一部分纖維素生物質固體可以大小設定為更好地促進此保留。另外，使用流體流、特別是向上導向的流體流來迫使催化劑微粒10主動循環通過消解的纖維素生物質固體饋料可以確保充分的催化劑分布并且有利地減少在水熱消解期間可能出現的熱梯度。作為另一個優點，催化劑微粒10的主動循環可以解決由纖維素生物質細粒的產生所造成的問題，因為纖維素生物質細粒可以與催化劑微粒共同循環以在水熱消解單元2中進行的連續消解。

向上導向的流體流可以包含氣體流、液體流或其任何組合。另外，向上導向的流體流可以包含一個向上導向的流體流，或兩個向上導向的流體物流，或三個向上導向的流體物流，或四個向上導向的流體物流，或五個向上導向的流體物流。

所述一個或多個向上導向的流體流中的至少一些可以在其來源處含有催化劑微粒。也就是說，流體流可以包含催化劑微粒流。所述一個或多個向上導向的流體流可以運送其中的催化劑微粒。在其它情形下，所述一個或多個向上導向的流體流可能在其來源處不含催化劑微粒，但其仍然可以將位于或靠近纖維素生物質固體的催化劑微粒流體化。

所述一個或多個向上導向的流體流可以包含氣體流。舉例來說，用于向上導向的流體流的氣體流可以包含分子氫流。代替分子氫流或除分子氫流外，可以使用例如蒸汽或惰性氣體，如氮氣。流體流中可以存在至多約40％蒸汽。

一個或多個向上導向的流體流可以包含液體流，特別是例如當不一定需要維持纖維素生物質固體中的催化劑微粒和/或單獨氣體流不足以分布催化劑微粒時。不同于氣體流，液體流可以運送催化劑微粒通過纖維素生物質固體，添加到纖維素生物質固體周圍的液體頭部，并最終溢出。在其它情形下，催化劑流體化可能不完全，并且在液體頭部溢出前液體流可能仍然無法完全運送催化劑微粒通過纖維素生物質固體。

因此，在某些情況下，至少一部分液體頭部可以循環通過纖維素生物質固體。在共同擁有的美國專利申請公開案2014/0004015中描述了被配置用于供液相循環穿過的適合水熱消解單元，如圖1-2中描繪的水熱消解單元2。確切地說，水熱消解單元2可以包含流體循環回路，液相和任選地催化劑微粒10循環通過此回路，以分布在纖維素生物質固體中。

分布催化劑微粒10的另一方式是將水熱消解單元2中包含酚類的至少一部分運送到纖維素生物質固體的至少一部分上方的點并釋放此部分。在酚類存在下，特別是在酚類聚集形成含有單元2中的大部分酚類的富含酚類的液相的情況下，催化劑微粒10可以傾向于累積和聚結成更大顆粒。富含酚類的液相的形成將含有單元2中的大部分催化劑的富含催化劑的餾分提供至水熱消解單元2中的纖維素生物質固體上方，此可用于釋放催化劑微粒以向下滲透通過纖維素生物質固體。在共同擁有的標題為“用于將漿液催化劑分布于纖維素生物質固體中的方法和系統(methodsandsystemsfordistributingaslurrycatalystincellulosicbiomasssolids)”的美國專利申請公開案號2014/0117276和美國專利公開案號2014/0174432中描述了用于催化劑微粒和酚類向下滲透的技術。

在圖1中所示的系統1的實施例中，來自水熱消解單元2的第一反應產物可以提供至分離區13中。圖2顯示系統1的另一實施例-系統1b，其中第一反應產物經由管線12提供至第二反應區，即區域17中的酚類化合物轉化單元16。雖然圖2顯示反應區17中的一個酚類化合物轉化單元16，但應了解反應區17可以包括任何適合數目的彼此耦接(例如彼此流體連通)的反應器，如至少兩個、三個、四個、五個、六個或更多個酚類化合物轉化單元。酚類化合物轉化單元16產生第二反應產物，所述第二反應產物被提供至分離區13。消解產物12中存在的一部分二元醇和二醇也可以經由轉化單元16轉化成所希望的單氧中間物。

如圖2中所示，第一反應產物任選地是提供至酚類化合物轉化單元16的第二反應內含物的一部分。第二反應內含物進一步包含能夠活化分子氫的催化劑和分子氫。如下文進一步論述，在初始材料提供至酚類化合物轉化單元16后的第二反應內含物也可以進一步包含酚類化合物部分。在酚類化合物轉化單元16中加熱第二反應內含物以形成包含未轉化的酚類化合物、由酚類化合物轉化的烴的第二反應產物。任選地，第二反應產物也可包含由第一反應產物中的醇類組分中的三醇和二醇轉化的一元醇。

參看圖2，加熱酚類化合物轉化單元16中的第二反應內含物以對第一反應產物中的化合物加氫處理，所述化合物可加氫處理但在水熱消解單元2中尚未加氫處理。具體地說，加熱第二反應內含物使得酚類化合物轉化單元16中的至少一部分酚類化合物轉化成烴，并且任選地，使至少一部分三醇和二醇轉化成一元醇。酚類化合物轉化單元16中的反應內含物被加熱到在約210℃到300℃范圍內，如在270℃到290℃或至少270℃范圍內的溫度。舉例來說，酚類化合物轉化單元中的反應內含物可以被加熱到約210、215、220、225、230、235、240、245、250、255、260、265、270、275、280、285、290、295或300℃。在一個具體實施例中，在酚類化合物轉化單元16的出口處的第二反應產物的溫度超過在水熱消解單元2的出口處的第一反應產物的溫度。對酚類化合物轉化單元16中的第二反應內含物加氫處理也可使第一反應產物中累積的催化劑微粒(如果存在的話)再生。

在圖2中，酚類化合物轉化單元16優選地處于加壓狀態。舉例來說，酚類化合物轉化單元16可以具有至少約30巴、如至少約45巴、至少約60巴、至少約75巴、至少約90巴、至少約100巴、至少約110巴、至少約120巴或至少約130巴的壓力。酚類化合物轉化單元16可以具有至多約450巴，如至多約330巴、至多約200巴、至多約175巴、至多約150巴或至多約130巴的壓力。因此，酚類化合物轉化單元16可以具有在約30到450巴范圍內，如約45與330巴范圍或在約75到130巴范圍內的壓力。優選使用氫氣獲得酚類化合物轉化單元16所需的全壓。舉例來說，可以提供超過5巴、超過10巴或超過25巴的氫分壓到酚類化合物轉化單元16以獲得所需全壓。

參看圖2，酚類化合物轉化單元16中的反應內含物可以加熱至少30分鐘并且至多10小時，如120分鐘到300分鐘。舉例來說，消解可以進行至少30分鐘、至少60分鐘、至少120分鐘、至少180分鐘、至少240分鐘、至少300分鐘、至少360分鐘、至少420分鐘、至少480分鐘、至少540分鐘或至少600分鐘。消解可以進行至多600分鐘、至多540分鐘、至多480分鐘、至多420分鐘、至多360分鐘、至多300分鐘、至多240分鐘、至多180分鐘、至多120分鐘、至多60分鐘或至多30分鐘。

在酚類化合物轉化單元16中進行的水熱反應可以使木質素衍生的酚類化合物轉化成所希望的可用于如汽油等燃料摻合物中的烴。例示性的非限制性烴化合物包括適合用于例如汽油或柴油等燃料組合物中的烷烴、烯烴、環烷烴和其烷基取代基或衍生物，以及環烯烴和其烷基取代基或衍生物。舉例來說，例示性烴化合物可以包括但不限于以下任一種：環己烷、環己烯、丙基環戊烷、丙基環戊烯、丙基環己烷、丙基環己烯、苯甲醚、丙基苯、含氧烴環己酮或甲基環己酮，及甲基丙基苯。木質素衍生的酚類化合物轉化成所需烴可能不完全，使得未轉化的酚類化合物可能仍然殘留在第二反應產物中。任選地，在酚類化合物轉化單元16中進行的水熱反應還可以實現氫化脫氧，其中醇類組分中的三醇和二醇轉化成一元醇。氫化脫氧可能不完全，使得三醇和二醇可能仍然殘留在第二反應產物中。因此，第二反應產物可以包含未轉化的酚類化合物、由酚類化合物轉化的烴，及醇類組分的至少一部分。

在酚類化合物轉化單元16中，酚類也可以被轉化成環狀醇，包括烷基環己醇及烷基環戊醇中的至少一種，所述環狀醇可以類似地充當萃取溶劑的一部分。可以選擇酚類化合物轉化單元16的操作條件以產生相對較多的某些酚類衍生的環狀醇，由此使得更少的酚類留在單元16中的第二反應內含物中。環己醇與環戊醇中的至少一種也可以在能夠活化分子氫的催化劑存在下由水熱單元單元2和酚類化合物轉化單元16中的碳水化合物(如果存在的話)經由氫化脫氧反應來形成。

如所提到，已發現，在反應區17中，如圖2的酚類化合物轉化單元16中進行的第二水熱反應步驟在低酚類化合物濃度下烴的產率高于高濃度酚類化合物下烴的產率。單元16中酚類化合物的濃度以酚類化合物轉化單元16的內含物的總重量計包括至多50重量％的濃度。單元16的反應內含物的非限制性例示性酚類化合物濃度可以在約0.1重量％到50重量％范圍內，并且可以是兩者之間的任何量，包括以第二水熱反應步驟的總內含物重量計小于45重量％、小于40重量％、小于35重量％、小于30重量％、小于25重量％、小于20重量％、小于15重量％、小于10重量％或小于5重量％。

另外，如所提到的，如果在水存在下實現轉化，那么可以改善木質素向酚類的轉化和/或酚類化合物向烴化合物的轉化。參看圖2，可以至少部分用水實現以單元16中內含物的重量計50％或更少的單元16中的酚類化合物濃度。舉例來說，酚類化合物轉化單元16中水的濃度以單元16的內含物的總重量計可以是至少10重量％。酚類化合物轉化單元16中反應內含物的非限制性例示性水濃度以第二水熱反應步驟的總內含物重量計可以是至少10重量％、至少15重量％、至少20重量％、至少25重量％、至少30重量％、至少35重量％或至少40重量％。

圖1-2顯示氣體分離器單元18，其是可選的。在圖1中，第一反應產物經由管線19提供至氣體分離器單元18。在圖2中，第二反應產物經由管線19提供至氣體分離器單元18。視需要或必要時，氣體分離器單元18允許去除反應產物中的多余氣體。如上文所論述，來自水熱消解單元2的第一反應產物和來自酚類化合物轉化單元16的第二反應產物在壓力下提供至氣體分離器單元18中，因為各別單元2和單元16是在加壓狀態下操作。因此，可以通過將氣體分離器單元18保持在與圖1中的系統1a的水熱消解單元相同或與之相比降低的壓力下，或在與圖2中的系統1b的酚類化合物轉化單元16相同或與之相比降低的壓力下來從反應產物釋放多余氣體。如圖1-2中所示，多余氣體可以經由管線23提供至進一步加工區22。大部分的多余氣體包含氫和標準沸點小于100℃的其它化合物，包括甲烷、二氧化碳、一氧化碳及水。其它化合物，如輕質單氧化合物，特別是小于c4的化合物可以存在于多余氣體中，其中此物流可以提供額外材料用于在進一步加工區22中轉化成燃料產物。氣體分離器單元18的壓力可以基于考慮分離區13中液-液萃取單元20所需或所選操作壓力和/或進一步加工區58所需或所選操作壓力進行選擇。舉例來說，不將氣體分離器單元18中的反應產物減壓到低于一定量的一個考慮因素是需要將意圖用于進一步加工區58的由分離區13產生的產物重新加壓。因此，應了解，氣體分離器單元18的壓力可以取決于系統1a或1b中其它單元和/或區的壓力。氣體分離器單元18的壓力的非限制性例示性實例可以在約5到50巴的范圍內，包括10巴、15巴、20巴、25巴、30巴、35巴、40巴或45巴。

如所提到，氣體分離器單元18是可選的，因此第一反應產物或第二反應產物可以分別從水熱消解單元2或酚類化合物轉化單元16提供至分離區13，不通過氣體分離器單元18。參看圖1-2，分離區13包括液-液萃取單元20、水性分離區25、非水性蒸餾單元27及任選地木質素解聚單元29。在液-液萃取單元20中，經由管線26提供的反應產物分成描繪為管線28的水性物流及描繪為管線24的非水性物流。管線28中的水性物流被提供至水性分離區25。管線24中的非水性物流被提供至非水性蒸餾單元27。任選地，在木質素解聚單元29存在下，含解聚的木質素的非水性物流可以經由管線30提供至木質素沉淀區62。

液-液相分離單元或液-液萃取單元20允許利用萃取溶劑從反應產物的水相分離和/或萃取各種化合物。這可以通過使用有待萃取的化合物在其中的溶解性比在水相中高的萃取溶劑來實現。所述萃取溶劑的至少一部分來自于反應產物，所述反應產物可以是高級烴產物(所述反應產物也可以是其餾分，統稱為“高級烴產物”)49、來自蒸餾單元的中間餾分或甚至是如本文中所描述的非水性物流閃蒸器(未圖示)的塔底餾分。如圖1-2中所示，萃取溶劑可以經由管線45提供。如所示，在進入液-液萃取單元20前，管線45中的溶劑可以任選地經由管線45a與管線26中的反應產物組合。或者或另外，管線45中的溶劑可以經由管線45b提供至單元20，以與單元20中的管線26的反應產物混合。

如圖1-2中所示，用于木質素沉淀的高級烴物流可以通過管線53來自進一步加工區58。另外，任選地管線45中所述萃取溶劑的至少一部分可以通過管線49來自進一步加工區58。用于木質素沉淀及任選用于萃取溶劑的高級烴物流的至少一部分也可以由進一步加工單元22或由可選蒸餾單元50提供。木質素沉淀及任選地液-液萃取程度可以取決于再循環至各別區的餾分51而按需要進行優化。在一個實施例中，此類高級烴餾分51可以是富含芳香族化合物的烴餾分。在另一實施例中，高級烴餾分51可以是芳香族化合物含量較低的烴餾分。在另一實施例中，其可以是此類物流或來自進一步加工單元的高級烴產物的另一任何餾分51的組合。如果51是輕餾分，那么52是可選的高級烴餾分，如中等餾分，或如果51是中等餾分，那么52是輕餾分。54是最重餾分。

必要時，可以在如上文所描述的木質素分離單元60中移出或分離出至少一部分木質素。接著，此類經過處理的物流經過分離或不經分離即經由管線31提供至蒸餾單元27中。如果未從木質素分離單元60中分離木質素，那么木質素可以更容易地在蒸餾單元27中分離。

如果存在，那么提供的管線45中的萃取溶劑可以呈在1份管線45中的溶劑比9份管線26中的反應產物到9份管線45中的溶劑比1份管線26中的反應產物范圍內的比率。非限制性例示性比率包括1份溶劑比9份反應產物(1:9)、1份溶劑比8份反應產物(1:8)、1份溶劑比7份反應產物(1:7)、1份溶劑比6份反應產物(1:6)、1份溶劑比5份反應產物(1:5)、1份溶劑比4份反應產物(1:4)、1份溶劑比3份反應產物(1:3)、1份溶劑比2份反應產物(1:2)、1份溶劑比1份反應產物(1:1)、2份溶劑比1份反應產物(2:1)、3份溶劑比1份反應產物(3:1)、4份溶劑比1份反應產物(4:1)、5份酚類比1份反應產物(5:1)、6份溶劑比1份反應產物(6:1)、7份溶劑比1份反應產物(7:1)、8份溶劑比1份反應產物(8:1)、9份溶劑比1份反應產物(9:1)、10份溶劑比1份反應產物(10:1)及其任何組合。

由圖1中的水熱消解槽2或圖2中的酚類化合物轉化單元16產生的反應產物是水相與至少一個非水相的混合物，因此其典型地是往往具有比其它化合物更高量的水的乳液。當液-液萃取單元20中萃取溶劑的量處于下端時，液-液萃取過程可能表現更像液-液相分離，其中萃取溶劑通過增加非水相的濃度，使其與水相的比率更接近1:1來幫助反應產物乳液分成各層和/或各相。在下端，從水相萃取各組分到溶劑中的水平最小。管線45中的物質被視為萃取溶劑，因為其組成與從管線26中的反應產物分離的非水性液相不同。隨著添加到液-液萃取單元20的萃取溶劑的量增加，某些化合物的萃取水平或程度也增加。可以選擇液-液萃取單元20的條件以使萃取水平達到最大。

參看圖1-2，可以使用能夠將反應產物分配成水性物流和非水性物流的任何適合的液-液萃取方法和系統。這些方法可以按分批模式、半分批模式、連續模式或其任何組合操作。

可以用于液-液萃取中的適合類型的設備包括分級型萃取器或微分萃取器。分級型萃取器的一個實例是混合器-沉降器設備，所述設備典型地包括耦接到沉降容器的混合槽以允許各相聚結。一般來說，混合器-沉降器設備可以呈分批模式使用，或多個混合器-沉降器設備可以呈連續或半連續模式分級操作。另一分級型萃取器是離心接觸器。同樣適合的不同類型的微分萃取器(又稱為“連續接觸萃取器”)包括但不限于，離心接觸器和接觸塔，如板式塔、噴射塔、填充塔、轉盤接觸器及脈沖塔。

一般來說，可用于液-液萃取單元20的混合器-沉降器設備包括具有攪拌器的混合容器以混合通過管線45提供的溶劑與通過管線26提供的反應產物。混合的內含物可以提供至沉降槽中，在其中各相可聚結和分離，因此可以經由管線28排出水性物流并且可以經由管線24排出非水性物流。

一般來說，離心接觸器是以相對低停留時間為特征的高速旋轉機器。離心裝置中的階段數目通常是一個，但是，也可以使用具有多個階段的離心接觸器。離心接觸器利用機械裝置攪拌混合物以增加界面區域并降低傳質阻力。同樣適用作單元20的不同類型的微分萃取器(又稱為“連續接觸萃取器”)包括但不限于，離心接觸器和接觸塔，如板式塔、噴射塔、填充塔、轉盤接觸器及脈沖塔。

接觸塔適合于各種液-液萃取操作。填料、塔盤、噴霧或其它形成小滴的機構或其它設備被用于增加兩個液相(即，溶劑相與烴相)接觸的表面積，還增加流動路徑的有效長度。在選擇萃取器的類型和/或具體配置、材料或構造以及填充材料類型和特征(即，平均粒度、形狀、密度、表面積等)時，還可以考慮沿著萃取器長度的流量和物理特性的改變。舉例來說，管線45中的萃取溶劑可以相對于管線26中的反應產物的流動以逆流的流動方向提供于單元20中。

具體地說，液-液分離單元20可以包括板式塔，其中管線26中的反應產物提供至塔的底部并且萃取溶劑提供于塔頂部或附近。此外，所述塔可以是普通技術人員已知的具有多個塔盤和相關下降管的多級逆流接觸器。

適用作液-液萃取單元20的另一類型單元操作是填充床塔，其典型地包括適合的填充材料，包括但不限于帕爾環(pallring)、拉西環(raschigring)、卡斯科環(kascadering)、英特勒鞍形填料(intaloxsaddle)、伯爾鞍形填料(berlsaddle)、超級英特勒鞍形填料、超級伯爾鞍形填料、除霧墊、除霧器、碳石墨隨機填料、其它類型鞍形填料等，包括這些填料材料中的一種或多種的組合。填充材料提供較大界面區域供相接觸，由此引起液滴聚結和重組。

適合于液-液萃取的其它類型設備包括轉盤接觸器。轉盤接觸器是機械攪動的逆流萃取器。攪拌由轉盤機構提供。

在本發明的系統和方法中適合于萃取芳香族化合物的另一類型設備是脈沖塔，其具有多個缺乏下降管的填料或篩板。篩板中的孔洞典型地小于非脈沖塔的孔洞。產生脈沖的裝置，如往復泵，以頻繁的時間間隔對塔的內含物施以脈沖。相對較小幅度的快速往復運動疊加于液相的通常流動上。脈動引起各相之間的接觸，由此影響萃取。

液-液萃取過程還可以涉及允許或促進各相聚結的設備，包括水平沉降槽、一個或多個魚梁、離心機或水力旋流器型裝置、纖維聚結墊或填充床聚結器。如所提到，液-液萃取單元20提供管線28中的水性物流和管線24中的非水性物流。

水性物流包含液-液萃取單元20中的反應產物中存在的大部分水。舉例來說，水性物流包含超過50重量％，包括55重量％或更大、60重量％或更大、70重量％或更大、75重量％或更大、80重量％或更大、85重量％或更大、90重量％或更大及95重量％或更大的單元20中的反應產物中的水。相對應地，非水性物流包含液-液萃取單元20中的各別反應產物中的少部分水。舉例來說，非水性物流包含至多50重量％，包括在0.1重量％與至多50重量％、至多45重量％、至多40重量％、至多35重量％、至多30重量％、至多25重量％、至多20重量％、至多15重量％、至多10重量％或至多5重量％范圍內的量的單元20中的反應產物中的水。非水性物流包含不在水性物流中的其余部分的反應產物。舉例來說，非水性物流可以具有超過一個相。

如果所用萃取溶劑的相對量較低，例如當萃取溶劑以相對于管線26中的反應產物小于50重量％提供時，那么萃取程度可能極小，因此除水溶性鹽和灰分外，水性物流還可以包含至少部分可與反應產物管線26中的水混溶并提供至單元20的大部分化合物，包括輕質化合物、中間沸點化合物、重質化合物。輕質化合物包括標準沸點小于150℃的化合物。輕質化合物的非限制性例示性實例包括一元醇、醛、酮、酸及其任何組合。水性物流中存在的中間沸點化合物包括標準沸點在150到350℃或更高沸點的范圍內的化合物，其可以包括二醇和酚類。重質化合物包括標準沸點超過350℃的化合物。

如果所用萃取溶劑的相對量較高，例如當萃取溶劑以相對于管線26中的反應產物超過50重量％提供時，那么水性物流可以基本上缺乏有待萃取的輕質化合物，包括單氧化合物(如c1-c4)、某些二元醇及游離酸(如乙酸或更高級)中的至少一者。也就是說，在這些情形下，水性物流可以含有管線26中的反應產物中有待萃取并提供至單元20的微量部分的輕質化合物，其中這些輕質化合物包括單氧化合物(如c1-c4)、某些二元醇及游離酸(如乙酸或更高級)中的至少一者。在這些情形下，水性物流仍然可以包含二醇，包括乙二醇和丙二醇，以及一定量的萃取溶劑。水性物流還含有水溶性鹽，包括酸鹽和灰分。

參看圖1-2，水性物流可以經由管線28提供至水性分離區25。在液-液萃取過程后，如果水性物流含有普通技術人員認為可回收的閾值量的輕質化合物，例如當萃取水平在下端時，那么輕質化合物可以回收在水性分離區25中。水性物流可以經歷閃蒸，并減小蒸汽汽提影響，因為與具有多個液相的反應產物相比，水性物流含有較少量的酚類，使得在閃蒸步驟期間分離的富含酚類化合物的相可以減到最少。閃蒸水性物流回收到各種輕質化合物，這些輕質化合物可以進一步加工成燃料產物。輕質化合物可以包括標準沸點小于150℃的化合物，包括但不限于一元醇、醛、酮、酸及其任何組合。

參看圖1-2，水性物流中的大部分輕質化合物回收在水性分離區25中。舉例來說，在區域25中的水性物流中超過50重量％，特別是至少75重量％、至少80重量％、至少85重量％、至少90重量％或至少95重量％的標準沸點小于150℃的化合物被回收。這些輕質化合物可以經由管線32提供至進一步加工區58，在所述進一步加工區中其可以進一步加工成所需產物，如下文進一步論述。如圖1-2中所示，在進入進一步加工區58前，經由管線32來自水性分離區25的輕質化合物可以與來自氣體分離器單元18(如果存在的話)的管線23中的多余氣體組合。或者或另外，其可以分開進入區域58。在某些情況下，較重化合物，如標準沸點是150℃或更高沸點的化合物，包括酚類和二醇在內，也可以回收在水性分離區25中。如果這些較重化合物回收在區域25中，那么其可以經由管線33提供至消解區3和/或反應區17中，如圖1-2中所示。具體地說，圖1顯示水熱消解單元2與水性分離區25之間的管線33，并且圖2顯示酚類化合物轉化單元16與區域25之間的管線33。應了解，管線33可以延伸到圖2中的水熱消解單元2，即使未示出。如所提到，二醇和/或酚類可以用作消解溶劑的一部分。污染物，如鹽、灰分、焦糖及焦油殘留，可以作為廢棄物經由管線34處理掉。

如果供應到單元20的萃取溶劑的相對量較高，例如超過1份萃取溶劑比2份管線26中的反應產物，那么可能不需要或希望回收管線28中的水性物流中的輕質化合物。因此，水性物流可能并不如所描述在水性分離區25中加工，因此使得區域25是可選的。或者或另外，區域25中的水性物流的處置可以被配置用于提供如酚類和二醇等較重化合物代替輕質化合物，由此使得管線32是可選的。

水性分離區25可以包含本領域普通技術人員已知用于分離這些輕質化合物的任何適合方法。舉例來說，區域25可以包括一個或多個閃蒸器。在一種情形(未示出)下，區域25可以包括一個閃蒸器，用以對水性物流進行閃蒸以回收輕質化合物于塔頂餾分中，而含有水溶性鹽和灰分的塔底餾分可以作為廢棄物被拋棄。但是，由單次閃蒸得到的塔底餾分還會含有其它有價值的較重化合物，如酚類和二醇。圖3顯示用于回收這些有價值的較重化合物的水性分離區25的一個選擇方案，其中區域25包括超過一個閃蒸器：閃蒸器35和閃蒸器36。在圖3中，輕質化合物回收在閃蒸器35的塔頂餾分中，其經由管線32提供至進一步加工區58。閃蒸器35的塔底餾分經由管線37提供至閃蒸器36。在閃蒸器36中，包括酚類和二醇在內的有價值的較重化合物回收于塔頂餾分中，其可以經由管線33提供至消解區3和/或反應區17。污染物作為廢棄物經由管線34離開。其它可用于水性分離區25的適合分離方法包括使用膜將有機物和鹽與水分離。

參看圖1-2，如所提到，在進入非水性蒸餾單元27前，來自液-液萃取單元20的非水性物流可以提供至可選的木質素解聚單元29。如果存在，那么非水性物流可以經由管線24進入單元29。木質素解聚單元29可以通過利用一個或多個木質素解聚反應減少粘度來改善非水性物流的產物分離。木質素解聚單元29可以包含任何適合的木質素解聚反應。

適合的木質素解聚反應是本領域中已知的。非限制性例示性木質素解聚反應包括熱反應，所述反應可以在有或無催化劑下進行。一般來說，在無催化劑下進行的熱木質素解聚反應典型地在超過300℃的溫度下進行。可以添加催化劑和氫以將反應降低到低于300℃。可以采用呈固體或液體形式的任何適合催化劑，包括酸性或堿性催化劑。舉例來說，在美國申請公開案號2012/0302796中描述了關于使用固體催化劑的木質素解聚催化劑的方法。關于在木質素解聚中使用催化劑的其它公開內容包括美國申請號6,100,385和7,964,761。使非水性物流中的木質素解聚的其它方法包括熱解(熱分解)、氣化、氫解、化學氧化及在超臨界條件下水解。關于這些方法的額外細節可見于pandey和kim,《木質素解聚和轉化：熱化學方法的評述(lignindepolymerizationandconversion:areviewofthermochemicalmethods)》,《化學工程與技術(chem.eng.technol.)》,2011,第1期,29-41。如果在全蒸餾前木質素仍然存在于非水性物流中，那么其可以沉淀并形成木質素漿液。在此情形下，任選地，可以在全蒸餾前使用木質素去除機構捕捉非水性物流中此木質素的至少一部分。可以使用任何適合的木質素去除機構。非限制性的適合木質素去除機構包括過濾器、壓力機、水力旋流器設備或其任何組合。由木質素去除機構捕捉的木質素可以提供至木質素解聚單元29，以進一步解聚或進行任何其它解聚步驟。

參看圖1-2，具有任選解聚的木質素的非水性物流被提供至非水性蒸餾單元27，所述非水性蒸餾單元可以包含任何適合的蒸餾系統或方法，包括多級蒸餾。如所示，在非水性蒸餾單元27中，蒸餾非水性物流得到各種產物餾分，包括塔頂餾分、一種或多種中間餾分，及塔底餾分。

被描繪為管線38的自非水性物流分離的塔頂餾分包括經由管線30提供至蒸餾單元27的非水性物流中的大部分輕質化合物。舉例來說，蒸餾單元27中的非水性物流中存在的標準沸點小于150℃的化合物中超過50重量％、特別是至少75重量％、至少80重量％、至少85重量％、至少90重量％或至少95重量％是在管線38中的塔頂餾分中。

中間餾分可以包含比輕質化合物重的化合物，特別是標準沸點是150℃或更高沸點的化合物。可以操作蒸餾單元27以提供超過一種中間餾分。舉例來說，可以操作蒸餾以提供標準沸點是約150℃到250℃的第一中間餾分，描繪為管線39，其典型地捕捉酚類化合物；及具有200℃到350℃的更高標準沸點的第二中間餾分，描繪為管線40，其典型地捕捉木質素低聚物。也可以操作蒸餾以提供標準沸點是約150℃到350℃的中間餾分。如上文所提及，中間餾分的標準沸點中存在重疊，此至少歸因于蒸餾過程期間化合物的分布。因此，管線39中的第一中間餾分可以包括標準沸點在約150℃到300℃范圍內的化合物。描繪為管線40的第二中間餾分可以包括標準沸點是200℃到350℃的化合物，其典型地捕捉木質素低聚物。描繪為管線41的底部餾分具有標準沸點超過350℃的化合物，其典型地捕捉被視為廢棄物或副產物的最重化合物，如焦糖和/或焦油。雖然第一中間餾分可以被稱為酚類餾分并且第二中間餾分可以被稱為木質素低聚物餾分，但應了解，酚類餾分可以含有木質素低聚物，并且木質素低聚物可以含有酚類。應了解，由非水性物流蒸餾得到的中間餾分可以是酚類餾分、木質素低聚物餾分或其組合。如所描述，分離區13提供一種或多種中間餾分，所述中間餾分含有提供至分離區13的反應產物中的大部分酚類化合物。

參看圖1-2，來自蒸餾單元27的塔頂餾分可以經由管線38提供至進一步加工區58。如所示，在進入進一步加工單元22前，管線38中的物質可以與管線32中從水性物流回收的其它輕質化合物和/或管線23中從氣體分離器單元18(如果存在的話)回收的多余氣體組合。或者或另外，管線38中的物質可以分開提供至進一步加工區58。

參看圖1-2，來自蒸餾單元27的一種或多種中間餾分的至少一部分可以再循環到系統1中的各個位置。為簡單起見，未顯示將來自蒸餾單元27的中間餾分連接到系統1中的其它位置的管線。實際上，提供了管線的進口和部分描繪。應了解，這些管線可以如所描述彼此連接，即使未提供完整描繪。參看圖1-2，一種或多種中間餾分也可以提供至消解區2、反應區17及木質素解聚單元29中的至少一者中。在圖1-2中，管線39中的第一中間餾分可以經由連接到進口44的管線39提供至水熱消解單元2中以用作消解溶劑的一部分。或者或另外，雖然不是優選的，但管線40中的第二中間餾分可以經由連接到進口44的管線40提供至水熱消解單元。也可以經由管線39a和40a將管線39中的第一中間餾分與管線40中的第二中間餾分組合，其中這兩者的混合物可以經由連接到進口44的管線46提供至水熱消解單元2。包含第一中間餾分與第二中間餾分的單一中間餾分也可以提供至水熱消解單元2。管線39、40或46中提供至水熱消解單元2的物質的量可以如上文所論述，通過提供至水熱消解單元2的木質素的量來測定。

或者或另外，在圖2中，來自蒸餾單元27的至少一種中間餾分還經由管線42提供至酚類化合物轉化單元16。在圖2中，管線39中的第一中間餾分經由連接到管線42的管線39提供至單元16。或者或另外，管線40中的第二中間餾分經由連接到管線42的管線40提供至單元16。或者或另外，管線39中的第一中間餾分可以與管線40中的第二中間餾分經由管線39a和40a組合，其中這兩者的混合物可以用作萃取溶劑的一部分并經由與管線42連接的管線46提供。包含第一中間餾分與第二中間餾分的單一中間餾分也可以提供至酚類化合物轉化單元16。這些餾分中的至少一者中的酚類可以在單元16中進一步轉化成烴，如本文所描述。這些餾分中的至少一者中的木質素可以在單元16中進一步轉化成酚類，如本文所描述。

參看圖2，提供至轉化單元16的由蒸餾非水性物流得到的中間餾分的量影響單元16中酚類化合物濃度的量。如所提到，優選地，酚類化合物轉化單元16中包括木質素低聚物的量在內的酚類化合物濃度維持在50重量％或更低。如果來自水熱消解單元2的轉到酚類化合物轉化單元16的第一反應產物已經含有一定酚類化合物濃度，那么要考慮是否將從非水性物流蒸餾的中間餾分的一部分添加到單元16，以便能根據需要或希望維持單元16中的酚類化合物濃度。舉例來說，來自管線39和管線40中的至少一者的餾分可以與管線12中的第一反應產物呈一定比率或百分比提供至酚類化合物轉化單元16。具體地說，非限制性例示性實例包括來自管線39和管線40中的至少一者的物質的量是管線12中第一反應產物的量或流速的不超過50wt％。在此情形下，相對于一份來自管線39和管線40中的至少一者的物質，第一反應產物的量是至少兩份。

如圖1-2中所示，來自管線39和管線40中的至少一者的物質也可以經由管線43提供至木質素解聚單元29(如果存在的話)。至少來自管線39和管線40中的至少一者的物質中的木質素可進一步解聚，由此改善蒸餾單元27中的蒸餾效率，因為進一步降低經由管線30提供的物質的粘度。

管線39和管線40中的至少一者中的一些或全部物質可以提供至木質素解聚單元29。舉例來說，由蒸餾非水性物流得到的中間餾分中的至少10wt％，確切地說，至少20重量％、至少30重量％、至少40重量％、至少50重量％、至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％或至少90重量％的物質提供至木質素解聚單元29。由本領域普通技術人員可以通過平衡不同因素來選擇所述量，所述因素包括在液-液萃取單元20、水熱消解單元2中使用酚類作為溶劑以及酚類化合物轉化單元16中木質素進一步轉化和轉化成烴。較多的物質再循環到一個位置使得較少的物質再循環到其它位置。啟動時或根據需要，外部溶劑(即，未再循環的溶劑)可以提供至系統1，特別是水熱消解單元2中。

參看圖1-2，進一步加工單元22可以包括彼此耦接的任何適合數目的反應器，例如至少一個、二個、三個、四個、五個或六個進一步加工單元。在進一步加工區58中發生的反應可以將醇類組分轉化成所需烴化合物。雖然未顯示，但從第二反應產物中的酚類化合物轉化的烴在傳送到進一步加工區58前可以與第二反應產物分離，或所述烴可以保留在第二反應產物中并通過進一步加工區58，如本文所描述。另外，在進一步加工剩余餾分前可去除或不去除氫和水蒸氣。

參看圖1-2，進一步加工區58一般可以包含通常在縮合催化劑存在下進行的縮合反應，其中醇類組分或由其形成的產物與另一分子縮合以形成更高分子量的化合物。如本文所使用，術語“縮合反應”將指兩個或多于兩個分子彼此偶合以形成更高分子量化合物中的碳-碳鍵的化學轉變，通常伴有如水或醇等小分子的損失。一種例示性縮合反應是本領域技術人員熟悉的醇醛縮合反應。

雖然可以使用多種不同類型的催化劑來介導縮合反應，但就這一點而言，沸石催化劑也可能是特別有利的。特別適合調節醇的縮合反應的一種沸石催化劑是zsm-5(zeolitesoconymobil5)，這種催化劑是具有組成nanalnsi96-no192·16h2o(0<n<27)的五硅鋁硅酸鹽沸石，可以將醇進料轉變成縮合產物。其它適合的沸石催化劑可以包括例如zsm-12、zsm-22、zsm-23、sapo-11及sapo-41。

在各種實施例中，縮合反應可以在約275℃與約450℃之間的范圍內的溫度下進行。縮合反應可以在冷凝相(例如液體相)中或在氣相中進行。對于在氣相中進行的縮合反應，溫度可以在約300℃與約400℃之間的范圍內，如350℃或更高。縮合反應可以在約5巴到50巴，如10巴到30巴，包括約15巴到20巴的范圍內的壓力下進行。

與其它常規的甲醇轉化方法相比，醇類組分，特別是當其包括甲醇和含氧化合物(如酮、醛、呋喃及醚中的至少一者)時，可以改善甲醇轉化成如汽油或柴油等燃料化合物的轉化率。此類常規甲醇轉化工藝一個實例是甲醇轉化成汽油的工藝。

通過縮合反應產生的較高分子量化合物可以包含>c4烴，如c4-c30烴、c4-c24烴、c4-c18烴或c4-c12烴；或>c6烴，如c6-c30烴、c6-c24烴、c6-c18烴或c6-c12烴。如本文所使用，術語“烴”是指含有碳與氫的化合物，未提及可能存在的其它元素。因此，經雜原子取代的化合物在本文也由術語“烴”來描述。由縮合反應產生的較高分子量化合物的特定組成可以取決于用于催化還原反應和縮合反應的催化劑及溫度以及如壓力等其它參數而變化。

單一催化劑可以介導醇類組分轉變成適合于進行縮合反應以及介導縮合反應本身的形式。沸石催化劑是適合于以此方式將醇直接轉化成縮合產物的一類催化劑。就這一點而言，特別適合的沸石催化劑可以是zsm-5，不過其它沸石催化劑也可能適合。

另一方面，可以使用第一催化劑介導醇類組分轉變成適合于進行縮合反應的形式，并且第二催化劑可以用于介導縮合反應。除非另外說明，否則應了解，本文中提及縮合反應和縮合催化劑是指任一類型的縮合過程。以下是適合的縮合催化劑的進一步公開內容。沸石催化劑可以用作第一催化劑或第二催化劑。另外，就這一點而言，特別適合的沸石催化劑可以是zsm-5，不過其它沸石催化劑也可能適合。

可以使用各種催化方法，通過縮合反應來形成較高分子量化合物。在一些實施例中，用于介導縮合反應的催化劑可以包含堿性位點或酸性位點與堿性位點。同時包含酸性位點與堿性位點的催化劑將在本文中稱作多官能催化劑。在一些或其它實施例中，用于介導縮合反應的催化劑可以包含一個或多個金屬原子。必要時，任一縮合催化劑還可以任選地安置于固體載體上。在2013年10月30日提交的共同擁有的標題為用于在纖維素生物質固體水熱消解期間加工木質素的方法和系統(methodsandsystemsforprocessingligninduringhydrothermaldigestionofcellulosicbiomasssolids)的美國專利申請14/067330中描述了關于適合催化劑的額外細節。

舉例來說，縮合催化劑還可以包括沸石及含有第ia族化合物(如li、na、k、cs及rb)的其它微孔載體。優選地，第ia族物質的存在量可小于中和載體的酸性所需要的量。金屬官能團也可以通過添加第viiib族金屬，或者cu、ga、in、zn或sn來提供。在一些實施例中，縮合催化劑可以衍生自mgo與al2o3的組合形成水滑石材料。另一縮合催化劑可以包含mgo與zro2的組合，或zno與al2o3的組合。這些材料各自還可以含有由銅或如ni、pd、pt等第viiib族金屬，或前述的組合所提供的額外金屬官能團。

由縮合催化劑介導的縮合反應可以在適合設計的任何反應器中進行，所述反應器包括連續流動式、分批式、半分批式或多系統反應器，在設計、尺寸、幾何形狀、流速等方面不受限制。所述反應器系統還可以使用流化催化床系統、擺動床系統、固定床系統、移動床系統或以上各物的組合。在一些實施例中，可以使用雙相(例如液-液)和三相(例如液-液-固體)反應器進行縮合反應。

在某些實施例中，提供一種系統，所述系統包括：包括反應器的第一反應區，所述反應器被配置用于加熱纖維素生物質固體、分子氫、催化氫的催化劑及消解溶劑以形成第一反應產物；可選的氣體分離區，其包括分離器單元，所述分離器單元具有與所述第一反應區流體連通的進口，其中所述氣體分離器單元被配置用于移出所述第一反應產物中標準沸點是100℃或更低沸點的揮發性化合物的至少一部分，其中所述氣體分離器單元的第一出口與液-液相分離單元或液-液萃取單元流體連通以將不含所述移出的揮發性化合物的所述反應產物提供至所述液-液相分離單元或液-液萃取單元中并且所述輕質餾分分離器單元的第二出口與所述進一步加工單元流體連通以將所述揮發性化合物提供至所述進一步加工單元；分離區，所述分離區包括：液-液相分離單元或液-液萃取單元，其具有與所述第一反應區中所述反應器的出口流體連通以接受所述第一反應產物的進口，其中所述液-液相分離單元或液-液萃取單元被配置用于提供水性物流及非水性物流，其中所述水相包含所述第一反應產物的所述部分中的大部分水；用于將所述水相的至少一部分中的輕質化合物回收于塔頂餾分中的水性物流分離區，其中所述塔頂餾分包含所述水性物流的所述部分中標準沸點小于150℃的大部分化合物，所述水性物流分離區具有與所述液-液相分離單元或液-液萃取單元的出口流體連通以接受所述水性物流的進口；所述塔頂餾分與進一步加工區流體連通；木質素沉淀單元，所述木質素沉淀單元與所述液-液相分離單元或所述液-液萃取單元的出口流體連通以接受所述非水性物流的至少一部分并且與所述進一步加工區的出口流體連通以接受所述烴產物的至少一部分；以及蒸餾單元，所述蒸餾單元具有與所述木質素沉淀單元的出口流體連通以接受木質素沉淀單元出口物流的進口，其中所述蒸餾單元被配置用于提供至少塔頂餾出物餾分、中間餾出物餾分及塔底餾出物餾分；以及進一步加工區，其包括進一步加工單元，所述進一步加工單元具有與以下至少一者流體連通的進口：(i)所述分離區，用以接受來自所述蒸餾單元的所述塔頂餾分的至少一部分；(ii)所述水性分離區，用以接受來自所述水性分離區的所述第一塔頂餾分的至少一部分；及(iii)所述氣體分離器單元，用以接受所述移出的揮發性化合物的至少一部分，其中所述進一步加工區被配置用于提供高級烴產物。

在某些實施例中，提供一種系統，所述系統包括：包括反應器的第一反應區，所述反應器被配置用于加熱纖維素生物質固體、分子氫、催化氫的催化劑及消解溶劑以形成第一反應產物；包括反應器的第二反應區，所述反應器與所述第一反應區中所述反應器的出口流體連通以接受所述第一反應產物，其中所述第二反應區中的所述反應器被配置用于加熱包含所述第一反應產物、分子氫及催化氫的催化劑的第二反應內含物以形成第二反應產物；可選的氣體分離區，其包括分離器單元，所述分離器單元具有與所述第一反應區和/或所述第二反應區流體連通的進口，其中所述氣體分離器單元被配置用于移出所述第一和/或第二反應產物中標準沸點是100℃或更低沸點的揮發性化合物的至少一部分，其中所述輕質餾分分離器單元的第一出口與液-液相分離單元或液-液萃取單元流體連通以將不含所述移出的揮發性化合物的所述反應產物提供至所述液-液相分離單元或液-液萃取單元并且所述輕質餾分分離器單元的第二出口與進一步加工單元流體連通以將所述揮發性化合物提供至所述進一步加工單元；分離區，所述分離區包括：液-液相分離單元或液-液萃取單元，其具有與所述第二反應區中所述反應器的出口流體連通以接受所述第二反應產物的進口，其中所述液-液相分離單元或所述液-液萃取單元被配置用于提供水性物流及非水性物流，其中所述水相包含所述第一反應產物的所述部分中的大部分水；用于將所述水相的至少一部分中的輕質化合物回收于塔頂餾分中的水性物流分離區，其中所述塔頂餾分包含所述水性物流的所述部分中標準沸點小于150℃的大部分化合物，所述水性物流分離區具有與所述液-液相分離單元或液-液萃取單元的出口流體連通以接受所述水性物流的進口；所述塔頂餾分與進一步加工區流體連通；木質素沉淀單元，所述木質素沉淀單元與所述液-液相分離單元或所述液-液萃取單元的出口流體連通以接受所述非水性物流的至少一部分并且與所述進一步加工區的出口流體連通以接受所述烴產物的至少一部分；以及蒸餾單元，所述蒸餾單元具有與所述木質素沉淀單元的出口流體連通以接受木質素沉淀單元出口物流的進口，其中所述蒸餾單元被配置用于提供至少塔頂餾出物餾分、中間餾出物餾分及塔底餾出物餾分；以及進一步加工區，其包括進一步加工單元，所述進一步加工單元具有與以下至少一者流體連通的進口：(i)所述分離區，用以接受來自所述蒸餾單元的所述塔頂餾分的至少一部分；(ii)所述水性分離區，用以接受來自所述水性分離區的所述第一塔頂餾分的至少一部分；及(iii)所述氣體分離器單元，用以接受所述移出的揮發性化合物的至少一部分，其中所述進一步加工區被配置用于提供高級烴產物。

以上描述的系統中的任一種可以另外包括：在分離區中的木質素解聚單元，所述木質素解聚單元具有與所述液-液分離單元或液-液萃取單元的出口流體連通以接受所述非水性物流的至少一部分的進口，其中所述木質素解聚單元被配置用于使所述非水性物流中的木質素至少部分解聚合，其中所述木質素解聚單元的出口與所述沉淀單元流體連通以提供至少部分木質素解聚合的非水性物流。所述分離區可以包括液-液萃取單元。所述進一步加工單元可以與液-液萃取單元的進口流體連通以提供高級烴產物的至少一部分和/或中間餾分的至少一部分。

在上述任一系統中，水性分離區包括：被配置用于制造第一塔頂餾分及第一塔底餾分的第一閃蒸器，其中所述第一塔頂餾分包含所述水性物流的所述部分中標準沸點小于150℃的大部分化合物，并且其中所述第二塔頂餾分包含標準沸點是150℃或更高沸點的化合物；其中所述第一閃蒸器包括與第二閃蒸器的進口流體連通以將所述第一塔底餾分提供至所述第二閃蒸器的出口。

本領域技術人員將容易了解，雖然參照特征和量度的一個或多個特定組合來說明本發明，但這些特征和量度中有許多在功能上獨立于其它特征和量度，使得其可以同等或類似地獨立應用于其它實施例或組合中。

為便于更好地理解本發明，提供優選實施例的以下實例。以下實例決不應被理解為限制或限定本發明的范圍。

例示性實例

實例1：總反應器內含物的蒸餾

向450ml帕爾反應器(parrreactor)中裝入20.02克2-甲氧基-4-丙基苯酚(mpp)、190.01克去離子水、0.4192克氫氧化鉀緩沖液及7.2522克氧化鎳促進的鉬酸鈷催化劑(dc-2534，含有載于氧化鋁上的1-10％氧化鈷和三氧化鉬(至多30重量％)，及小于2％鎳)，所述催化劑是從criterioncatalyst&technologiesl.p.獲得并通過us2010/0236988實例5中所述的方法進行硫化。

接著向反應器中裝入14.02克尺寸是標稱尺寸3×5×5mm的美國長葉松(southernpine)小片(10％水分)，隨后用52巴氫氣加壓，并加熱至190℃，保持1小時，接著緩慢升溫至245℃，保持2.5小時。

反應后，冷卻反應器并減壓。添加標稱14克木片，隨后用52巴h2再加壓，并使用相同加熱型態進行第二個反應循環。通過8個循環的木材添加繼續進行所述程序，需要添加100.8克干木材。

在8個循環的反應程序后，將反應器在270℃下加熱過夜(15小時)以使由木材消解形成的中間物進一步氫化和氫化脫氧。

通過過濾分離催化劑后，在500ml的3頸燒瓶中使用短路徑vigreux分餾柱(約4級)對反應器內含物進行蒸餾，所述分餾柱具有真空接頭隔離用于取出樣品。

在保護性n2層下，在大氣壓下經由蒸餾產生230.5克初始餾分，其中蒸餾和塔底物溫度都是100+/-1℃，表明大量水餾分蒸發和縮合。然而，塔頂蒸餾產物的初始餾分趁熱分成兩相，得到16.74克上層或頂層和217.65克下層。當除去蒸餾時，在標稱100托下施加真空，并繼續蒸餾，同時使底部鍋溫度緩慢升溫到325℃。又產生18.03克塔頂蒸餾產物。最終塔頂產物是28.75克，達到95.98％的質量平衡。

通過氣相色譜法，使用60m×0.32mmid并且厚度1微米的db-5柱，50:1分流比，2ml/min氦流量，并且色譜柱加熱爐在40℃下保持8分鐘，隨后以10℃/min緩慢升溫至285℃，以及53.5分鐘保持時間，來分析蒸餾產物。注入器溫度設置在250℃，并且檢測器溫度設置在300℃。觀察到一系列烷烴、酮及醛單氧化合物以及殘余二醇中間物，包括乙二醇(eg)、1,2-丙二醇(pg)及甘油，以及來自溶劑的初始饋料的酚類組分和在反應中形成的酚類組分。

塔頂產物分析指示來自塔頂餾分#1的上層中有31.9重量％丙基苯酚(衍生自mpp)和甲氧基丙基苯酚(mpp)，構成5.35克酚類。在下部水性餾分中觀察到僅0.051重量％，構成僅僅0.11克酚類化合物。對于餾分#1，丙基苯酚與mpp的總和是16.01wt％，占2.89克。

在100℃的沸騰和縮合溫度下收集到初始餾分#1中存在的總塔頂蒸餾酚類的64％，不過這些組分的標準沸點超過200℃。此異常可以通過以下來解釋：在蒸餾期間形成第二個不可與水混溶并且富含酚類的液相，使得水的蒸發將這些組分“蒸汽汽提”至塔頂餾出物中。

塔頂餾出物由此產生5.47克酚類，以及3.82克輕質單氧化合物(乙醇、1-丙醇)，和由木材氫化脫氧得到的其它中間物。

塔底產物在冷卻時形成固體焦油相，并且當再加熱至200℃時無法再熔或傾倒。

本實例顯示，直接蒸餾由木材水熱消解得到的反應器產物使得重質組分大部分蒸汽汽提至塔頂產物中，由此使基于沸點進行的分離的效率不高或無效。

實例2：通過萃取分離，隨后蒸餾各相

使用5.0035克raneytm鈷催化劑(wrgrace2724)，及包含21.1克2,6-二甲苯酚的溶劑作為酚類溶劑重復實例1，所述2,6-二甲苯酚首先溶解到7.00克甲基異丁基甲醇中，并與182.01克去離子水一起添加到450ml反應器中。反應循環在160℃下進行1小時，隨后在190℃下進行1小時，接著在240℃下進行3小時。進行六個循環的木材添加，隨后在52巴h2下在270℃下加熱過夜，以使中間物完成轉化。

在反應程序結束時，將87.03克甲苯(模擬的芳香族化合物汽油產物)添加至反應器中，并在150℃下攪拌反應器2小時以實現萃取。接著停止攪拌，并使反應器冷卻。傾析出127.39克上部富含甲苯的相，隨后傾析出220.65克下部富含水的相。催化劑留在反應器底部。

在分離程序結束時，在水性塔底物也明顯可見絮凝狀或固體有機相。在添加甲苯之前取得的樣品中，這一相并不明顯。

表1顯示反應中間物和溶劑在上部有機相與下部水相之間的分配。酚類化合物二甲苯酚和甲氧基丙基苯酚(mpp)特別有利于上部富含有機物的相。一些反應中間物也可以被萃取至此相中。

表1：甲苯萃取的分配系數

在裝備有短路徑vigreux分餾柱和吸真空接頭的250ml的3頸燒瓶中蒸餾上部層。經由在n2層下，在大氣壓及在105-120℃范圍內的塔頂溫度下蒸餾產生79.71克初始餾分#1。此餾分含有約89％甲苯，但僅含0.14％二甲苯酚和不可檢測的甲氧基丙基苯酚(在反應期間形成)。存在2.45重量％輕質單氧化產物。

在施加標稱100托真空并在約120℃至205℃的塔底溫度間繼續蒸餾后獲得第二餾分。餾分#2占10.01克。二甲苯酚的濃度僅僅為0.04重量％，輕質單氧化合物僅僅為0.159重量％。估計甲苯是87％，并且未能檢測到mpp。觀察到沸點超過1-丁醇但小于二甲苯酚的多種含氧中間物作為反應中間物。

在標稱100托真空下，隨著塔底溫度進一步增加，繼續蒸餾，在205到340℃范圍內的塔底溫度下產生包含22.33克產物的第3餾分。分析此餾分中二甲苯酚的濃度是47.9重量％，并且經由木材消解和反應所形成的丙基苯酚加mpp占10.1重量％。輕餾分(揮發性小于1-丁醇)小于0.1重量％，并且甲苯小于7重量％。在此最終高溫餾分中產生超過98％的在蒸餾產物中產生的二甲苯酚和酚類。

由蒸餾得到的塔底產物僅僅12.09克，并且僅僅含有0.42重量％二甲苯酚。由此在塔頂蒸餾得到作為溶劑再循環的大部分二甲苯酚，存在于餾分#3中。最終塔底物保持流體形式并且當再加熱至200℃時可以從燒瓶倒出。

在相同設備中經由獨立蒸餾對217.84克反應得到的水性餾分進行蒸餾。蒸餾的194.2克塔頂產物是在大氣壓下于100℃沸騰的水餾分。二甲苯酚含量僅僅為0.118重量％。在100托真空下，在塔底溫度增加到200℃下繼續蒸餾，產生9.33克餾分#2，并且在塔底溫度增加到325℃時產生占5.76克的餾分#3。6.86克的最終塔底產物是暗淡固體，并且當再加熱到200℃時無法再熔。

二甲苯酚和mpp在餾分#1和餾分#2中無法檢測到，但在餾分#3中占1.00％及0.417％。相對于塔底相蒸餾，在上部層(甲苯相)蒸餾中收集到99.5％二甲苯酚，反映了在萃取期間酚類化合物優先分配至甲苯中。

此結果顯示，酚類化合物經由液體萃取主要萃取到上部富含芳香族化合物的相中。在分別蒸餾富含有機物及富含水的相之前使用萃取和分離，包括在蒸餾之前分離沉淀的重質有機固體，導致基于沸點的組分的高效分離。由蒸餾回收的高沸點餾分中幾乎全是高沸點酚類化合物(超過99％)，但按照實例1，由于與不可混溶液相一起蒸餾，而未分布于所有產生的餾分中。

此外，由蒸餾甲苯提取物及自沉淀的固體分離所產生的重餾分相展現的流動性相對于由實例1中總蒸餾或水性蒸餾所產生的餾分有所改善。這種可流動相容易作為燃料進料至回收鍋爐中，或用作瀝青副產品。

實例3：添加可混溶的溶劑

向75毫升帕爾5000反應器中裝入3.01克二甲苯酚(2,6-二甲基苯酚)和21.07克去離子水、0.107克碳酸鉀緩沖液及0.301克雷尼鈷2724催化劑(wrgrace)。裝入2.0克磨碎的美國長葉松木(標稱10％水分)。用氫氣將反應器加壓至52巴，并加熱至190℃，保持1小時，隨后加熱至240℃，保持4小時。

再完成三個循環的標稱2.0克木材添加，隨后最后一個循環需要用氫氣加壓至35巴，并加熱至270℃，保持15小時以擴大氫化脫氧反應轉化的程度。

在轉化循環結束時，冷卻反應器并減壓。添加44.3克丙酮以溶解所有反應器內含物。如通過磁吸引所證實，過濾得到0.3克回收的催化劑，其中不存在可見的有機固體，而且在反應器側壁或內部上無沉積物。針對丙酮稀釋的液體產物的gc分析指示，形成c1-c3單氧化合物乙二醇和丙二醇、四氫糠醇，除二甲苯酚溶劑外的酚類(包括甲氧基丙基苯酚)，及一系列二元醇和單氧化合物，包括碳數在3與6之間的醇及一些酮。

本實例顯示在生物質消解和催化氫化脫氧反應結束時，當添加可混溶溶劑丙酮時，形成僅含懸浮的催化劑固體的均質液體。

實例4：添加沉淀用溶劑

通過在270℃轉化反應之后，添加10克甲苯并在攪拌下，在標稱15巴氫氣下再加熱至150℃，保持5小時來重復實例3。在不攪拌下使反應器冷卻，以分離成上部相和下部相。

在打開反應器后，觀察到除催化劑固體外還有大量有機沉淀物。這些沉淀物粘附于反應器側壁(“黏性”)上，并且其余可以通過過濾從液體產物分離。

本實例顯示在生物質消解及催化氫化脫氧反應結束時，通過添加不可混溶的低極性且低介電性甲苯溶劑使有機重餾分沉淀。在gc上可觀察到的溶解于上部相和下部相中的反應產物與在實例3中觀察到的那些基本上一致。此結果表明，有機沉淀物是重餾分，這些餾分無法在gc注入器中汽化或通過gc檢測，由此使其無法經由隨后的酸縮合步驟加工成液體生物燃料。

因此，本發明特別適于實現所提到的目的和益處，以及其中固有的那些目的和益處。以上公開的的特定實施例只是例示性的，因為本發明可以通過本領域技術人員顯而易見具有本文傳授內容益處的不同但等效的方式修改并實踐。此外，不希望對本文所示的構造或設計細節構成限制，除非所附權利要求書中有所描述。因此，顯而易見的是，以上公開的特定例示性實施例可以被更改、組合或修改，并且所有此類變化都被視為在本發明的范圍和精神內。本文例示性公開的本發明宜在無本文未具體公開的任何要素和/或本文公開的任何可選要素存在下實踐。盡管關于“包含(comprising)”、“含有(containing)”或“包括(including)”各種組分或步驟來描述組合物和方法，但這些組合物和方法也可以“主要由各種組分或步驟組成”或“由其組成”。以上公開的所有數字和范圍都可以有一定量變化。在公開具有下限和上限的數值范圍時，具體地公開在所述范圍內的任何數字和任何包括在內的范圍。確切地說，本文中所公開的每個值范圍(“約a到約b”或等效地，“約a到b”或等效地，“約a-b”的形式)應理解為闡述在較廣泛的值范圍內所涵蓋的每個數字和范圍。另外，除非專利權人另作明確和清楚定義，否則權利要求書中的術語具有其普通的常見含義。此外，在權利要求書中所使用的不定冠詞“一個(種)(a/an)”在本文中定義為指所述不定冠詞所引出的要素中的一個(種)或多于一個(種)。如果一個詞或術語的用法在本說明書中與本文引用的一個或多個專利或其它文獻中存在任何矛盾，那么應采用符合本說明書的定義。