一种环保的糠醛生产新工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108727311A(43)申请公布日2018.11.02(21)申请号201810459925.0(22)申请日2018.05.14(71)申请人安徽理工大学地址232001安徽省淮南市泰丰大街168号(72)发明人王君袁同群陶凯余道伟汪正阳赵国俊(51)Int.Cl.C07D307/48(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种环保的糠醛生产新工艺(57)摘要本发明公开了一种环保的糠醛生产方法，所述的生产方法采用一种部分循环利用的环保型催化剂，所述的环保型催化剂由不可回收部分和可回收部分组成，所述的生产方法分为三步，第一步，采用所述的环保型催化剂催化生物质中的半纤维素反应获得糠醛和糠醛渣，第二步，糠醛渣作为锅炉燃料，燃烧后的灰分全部回收备用，第三步，回收的灰分作为催化剂可回收部分的配料，与催化剂不可回收部分的成分按照一定比例复配，作为新一轮水解反应的催化剂，本发明公开的糠醛生产方法中糠醛渣的燃烧不会产生硫的氧化物，糠醛渣燃烧充分，不会产生黑烟。CN108727311ACN108727311A权利要求书1/1页1.一种环保的糠醛生产方法，所述的生产方法采用一种部分循环利用的环保型催化剂，所述的环保型催化剂由不可回收部分和可回收部分组成，所述的生产方法分为三步，第一步，采用所述的环保型催化剂催化生物质中的半纤维素反应获得糠醛和糠醛渣，第二步，糠醛渣作为锅炉燃料，燃烧后的灰分全部回收备用，第三步，回收的灰分作为催化剂可回收部分的配料，与催化剂不可回收部分的成分按照一定比例复配，作为新一轮水解反应的催化剂。2.如权利要求1所述的环保型催化剂不可回收部分，至少包括如下物质中的一种：丙烯酸，丙酸，丁酸，硬脂酸，乙酰丙酸，油酸，丙酮酸，苹果酸，辛酸，己二酸，丙二酸，丁二酸，酒石酸，苯甲酸，苯乙酸，邻苯二甲酸，对苯二甲酸，戊酸，己酸，癸酸，软脂酸，草酸，柠檬酸，乙二胺四乙酸，聚丙烯酸，羟基亚乙基二磷酸，酒石酸，琥珀酸，乳酸，山梨酸，枸椽酸，抗坏血酸，咖啡酸，如权利要求1所述的环保型催化剂可回收部分，至少包括如下物质中的一种：硫酸钠，硫酸钾，氧化镁，氧化钙，氧化铜，三氧化二铁，氯化钾，氧化铌，氧化钴，氯化钠，氧化锌，氧化钡，氧化铝，二氧化硅，二氧化钛，氧化镍，五氧化二钒。3.如权利要求1所述的环保型催化剂催化生物质中的半纤维素反应的操作步骤和工艺条件为，将催化剂不可回收部分溶解于100个质量单位的糠醛生产产生的塔下循环水中，所述不可回收部分的添加质量占所述的塔下循环水质量的百分比为0.5％-20％，最佳5％-16％，充分溶解后，再将催化剂可回收部分添加到溶液中，添加的质量百分比为5％-25％，最佳15％-20％，充分混合成催化液，取100个质量单位的干燥生物质原料与35-70个质量单位的催化液充分混合，使得干燥生物质被催化液均匀润湿，所述的干燥生物质原料含水率10％-20％，所述的干燥生物质包括但不限于玉米芯，干蔗渣，稻壳，玉米秸秆，小麦秸秆，稻草，将均匀润湿后的生物质置于圆筒形反应器中，在反应器底部通入压力为0.7MPa-0.9MPa的高温蒸汽，控制反应温度范围170℃-200℃，最佳178℃-182℃之间，反应生成的糠醛从塔顶由蒸汽带出，反应时间3-4个小时。2CN108727311A说明书1/3页一种环保的糠醛生产新工艺技术领域[0001]本发明涉及一种糠醛生产新工艺。背景技术[0002]半纤维素是地球上丰富的生物质资源的三大组分之一，其含量仅次于纤维素和木质素。半纤维素是一种天然聚合物，虽然其结构单糖并不单一，但是某些生物质的半纤维素的主要结构单糖为木糖，如玉米芯等。利用半纤维素水解得到的木糖进一步脱水，可以得到一种重要的平台化合物糠醛，利用糠醛可以合成很多的生物燃料、生物材料。但由于目前糠醛生产工艺污染严重，发达国家几乎都没有糠醛生产企业，糠醛生产均在发展中国家，发达国家需要的糠醛绝大部分从发展中国家的糠醛企业进口。我国是第一糠醛生产大国，也是最大的糠醛出口国(多米尼加共和国为第二大糠醛生产国)；目前我国有二百多家糠醛生产企业，工业生产均采用硫酸作为催化剂，由于硫酸有毒性、腐蚀性，属于危险化学品，其运输、储存、生产操作都很不便，稀硫酸作为催化剂难以回收利用，生产成本高，而且硫酸作为催化剂最终转移到糠醛渣中，目前糠醛生产工艺均利用糠醛渣作燃料，因此其中的硫酸分解为硫的氧化物，造成大气污染，另外，糠醛渣燃烧不充分产生黑烟，也造成大气污染，硫酸催化工艺的糠醛产率较低，以玉米芯为原料，按照干燥基准，产率只能达到10.4％左右。一些糠醛企业因为环保问题已经关停，尚在运转的糠醛企业面临高额的环保税，因此迫切需要新型环保、成本低廉的糠醛生产新工艺。