[發明專利]一種植物纖維原料硫酸水解液中硫酸的萃取液及萃取方法

無效

• 申請號: 200810028293.9
• 申請日: 2008-05-27
• 公開（公告）號: CN101279722A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: 陳培豪
• 申請（專利權）人: 陳培豪
• 主分類號: C01B17/90
• 分類號: C01B17/90;B01D11/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬領域

本發明屬于生物化工領域，具體地講是一種植物纖維原料硫酸水解液中硫酸的萃取液及利用該萃取液萃取植物纖維原料硫酸水解液中硫酸的方法。

背景技術

利用可再生資源纖維素來生產液體燃料和化工產品，可以有效地緩解石油等化石能源日漸枯竭的問題。利用植物纖維原料來生產液體燃料和化工產品，是把半纖維素和纖維素水解成糖類，如寡糖或單糖，然后再用微生物發酵來生產液體燃料和化工產品。常用的把半纖維素和纖維素水解成糖的方法主要有稀酸法、濃酸法、酶法，其中硫酸水解法是一種常用的方法。但硫酸水解法遇到了經濟地回收硫酸的問題。

美國專利US5562777用強酸性離子交換樹脂吸附水解液中的糖并分離回收酸，但由于離子交換樹脂的吸附容量很低(2meq/g)而無實用性；美國專利US4608245用C4～C7鏈烷醇如庚醇做第一萃取劑進行第一次萃取，得到富含葡萄糖的萃余液和富含硫酸和第一萃取劑的第一次萃取液，再用苯、CCl4、甲苯等做第二萃取劑對富含硫酸和第一萃取劑的第一次萃取液作第二次萃取，得到只含水和硫酸的萃余液和只含第一和第二萃取劑的萃取液，用減壓蒸餾的方法把第一和第二萃取劑分離開來，則回收的硫酸、第一和第二萃取劑均可循環再用，用石灰中和糖液中的少量硫酸，過濾后得到不含硫酸的糖液，但該法同樣由于減壓蒸餾的能耗過高而無實用性；中國專利申請200710030293.8公開了一種植物纖維素原料濃酸水解液中硫酸的回收方法，該法利用有機溶劑沉淀寡糖的方法很好地解決了濃酸水解液中硫酸經濟地回收的問題，但該法主要用于濃硫酸水解的情況，不適用于稀硫酸水解的情況，因為稀硫酸條件下生成的是單糖而不是寡糖。

發明內容

為了克服上述的不足，本發明提供了一種植物纖維原料硫酸水解液中硫酸的萃取液及萃取方法。

本發明提供的一種植物纖維原料硫酸水解液中硫酸的萃取液，由胺類萃取劑、稀釋劑和相調節劑組成。

所述的胺類萃取劑為難溶于水的伯胺、仲胺、叔胺，優選叔胺，它們是萃取液中起萃取作用的成分。胺類萃取劑能與植物纖維原料硫酸水解液中的硫酸選擇性結合，但不會與水解液中的糖結合，從而把硫酸從水相轉入有機相而與糖液分離；另外，胺類萃取劑還能與植物纖維原料硫酸水解過程中生成的發酵抑制物如醋酸、木素分解產生的酚類化合物選擇性結合，也把這些化合物從糖液中分離除去，起到為水解液脫毒的作用。

所述的稀釋劑為煤油、磺化煤油、苯、二甲苯等難溶于水而又能與胺類萃取劑相溶的有機溶劑，優選磺化煤油。由于胺類萃取劑的黏度很高，所以需要加入稀釋劑進行稀釋才能用于實際的萃取過程。

所述的相調節劑為難溶于水的具有消泡劑活性的而又能與胺類萃取劑及稀釋劑相溶的有機溶劑，常用高碳醇，如辛醇、仲辛醇，還有磷酸三丁酯等。由于萃取過程中為了萃取液與水解液充分接觸而需要攪拌，而胺類萃取劑具有表面活性，在攪拌下有形成第三相即微膠團的能力，第三相的形成會導致水相與有機相的分離不良，最終影響整個萃取過程，而相調節劑則能阻止第三相的形成。

所述的萃取液的各組分的含量據胺類萃取劑和相調節劑的性質而定，胺類萃取劑的黏度大小決定稀釋劑的用量，黏度越大則需加入的稀釋劑越多；胺類萃取劑形成第三相的能力大小決定相調節劑即高碳醇的用量，形成第三相的能力越大則需加入的高碳醇越多；高碳醇抑制第三相形成的能力越強，其加入量則可以減少。

所述的萃取液的優選配方為：40wt％三異辛胺，35wt％磺化煤油，25wt％仲辛醇。本發明提供的一種植物纖維原料硫酸水解液中硫酸的萃取方法，包括如下步驟：

(1)植物纖維原料硫酸水解液與上述萃取液充分接觸，硫酸從水相被萃取到有機相。可以通過攪拌達到充分接觸的目的；該萃取過程是放熱過程，在室溫下完成對萃取過程有利；優選逆流萃取來完成萃取過程。

(2)分離水相和有機相，得到含少量硫酸的水解液和含大量硫酸的萃取液。

(3)含大量硫酸的萃取液與反萃劑氨水或水充分接觸，硫酸進入反萃劑氨水或水中。當用水作為反萃劑時，其水相/有機相的分配比隨溫度的升高而增大，因此加熱有利于反萃取的進行，但一般不高于水與萃取液的沸點，優選溫度為45℃～95℃。

(4)分離水相和有機相，得到含少量硫酸的萃取液和硫酸銨溶液或硫酸溶液。

(5)含少量硫酸的萃取液和硫酸溶液均可循環使用，而與氨水反應形成的硫酸銨則可以作為肥料。

本發明所述的萃取液和萃取方法同樣適用于用鹽酸等無機酸作植物纖維原料水解催化劑時這些無機酸的萃取回收。