[發明專利]一種從生物質一步法制備甲醇的方法

有效

• 申請號: 201310754065.0
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103936556A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 王建國;冷帥;王新德;王磊
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C07C31/04
• 分類號: C07C31/04;C07C29/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;俞慧

（一）技術領域

本發明涉及一種從生物質一步法制備甲醇的方法。

（二）背景技術

《中國甲醇行業市場調研與投資預測分析報告前瞻》數據顯示，2010年行業新增產能640萬噸，2011年新增產能814萬噸，2012年我國將有550萬噸以上的新建甲醇裝置投產。前瞻產業研究院甲醇行業研究小組認為，要消化過剩產能，應加快拓展甲醇汽油、甲醇制烯烴等新興領域。

甲醇是一種重要的化工原料，可廣泛應用于很多方面：

1.基本有機原料之一，主要用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺和硫酸二甲酯等多種有機產品；

2.用作涂料、清漆、蟲膠、油墨、膠黏劑、染料、生物堿、醋酸纖維素、硝酸纖維素、乙基纖維素、聚乙烯醇縮丁醛等的溶劑；

3.是制造農藥、醫藥、塑料、合成纖維及有機化工產品如甲醛、甲胺、氯甲烷、硫酸二甲酯等的原料；

4.是重要的燃料，可摻入汽油作替代燃料使用；

5.用作分析試劑，還用于有機合成；

6.甲醇為清洗去油劑。

工業上合成甲醇幾乎全部采用一氧化碳加壓催化加氫的方法，工藝過程包括造氣、合成凈化、甲醇合成和粗甲醇精餾等工序。雖然此工藝較為成熟，但是其造氣過程需要很高的能耗與大量的煤、石油或天然氣等化石燃料。隨著化石燃料的不斷消耗，該工藝的成本將會越來越高。

生物質中含有大量的有機物，可通過裂解方式獲得所需的液相產品。如能從生物質中獲取甲醇，將會有重要的經濟與實用價值。因此，本文利用甘蔗渣作為生物質的模型物進行快速裂解，在氮氣氣氛下，通入丙酮作為添加劑，可以獲得高選擇性的甲醇。該方法操作簡單，對設備的要求較低。采用的丙酮添加劑，可以經過蒸餾的方法與甲醇進行分離而得以回收，反復利用。

（三）發明內容

本發明的目的是提供一種利用生物質制備甲醇的方法，此方法以農業廢棄物作為原料，操作簡單，設備投資小，產物選擇性高，實現了變廢為寶，具有較大的經濟和實用價值。

為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種從生物質一步法制備甲醇的方法，包括如下步驟：

（1）稱取碳酸鈣和甘蔗渣，充分攪拌均勻；

（2）將碳酸鈣和甘蔗渣的混合物裝入兩端設置有開口的反應管中，通入氮氣并在氮氣氛中以50～80℃/min的升溫速率將反應管進行升溫，在升溫至100℃時，開始以0.05～0.15ml/(min·g甘蔗渣)的流量從反應管一端通入丙酮，從反應管另一端收集反應流出液，繼續升溫至300℃，在此溫下保持1～2min后停止收集反應流出液，收集到的液相產物經分離得到甲醇。

本發明選取的生物質原料為甘蔗渣，其可以使用糖廠榨糖后所剩的甘蔗渣。

進一步，步驟（1）中，碳酸鈣與甘蔗渣的質量配比為0.1～0.3：1，優選0.2:1。

進一步，步驟（2）中，優選升溫至300℃保持1min后停止收集反應流出液。

本發明步驟（3）收集的液相產品中，一般可通過精餾分離添加劑，添加劑回收利用。

與現有技術相比，本發明的優勢在于：

a從原料角度上，采用甘蔗渣等農業廢棄物較之糧食具有更大的經濟和社會價值；

b生物質的裂解裝置操作簡單，設備投資低；

c本發明的原料的利用率高，甲醇選擇性高；

d本發明使用的添加劑可以通過蒸餾與產品進行分離，而得以重復使用，降低了生產成本。

（四）附圖說明

圖1是實施例1制得的產品的氣相色譜圖。

圖2是實施例2制得的產品的氣相色譜圖。

（五）具體實施方式

下面以具體實施例對本發明的技術方案做進一步說明，但本發明的保護范圍不限于此：

實施例一：

稱取3g甘蔗渣和0.6g碳酸鈣，充分攪拌均勻后，裝填至兩端設置有開口（開口可關閉）反應管中部。往反應管中通入40ml/min的氮氣進行氣密性檢驗，合格后，繼續通氣3min，以排除反應管內部空氣。然后，使反應管以50℃/min的升溫速率進行升溫，當溫度上升至100℃時，以0.3ml/min的流量從反應管一端開始通入丙酮，從反應管另一端由冰水浴冷卻收集反應流出液，升溫至終溫300℃停留1min后，停止實驗，即停止收集反應流出液，同時停止對反應管進行加熱以及通入氮氣和丙酮，反應管自然冷卻至室溫。收集到液相產品經氣相色譜分析其組成，結果發現，甲醇的選擇性達到77.9%。

實施例二：

稱取3g甘蔗渣和0.6g碳酸鈣，充分攪拌均勻后，裝填至兩端設置有開口（開口可關閉）反應管中部。往反應管中通入40ml/min的氮氣進行氣密性檢驗，合格后，繼續通氣3min，以排除反應管內部空氣。然后，使反應管中以80℃/min的升溫速率進行升溫，當溫度上升至100℃時，以0.4ml/min的流量從反應管一端開始通入丙酮，從反應管另一端由冰水浴冷卻收集反應流出液，升溫至終溫300℃停留1min后，停止實驗，即停止收集反應流出液，同時停止對反應管進行加熱以及通入氮氣和丙酮，反應管自然冷卻至室溫。收集到的液相產品經氣相色譜分析其組成，結果發現，甲醇的選擇性達到72.3%。