[發(fā)明專利]糠醛生產(chǎn)中聯(lián)產(chǎn)高附加值產(chǎn)品的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410433618.7
• 申請(qǐng)日: 2014-08-29
• 公開（公告）號(hào): CN104292192A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹吉祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)南米鐸碳新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): C07D307/50
• 分類號(hào): C07D307/50;C08H7/00;D21B1/36
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 張貴賓

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及糠醛生產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及一種糠醛生產(chǎn)中聯(lián)產(chǎn)高附加值產(chǎn)品的方法。

背景技術(shù)

糠醛本身在工業(yè)上有重要用途。另外，糠醛還可以通過氫化、氧化、氯化、硝化和縮合等制備大量衍生產(chǎn)品。目前以糠醛為原料制得的衍生物有1600多種，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。其下游產(chǎn)品覆蓋石油化工、合成樹脂、食品、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成纖維等行業(yè)。

迄今為止，糠醛只能由農(nóng)林廢料、玉米芯、甘蔗渣等植物纖維原料通過水解制得。玉米芯硫酸催化水解工藝為我國(guó)糠醛生產(chǎn)的主流工藝，主要是半纖維素中含有的戊聚糖在酸催化下首先水解生成戊糖，戊糖再經(jīng)過酸催化脫水生產(chǎn)糠醛。但是玉米芯水解時(shí)伴有多種副反應(yīng)發(fā)生，糠醛收率低、難分離提純；大約11噸玉米芯生產(chǎn)1噸糠醛，企業(yè)利潤(rùn)低；同時(shí)，生產(chǎn)中用到大量硫酸，給環(huán)境帶來(lái)很大壓力。

公開號(hào)為“CN?101302206?A”的發(fā)明專利公開了一種玉米制糠醛方法，該制作工藝包括抖料（玉米固體料與酸（6~8%的稀酸）固液比為1:0.4）、酸水解（溫度為145~230℃，時(shí)間為6小時(shí)）、蒸汽處理劑冷凝、蒸餾、中和、精制。

木糖生產(chǎn)與糠醛生產(chǎn)類似，也采用玉米芯為原料，稀硫酸水解，得率也與糠醛相近。二者不同之處主要在后期的純化工藝。

事實(shí)上，糠醛、木糖生產(chǎn)過程中僅用了玉米芯中的半纖維素組分，而附加值更高的纖維素、木質(zhì)素等組分則成了廢渣（糠醛渣、木糖渣），污染了環(huán)境，成為企業(yè)的負(fù)擔(dān)。而且經(jīng)酸水解后，糠醛渣、木糖渣中的纖維素、木質(zhì)素已部分碳化，且分子結(jié)構(gòu)被嚴(yán)重破壞。因而，糠醛、木糖生產(chǎn)工藝必須改變。

發(fā)明內(nèi)容

為了彌補(bǔ)以上不足，本發(fā)明提供了一種工藝簡(jiǎn)單，環(huán)境友好，成本低且纖維素、木質(zhì)素可從玉米芯中分離出來(lái)，進(jìn)而對(duì)纖維素和木質(zhì)素加工利用生產(chǎn)多種高附加值產(chǎn)品的糠醛生產(chǎn)中聯(lián)產(chǎn)高附加值產(chǎn)品的方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種糠醛生產(chǎn)中聯(lián)產(chǎn)高附加值產(chǎn)品的方法，包括以下步驟：

1）玉米芯中半纖維素的提取及糠醛制備

將玉米芯粉碎并置于汽爆分離機(jī)中，向所述汽爆分離機(jī)中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5~10%的堿液，封閉所述分離機(jī)并通入蒸汽，對(duì)玉米芯進(jìn)行第一次汽爆分離；所述第一次汽爆分離的條件為：溫度20~200℃、壓力0.1~2MPa、時(shí)間3~60min；所述第一次汽爆分離完畢后，對(duì)噴放出的物料進(jìn)行壓濾，壓濾后所得第一清液即為半纖維素粗液，收集第一固渣；向所述半纖維素粗液中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%~12%的稀硫酸，并在140~240℃下，水解2~7?h，提純得糠醛；

2）玉米芯中纖維素與木質(zhì)素的提取

將步驟1）所得第一固渣置于所述汽爆分離機(jī)中，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3~25%的堿液，封閉汽爆分離機(jī)并通入蒸汽，對(duì)步驟1）所得第一固渣進(jìn)行第二次汽爆分離；所述第二次汽爆分離的條件為：溫度80~200℃、壓力0.2~2.5MPa、時(shí)間5~200min；所述第二次汽爆分離完畢后，對(duì)噴放出的物料進(jìn)行壓濾，壓濾后所得第二清液即為木質(zhì)素粗液，壓濾后所得第二固渣為粗纖維素。

所述的汽爆分離機(jī)即為用于蒸汽爆破玉米芯的設(shè)備，又稱為汽爆罐。

作為優(yōu)選方案，步驟1）中所述半纖維素粗液與所述稀硫酸的體積比為200:1~500:1。

優(yōu)選的，還包括纖維素和木質(zhì)素的純化過程：

a纖維素的純化

采用pH7.5~12的堿液清洗步驟2）所述粗纖維素，清洗至少兩次，得純化的纖維素；

b木質(zhì)素的純化

向步驟2）所得的木質(zhì)素粗液中加入絮凝劑，過濾所得固體即為純化的木質(zhì)素。

優(yōu)選的，所述第一次汽爆分離和第二次汽爆分離前向所述汽爆分離機(jī)中加入的堿液為NaOH或KOH的水溶液。

作為優(yōu)選，纖維素的純化過程中所述的堿液為NaOH或KOH的水溶液。

作為優(yōu)選，木質(zhì)素的純化過程中所述絮凝劑為鹽酸、硫酸、有機(jī)酸或聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁等。

優(yōu)選的，所述木質(zhì)素被進(jìn)一步加工成樹脂、建材、活性炭、脫硫劑、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等。

優(yōu)選的，所述纖維素被進(jìn)一步加工成紙漿、膳食纖維、纖維素衍生品、乙二醇、丁二酸、燃油等。

本發(fā)明的有益效果為：