[發明專利]一種生物質催化熱解制備4-乙基-2-甲氧基苯酚的方法

有效

• 申請號: 201410559021.7
• 申請日: 2014-10-21
• 公開（公告）號: CN104447231B
• 公開（公告）日: 2016-10-12
• 發明（設計）人: 董長青;張智博;陸強;陳晨;李文濤;張蕓;檀勤良
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: C07C43/23
• 分類號: C07C43/23;C07C41/01
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技術領域

本發明屬于生物質能的利用領域，具體涉及一種利用鈀系催化劑催化熱解生物質制備4-乙基-2-甲氧基苯酚的方法。

背景技術

4-乙基-2-甲氧基苯酚，別名4-乙基愈創木酚、2-甲氧基-4-乙基苯酚，CAS號：2785-89-9，具有如下結構：

4-乙基-2-甲氧基苯酚具有醬油味、煙熏味及溫和的烤肉味，是國標(GB2760-2011)規定可以使用的食用香料。天然產品主要存在于各種木材的蒸餾液中，或吐魯香脂和秘魯香脂、番茄、咖啡、白蘭地、朗姆酒、威士忌中，是非常重要的天然致香成分。4-乙基-2-甲氧基苯酚主要用作配制各種醬香型、濃香型酒類香精，醬油、肉類、果制品的加香劑和增香劑。

目前，4-乙基-2-甲氧基苯酚的制備方法主要是以愈創木酚為原料，在催化劑存在的條件下使之發生傅克反應得到。這類方法一般都需要加熱加壓，反應條件苛刻，所用催化劑一般為酸或者氯化物，對設備腐蝕嚴重。此外，副反應不易控制，后處理工藝會產生大量廢水污染環境。

作為唯一含有苯環的可再生資源，生物質有潛力替代化石資源作為原料制備酚類化合物。在生物質熱解過程中，木質素分解會形成多種酚類產物，4-乙基-2-甲氧基苯酚一般僅是其中一種極少量的產物(甚至在一些熱解液體產物中檢測不到4-乙基-2-甲氧基苯酚)。中國專利申請號CN201210105766.7公開了一種直接從稻草生物油中提取4-乙基-2-甲氧基苯酚的方法。該方法是以稻草生物油為原料，經過生物油堿洗、過濾、在濾液中加酸酸化、有機溶劑萃取、油相產物堿液蒸餾除溶劑、粗產品減壓蒸餾等步驟，在98～100℃范圍內收集餾分得到4-乙基-2-甲氧基苯酚。該方法的提取過程步驟繁多極為復雜，且在提取過程中需要用到多種酸、堿和有機溶劑，廢液較多不易處理。總的來說，將生物質首先熱解獲得常規生物油(組成極為復雜)，然后再從復雜生物油中提取4-乙基-2-甲氧基苯酚不僅技術復雜，沒有很好的經濟性，而且產生的廢液易對環境造成污染。因此，如何優化生物質催化熱解的過程從而直接獲得富含4-乙基-2-甲氧基苯酚的液體產物是亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種利用鈀系催化劑催化熱解生物質制備4-乙基-2-甲氧基苯酚的方法。

根據本發明提供的方法，是以生物質為原料，將生物質和鈀系催化劑按照質量比為(10∶1)～(1∶3)進行機械混合，然后在無氧條件下于280～400℃進行快速熱解，對熱解氣進行冷凝后即可得到富含4-乙基-2-甲氧基苯酚的液體產物。

優選的，所述生物質原料為松科、杉科、柏科或南洋杉科生物質。

更優選的，所述生物質原料包括金錢松、華山松、銀杉、落葉松、雪松、云杉、柳杉、水杉、落羽杉、池杉、圓柏、金鐘柏、杜松、龍柏、南洋杉、巴西松、考里松中的至少一種。

優選的，所述鈀系催化劑包括載體以及負載在載體上的鈀金屬，具體的制備方法如下：

首先稱取一定質量的硝酸鈀溶于去離子水中，待完全溶解后，向溶液中加入一定量的催化劑載體，在攪拌的條件下緩慢滴入氨水，直至pH值達到9～10，繼續在室溫下攪拌12h后過濾，濾餅于100℃下干燥，最后將干燥后得到的固體在保持一定還原溫度的氫氣氣氛下還原，即得負載鈀的固體催化劑。

更優選的，所述催化劑載體為氧化硅、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、硅藻土、高嶺土、多孔分子篩、活性炭中的一種或者上述物質的任意組合。

更優選的，所述負載在載體上的鈀金屬的質量百分比為0.5％～10％。

更優選的，所述干燥為干燥箱干燥，干燥時間為4～24h。

更優選的，所述氫氣氣氛為純氫氣或者氫氣和惰性氣體的混合氣。

更優選的，所述還原溫度為260～300℃，保溫時間為2～4h。

優選的，所述無氧條件是指反應體系維持在惰性無氧保護氣體環境下。

優選的，所述熱解反應的升溫速率不低于100℃/s。

優選的，所述熱解反應的時間不超過60s。

本發明的有益效果為：