[發明專利]一種生物質基多元醇加氫提質的方法

有效

• 申請號: 201710855363.7
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN107570158B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 陳新德;郭海軍;張海榮;陳雪芳;彭芬;黃超;熊蓮;黎海龍;王璨;黃前霖
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: B01J23/755
• 分類號: B01J23/755;B01J37/02;B01J37/16;C08G18/28
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 方燕;朱聰聰

本發明公開了一種生物質基多元醇加氫提質的方法，包括如下步驟：將木質纖維素類生物質液化所得生物質基多元醇、負載型非晶態合金催化劑和溶劑混合均勻，使用氮氣將反應容器內的空氣置換，充入氫氣至壓力為0.5～5.0MPa，升溫至80～180℃，反應0.5～10h，得到加氫提質后的生物質基多元醇。本發明針對木質纖維素類生物質經液化所得生物質基多元醇進行加氫提質，可有效調節生物質基多元醇的羥值，使生物質基多元醇的顏色變淺，加氫過程中的羥基化合物穩定，羰基化合物脫除率較高，有助于提高下游聚氨酯泡沫產品的品質。

技術領域：

本發明屬于能源化工技術領域，具體涉及一種生物質基多元醇加氫提質的方法。

背景技術：

多元醇包括甘油、乙二醇、山梨醇、木糖醇、甘露醇、麥芽糖醇等。長久以來，多元醇在化學化工行業有著非常重要的意義。如乙二醇不僅是生產滌綸和炸藥的原料，在食品和醫藥行業也應用廣泛；甘油不僅是制備炸藥的原料，在塑料、化妝品等行業也應用頗多。傳統的多元醇制備原料多源于石油和天然氣等資源，但隨著石油、天然氣等資源的日漸短缺和人們環保意識的增強，資源和環境的雙重問題大大推動了人們研究可再生的生物質資源，比如油脂、淀粉、木質纖維素等。

我國擁有豐富的木質纖維素類生物質資源，如農作物秸稈。秸稈通過熱化學液化可得到液化產物(生物質基多元醇)，利用該生物質基多元醇可以制備聚氨酯等多種化工產品，發展和利用生物質基多元醇對緩解石油供需緊張和環境污染問題具有重要意義。液化是實現生物質高值化轉化的主要方式之一。常用的液化溶劑主要有苯酚、多元醇和環狀碳酸鹽。苯酚作為液化溶劑得到的液化產物中含有大量的酚羥基，可用于制備酚醛樹脂和環氧樹脂等材料。然而，由于苯酚具有較強的腐蝕性，操作具有一定的危險，對環境不利。環狀碳酸鹽則由于成本較高難以實現產業化應用。因此，無毒環保的醇類溶劑是生物質液化的理想溶劑。目前，用于生物質液化的醇類溶劑主要有乙二醇、二甘醇、甘油等小分子醇和聚乙二醇等大分子醇，或者它們的混合物，得到的液化產物為富含活性羥基的生物質基多元醇。然而，所得到的生物質基多元醇中除了醇類和酚類等羥基化合物之外，還含有醛、酮、羧酸及其衍生物等羰基化合物。這些羰基化合物約占生物質降解產物的10％左右，主要有2-(2-羥乙氧基)乙酸乙酯、5-羥甲基呋喃乙酯、乙酰丙酸丁酯、糠醛、乙酸等，導致生物質基多元醇的顏色較深。并且，這些羰基化合物可與異氰酸酯進行“封閉”反應，生成一些較為穩定的副產物，同時由于這些羰基化合物的含量較高，從而影響下游聚氨酯材料的性能。為此，有必要通過合適的方法將生物質基多元醇中的羰基化合物轉變為羥基化合物，以提高生物質基多元醇的品質，從而獲得性能更佳的聚氨酯材料。

發明內容：

本發明的目的是提供一種生物質基多元醇加氫提質的方法，以便有效降低生物質基多元醇中羰基化合物的含量，并且保持其中的羥基化合物含量不變或增大，同時使生物質基多元醇的顏色明顯變淺。

本發明提供一種生物質基多元醇加氫提質的方法，包括如下步驟：將木質纖維素類生物質液化所得生物質基多元醇、負載型非晶態合金催化劑和溶劑混合均勻，密閉反應容器，使用氮氣將反應容器內的空氣置換4次，再使用氫氣置換3次，保證反應容器內的空氣得以完全置換，然后充入氫氣至壓力為0.5～5.0MPa，升溫至80℃～180℃，攪拌條件下反應0.5～10h，得到加氫提質后的生物質基多元醇。

本發明提供的生物質基多元醇加氫提質的方法以木質纖維素類生物質液化所得生物質基多元醇為底物，水為溶劑，在負載型非晶態合金催化劑作用下，有效降低生物質基多元醇中羰基化合物的含量，并且保持其中的羥基化合物含量不變或增大，有助于提高下游聚氨酯泡沫產品的品質。