[發明專利]一種生物質基制備乙酰丙酸甲酯的方法

在審

• 申請號: 201711180854.2
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN107973709A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 莫祖勇
• 申請（專利權）人: 莫祖勇
• 主分類號: C07C51/00
• 分類號: C07C51/00;C07C59/185;C07C67/08;C07C69/716
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 楊立,付倩

技術領域

本發明涉及生物質原料制備技術領域，尤其涉及一種生物質基制備乙酰丙酸甲酯的方法。

背景技術

乙酰丙酸甲酯是一種淡黃色、透明油狀化合物，是一種高效能柴油添加劑，也可作為清潔燃料單獨使用。產品質量達EN590標準要求，排放達ULSD 標準要求。該產品可減少96％的溫室氣體排放，在歐洲允許以65％的比例與石油柴油摻合使用，與油脂生物柴油相比，成本下降50％，銷價卻高30 ％以上。且具有可生物降解、低凝、氧化安定性好等特點，是高檔柴油燃料的發展方向。

近年來，固體酸催化劑作為一類綠色環保的催化劑被廣泛應用于催化脫水、烷基化、異構化、酯化、裂解等反應過程中，它具有易與產物分離、不腐蝕設備、不污染環境和可重復使用等諸多優點。目前研究最為廣泛的是硫酸根促進的金屬氧化物催化劑，該類固體酸已在許多酸催化反應中表現出良好的催化活性和熱穩定性，因而格外受到國內外科技工作者的青睞。Frank Rataboul和Nadine Essayem報道了用固體酸催化劑在超臨界甲醇中(300 ℃/10MPa/1min)直接轉化纖維素制備乙酰丙酸甲酯，發現在CsxH3-xPW12O40 或SO42-/ZrO2催化下乙酰丙酸甲酯得率接近20％。但是該反應條件是苛刻的，要求在較高的溫度和壓力下進行反應。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種生物質基制備乙酰丙酸甲酯的方法，制備的乙酰丙酸甲酯的純度高，收率高。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種生物質基制備乙酰丙酸甲酯的方法，包括以下步驟：

(1)將生物質置于第一個反應釜中，在220～240℃、濃度為1.15％～ 3.15％H₂SO₄條件下水解13.5～18s；

(2)將步驟(1)的產物置于第二個反應釜中，混合物在200～215℃、 3％～7％H₂SO₄條件下水解20～30min生成乙酰丙酸；

(3)乙酰丙酸與甲醇在催化劑內酯化生成，其中，酯化反應溫度為 110-130℃，絕對壓力為2-3MPa，酯化反應時間為1.5-3小時。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，所述步驟(1)中，所述生物質在第一反應釜中的水解反應的溫度為230-235℃，絕對壓力為2.3-2.5MPa，時間為16-18秒。

進一步，所述步驟(2)中，所述生物質在第二反應釜中的水解反應的溫度為200-205℃，絕對壓力為1.2-1.4MPa，時間為15-20min。

進一步，所述步驟(3)中，所述催化劑為質量百分比濃度為8-14％的醋酸鋅溶液，所述醋酸鋅溶液與植物秸稈的重量份配比為(0.3-0.5)：1。

進一步，所述步驟(3)中，所述催化劑為質量百分比濃度為8-14％的 H₂SO₄溶液，所述H₂SO₄溶液與植物秸稈的重量份配比為(0.2-0.4)：1。

本發明的有益效果是：本發明制備的乙酰丙酸甲酯的純度高，收率高，以廢棄物秸桿類生物質為原料，既節約生產成本又減少了環境污染，還創造了更高的經濟價值，為工業化生產乙酰丙酸甲酯和植物秸稈的綜合利用提供了現實途徑。

具體實施方式

以下對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。

實施例一

本實施例生物質基制備乙酰丙酸甲酯的方法包括以下步驟：

(1)將生物質置于第一個反應釜中，在220℃、濃度為1.15％H₂SO₄條件下水解13.5；

(2)將步驟(1)的產物置于第二個反應釜中，混合物在200℃、3％H₂SO₄條件下水解20min生成乙酰丙酸；

(3)乙酰丙酸與甲醇在催化劑內酯化生成，其中，酯化反應溫度為110 ℃，絕對壓力為2MPa，酯化反應時間為1.5小時，所述催化劑為質量百分比濃度為8％的醋酸鋅溶液，所述醋酸鋅溶液與植物秸稈的重量份配比為0.3： 1。

實施例二

本實施例生物質基制備乙酰丙酸甲酯的方法包括以下步驟：

(1)將生物質置于第一個反應釜中，在240℃、濃度為3.15％H₂SO₄條件下水解18s；