[發明專利]用離子液體催化玉米秸稈與玉米芯混合料制備糠醛的方法

在審

• 申請號: 201811220633.8
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN109485623A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 曲斌;孫勇;王智;劉志遠;程秋爽
• 申請（專利權）人: 東北農業大學
• 主分類號: C07D307/50
• 分類號: C07D307/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

用離子液體催化玉米秸稈與玉米芯混合料制備糠醛的方法屬于農業廢棄物利用技術；所述方法是：將玉米秸稈和玉米芯分別粉碎加工成1厘米以下的顆粒狀；將粉碎后的玉米秸稈和玉米芯與濃度3％的離子液體催化劑N，N，N—三乙基—3—磺丙烷—1—氯化銨依次按質量3：1：1的比例加入到高壓水解釜內，在130℃、0.2兆帕條件下催化水解反應2小時后，經萃取分離，得糠醛產品；本方法為玉米秸稈的綜合利用提供開發了一條新途徑，反應后玉米秸稈中纖維素轉化率高，離子液體催化劑可循環使用，減輕對環境的污染，反應溫度低，反應時間短，降低電耗，節約制備生產成本。

技術領域

本發明屬于農業廢棄物利用技術，主要涉及用離子液體催化玉米秸稈與玉米芯混合料制備糠醛的工藝技術。

背景技術

我國是農業大國，每年農業秸稈類廢棄物年產出量約為9億噸，除少量被用于飼料、燃料外，絕大多數被廢棄或者焚燒，許多地區廢棄量已占總量的80％以上，焚燒秸稈會產生顆粒物、一氧化碳、二氧化碳等污染物，在擴散條件不利情況下會對大氣造成污染。由于秸稈焚燒影響的一般都是低空空氣，因此對城市、鄉村空氣的污染更直接，這是導致重污染天氣霧霾形成的重要原因，不僅僅危害環境、浪費資源，同時還存在巨大安全隱患。玉米秸稈的綜合開發利用是解決上述問題的重要途徑。傳統的木質纖維素水解制備糠醛是在硫酸環境中進行，轉化效率低，對環境污染嚴重，且酸性溶液對反應器的腐蝕性很強，最重要的是水解過程產生大量酸性廢水。玉米秸稈內含有較多的木質纖維素，如何有效開發利用該原料成為本項目的研究方向。

發明內容

本發明的目的就是針對上述現有技術存在的問題，結合玉米秸稈綜合開發利用發展的需要，提出一種用離子液體催化玉米秸稈與玉米芯混合料制備糠醛的方法，達到為農業廢棄物的玉米秸稈綜合利用開創一條新用途、變廢為寶、處理過程環境污染輕、制備糠醛轉化率高的目的。

本發明的目的是這樣實現的:將玉米秸稈和玉米芯利用粉碎機分別粉碎加工成1厘米以下的顆粒狀；將粉碎后的玉米秸稈和玉米芯與濃度3％的離子液體催化劑N，N，N—三乙基—3—磺丙烷—1—氯化銨依次按質量3：1：1的比例加入到高壓水解釜內，在130℃、0.2兆帕條件下催化水解反應2小時后，經萃取分離，得糠醛產品。

本發明采用玉米秸稈為主要原料，改變了現有技術中只能利用玉米芯制備糠醛的局限，有效的利用了玉米秸稈，解決了玉米秸稈利用的難題，且反應后玉米秸稈中半纖維素的轉化率達到81.2％，轉化率高；同時，用離子液體代替傳統的硫酸做催化劑，由于離子液體催化劑為有機相，易分離循環使用，減少了催化水解過程產生的酸性廢水，降低了水解廢液對環境的污染，同時，催化過程降低了反應溫度，減少了反應時間，降低了對電能的消耗，節約了生產成本，為玉米秸稈的綜合開發利用提供開辟了一條新途徑。

具體實施方式

下面對本發明實施方案進行詳細描述。一種用離子液體催化玉米秸稈與玉米芯混合料制備糠醛的方法，將玉米秸稈和玉米芯利用粉碎機分別粉碎加工成1厘米以下的顆粒狀；將粉碎后的玉米秸稈和玉米芯與濃度3％的離子液體催化劑N，N，N—三乙基—3—磺丙烷—1—氯化銨依次按質量3：1：1的比例加入到高壓水解釜內，在 130℃、0.2兆帕條件下催化水解反應2小時后，經萃取分離，得糠醛產品。