[發(fā)明專(zhuān)利]一種草本生物質(zhì)制備4-乙烯基苯酚的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811450225.1
• 申請(qǐng)日: 2018-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109320402A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖睿;熊露;張會(huì)巖;胡昌淞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C07C37/00
• 分類(lèi)號(hào): C07C37/00;C07C39/20
• 代理公司: 南京蘇高專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明提供了一種草本生物質(zhì)制備4?乙烯基苯酚的方法，該方法包括以下步驟：1)草本生物質(zhì)原料預(yù)處理：將草本生物質(zhì)原料浸漬在有機(jī)溶劑中，浸漬一定時(shí)長(zhǎng)后取出并干燥；2)4?乙烯基苯酚的制備：將步驟1)干燥處理后的草本生物質(zhì)原料放入高溫反應(yīng)器中，在惰性氣氛保護(hù)下快速升溫至270～360℃進(jìn)行閃速熱解，之后將熱解所生成的蒸氣產(chǎn)物快速冷凝即得到富含4?乙烯基苯酚的液體產(chǎn)物。本發(fā)明提供了一種草本生物質(zhì)通過(guò)熱解快速制備高純度4?乙烯基苯酚的新方法，其工藝簡(jiǎn)單，溶劑可進(jìn)一步處理后繼續(xù)使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種草本生物質(zhì)制備4-乙烯基苯酚的方法，屬于生物質(zhì)能利用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

4-乙烯基苯酚(4-VP)是一種非常重要的化學(xué)品，廣泛應(yīng)用于油墨、樹(shù)脂、橡膠、食品香料及醫(yī)用等行業(yè)，此外也可作為聚合物的單體，合成聚4-乙烯基苯酚等。目前，純度為90％的4-乙烯基苯酚，每克價(jià)格高達(dá)360元。4-乙烯基苯酚主要通過(guò)4-乙基苯酚600℃在氧化鉻/氧化鋁催化下脫氫獲得，整個(gè)過(guò)程不僅需要很高的溫度以及能耗，還要使用昂貴的金屬催化劑，此外4-乙基苯酚是從不可再生的化石資源中制取，因而生產(chǎn)4-乙烯基苯酚的原料是不可再生。生物質(zhì)能作為一種潔凈而又可再生的能源，是唯一可替代化石能源制取化工原料或者高附加值化學(xué)品的碳資源；生物質(zhì)熱解生物油中含有大量高價(jià)值的化學(xué)物質(zhì)，可以替代化石能源制取一些化學(xué)品，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的資源化、高值化利用。4-乙烯基苯酚是一種缺少甲氧基的物質(zhì)，主要來(lái)源于木質(zhì)素中的對(duì)羥苯基結(jié)構(gòu)，草本生物質(zhì)含有大量的對(duì)羥苯基型木質(zhì)素單體，因此草本生物質(zhì)熱解生物油中含有4-乙烯基苯酚。

草本生物質(zhì)低溫?zé)峤庵饕a(chǎn)物有4-乙烯基苯酚、糠醛和乙酸等。Qu等在《Selective production of 4-vinylphenol by fast pyrolysis of herbaceousbiomass》文獻(xiàn)中報(bào)道了多種草本生物質(zhì)(甘蔗渣、玉米秸稈、竹子、稻殼、稻草、棉花稈等)在低溫下進(jìn)行熱解，甘蔗渣熱解得到的4-乙烯基苯酚收率最高。Zhang等在《甘蔗渣兩級(jí)快速熱解特性研究》文獻(xiàn)中報(bào)道了甘蔗渣兩級(jí)快速熱解，低溫一級(jí)熱解產(chǎn)物富含4-乙烯基苯酚。Ye等在《禾本科生物質(zhì)選擇性熱解制備4-乙烯基苯酚的研究》文獻(xiàn)中報(bào)道了玉米桿不同部位熱解制備4-乙烯基苯酚的研究，結(jié)果表明，玉米芯更適合制備4-乙烯基苯酚。目前，對(duì)于生物質(zhì)熱解制備4-乙烯基苯酚的研究主要是在裂解-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀(Py-GC/MS)上進(jìn)行，而在更接近工業(yè)化的固定床和流化床上的研究較少，這些裝置中由于二次反應(yīng)難以控制，目標(biāo)產(chǎn)品收率會(huì)大幅降低，需要添加合適的催化劑提高產(chǎn)品純度和收率。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明的目的是提供一種草本生物質(zhì)制備4-乙烯基苯酚的方法，該方法可以實(shí)現(xiàn)低溫?zé)峤獠荼旧镔|(zhì)制備高純度4-乙烯基苯酚，實(shí)現(xiàn)了草本生物質(zhì)高值化利用，開(kāi)辟了一條大規(guī)模生產(chǎn)4-乙烯基苯酚的新途徑。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種草本生物質(zhì)制備4-乙烯基苯酚的方法，該方法包括以下步驟：

1)草本生物質(zhì)原料預(yù)處理：將草本生物質(zhì)原料浸漬在有機(jī)溶劑中，浸漬一定時(shí)長(zhǎng)后取出并干燥；

2)4-乙烯基苯酚的制備：將步驟1)干燥處理后的草本生物質(zhì)原料放入高溫反應(yīng)器中，在惰性氣氛保護(hù)下快速升溫至270～360℃進(jìn)行熱解，之后將熱解所生成的蒸氣產(chǎn)物快速冷凝即得到富含4-乙烯基苯酚的液體產(chǎn)物。

其中：

所述的將草本生物質(zhì)原料浸漬在有機(jī)溶劑中，用以改變生物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

所述的草本生物質(zhì)原料的粒徑不大于0.5mm。

步驟1)所述的有機(jī)溶劑為純?nèi)芤海N類(lèi)為丙酮、甲醇或者甲苯。

步驟1)所述的浸漬一定時(shí)長(zhǎng)后取出草本生物質(zhì)原料并干燥中，浸漬過(guò)程的時(shí)長(zhǎng)為1～24h，浸漬過(guò)程的溫度為室溫。