[發明專利]一種木質素油制備烷基苯酚和烷基二酚的方法

在審

• 申請號: 201910072856.2
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109942378A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 王艷芹;董琳;劉曉暉
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C07C37/54
• 分類號: C07C37/54;C07C39/06;C07C39/08;C07C37/52;C07C39/04;B01J27/195;B01J23/68;B01J23/89;B01J23/20;B01J27/24
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本發明涉及一種木質素油制備烷基苯酚和烷基二酚的方法。該方法以木質素油為原料，在鈮基材料負載的金屬催化劑的作用下，在間歇式反應釜、固定床、流化床等設備中選擇性加氫脫氧得到以烷基苯酚和烷基二酚為主的酚類產品。木質素油是以各種方法分離得到的木質素和含有木質素成分的木質纖維素為原料，通過解聚方法得到的。原料來源廣泛，成本低廉。同時，產品單一，副產物少，分離簡單，減少了分離的能耗。此外，酚類化合物是重要的化工產品，進一步催化裂化可以得到苯酚和烯烴，具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明提供一種木質素油制備烷基苯酚和烷基二酚的方法，以木質素油為原料，在鈮基材料負載的金屬催化劑的作用下，選擇性加氫脫氧得到以烷基苯酚和烷基二酚為主的酚類產品。屬于利用木質素合成化學品的研究領域。

背景技術

當前能源短缺與環境污染問題日益突出，開發可以替代化石能源的可再生資源迫在眉睫。生物質來源廣泛，價廉，以生物質為原料制備燃料和精細化學品的新技術受到全世界科學家的重視。木質素作為生物質的主要組成部分，是木質纖維素類生物質水解發酵制備乙醇工業和紙漿造紙工業的主要副產物。由于木質素高度無規則的聚合結構以及其穩定的結構，很難得充分利用，大部分木質素作為工業殘渣直接燃燒，變成了環境污染物，給環境帶來了很大壓力。因此，木質素高效地轉化為液體燃料或化學品對提高生物質碳資源的利用率有著重要意義。

木質素是一種具有三維結構的芳香族高分子聚合物，由多個苯丙結構單元（包括對羥苯基丙烷、愈創木基丙烷、丁香基丙烷等）組成，理論上，可以將木質素定向解聚或催化液化為酚類化合物進行利用。由于木質素解聚出來的酚類化合物種類繁多，采用傳統的分離方法，很難將其中的一種或幾種產物進行提純。將木質素基酚類化合物（丙基苯酚、愈創木酚、丁香酚等）進一步轉化成高附加值且易分離的化學品具有重要意義。在進一步轉化中，傳統的加氫裂化方法，不僅反應條件苛刻，耗氫量大，而且會造成木質素中含氧官能團的消失，導致產物的附加值降低且產物的質量收率降低。因此，將木質素制備出單一的含氧化合物成為了很大的挑戰。苯酚作為重要的有機化工原料，可以用來制備酚醛樹脂、己內酰胺、雙酚A等化工產品及中間體，在合成橡膠、醫藥、燃料、涂料和煉油等工業中有著重要用途。此外，苯酚還可用作溶劑、生物試劑和消毒劑，具有廣泛的應用前景。將木質素制備成高價值的苯酚，不僅可以減少環境污染，而且具有很大的經濟性。

目前研究較多的是木質素油提取，丙基苯酚脫丙基反應生產苯酚也有研究，而木質素油脫氧加氫到苯基苯酚類混合物這一過程雖然有研究，但是收率不高。 中國專利（CN106753549A）采用了Pd或Pt/Nb₂O₅-SiO₂為催化劑，將木質素先解聚成輕質酚類化合物，然后再加氫脫氧制備烴類化合物，但產物中以環烷烴、烷基環烷烴為主，造成了苯環的環加氫和含氧官能團的消失，其產物附加值不高。中國專利（CN 104744204A）采用雙活性組分催化劑，以水為溶劑，在180~350oC于氫氣氣氛催化木質素加氫脫氧得到C₆-C₉的芳香烴，但產物中依然不能保留含氧官能團，導致產物的質量收率減少且產物附加值降低。中國專利（CN107903144A）采用金屬負載型Nb₂O₅催化劑，在氫氣壓力2~4MPa，溫度100~250℃條件下對木質素基酚類化合物加氫脫氧，得到以環烷烴為主要成分的碳氫化合物以及少量的芳烴。以上方法雖然可以將木質素解聚、加氫得到芳烴和環烷烴，但失去了含氧官能團，產品附加值低，且產物質量收率降低。

本發明所述催化體系實現了從木質素油出發制備高附加值的烷基苯酚和烷基二酚，收率高；經進一步催化裂化可以得到苯酚和烯烴，附加值高。本發明的木質素油原料來源廣泛，不需要進行預處理，且反應條件相對溫和，具有廣泛的應用前景。

發明內容