[發明專利]一種催化乙醇溶劑熱分解分離麥草組分的方法

有效

• 申請號: 201910082901.2
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109797592B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 李金寶;宋特;修慧娟;馮盼;張美云;岳小鵬;薛白亮;王文亮
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: D21C5/00
• 分類號: D21C5/00;D21C3/04;D21C3/00;D21C3/22;C08B37/14;C08H7/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種催化乙醇溶劑熱分解分離麥草組分的方法，包括以下步驟：首先將磷酸和過氧化氫混合物與乙醇溶液混合均勻制得反應溶液，然后按固液比為1:10～1:18將麥草與反應溶液混合、反應，得到固液混合物；然后對固液混合物進行固液分離，得到固相產物和液相產物；其次采用乙醇溶液對固相產物進行洗滌，得到粗纖維素組分；最后采用水對液相產物進行稀釋沉淀、分離后，得到固相組分和液體部分；固相組分為乙醇木素，液體部分為半纖維素的降解產物；本發明通過在乙醇溶劑熱分解分離麥草過程中加入磷酸/過氧化氫雙組份催化體系，提高了麥草三大組分纖維素、半纖維素和木素的分離效率，實現更好的分離效果。

技術領域

本發明屬于木素生物質精煉技術領域，特別涉及一種催化乙醇溶劑熱分解分離麥草組分的方法。

背景技術

木素生物質組分的高效分離，是秸稈類生物質資源深度精煉和高值化利用的前提。目前，秸稈類生物質資源高值化利用尚缺乏有效的組分分離技術，現有的酸水解、堿水解、機械粉碎、蒸汽爆破、超臨界水解、酶水解等技術，雖具有一定效果，仍難以實現高效、環保、低能耗的統一。乙醇溶劑法在分離木素生物質組分方面具有明顯的優勢，首先，乙醇溶劑能夠有效分離木素生物質的三大組分，得到純度較高和反應活性較強的乙醇木素、易于酶解的纖維素組分和用途廣泛的半纖維素糖類產品；其次，乙醇溶劑易于回收，并回用于分離過程，實現清潔化分離；但是，目前乙醇溶劑法分離木素生物質時木素脫除率較低，分離效果較差；要達到同一分離效果的情況下，所需的溫度，壓力和反應時間都會增加，這不僅對設備的要求更高，而且也增加了運行成本。

發明內容

針對現有技術中存在的不足及缺陷，本發明的目的在于提出一種催化乙醇溶劑熱分解分離麥草組分的方法，以提高麥草三大組分纖維素、半纖維素和木素的分離效率，實現較好的分離效果。

本發明提出以下的技術方案：

一種催化乙醇溶劑熱分解分離麥草組分的方法，包括以下步驟：

步驟1、將磷酸和過氧化氫與乙醇溶液混合均勻，得到反應溶液；然后將麥草與反應溶液混合、反應，得到固液混合物；

步驟2、對步驟1中得到的固液混合物進行固液分離，得到固相產物和液相產物；

步驟3、采用乙醇溶液對固相產物進行洗滌，得到粗纖維素組分；采用水對液相產物進行稀釋沉淀、分離，得到固相組分和液體部分；固相組分為乙醇木素，液體部分為半纖維素的降解產物。

進一步的，步驟1中反應溶液中的磷酸和過氧化氫的總濃度為0.01-0.03mol/L。

進一步的，磷酸和過氧化氫的質量比為3:7～7:3。

進一步的，步驟1中麥草與反應溶液按固液比為1:10～1:18混合。

進一步的，步驟1中的乙醇溶液中的乙醇的質量分數為40％～65％。

進一步的，步驟1中將麥草與反應溶液混合后置于反應釜中進行反應，反應條件為：溫度為170～190℃、轉速為200～600rpm，反應時間為60～100min。

進一步的，步驟3中乙醇溶液的濃度和步驟1中的乙醇溶液的濃度相同，步驟3中的乙醇溶液的質量分數為40％～65％。

進一步的，步驟3中對液相產物進行稀釋沉淀時，水與液相產物的體積比為3:1-6:1。

進一步的，一種催化乙醇溶劑熱分解分離麥草組分的方法，包括以下步驟：

步驟1、將磷酸和過氧化氫與質量濃度為50％的乙醇溶液混合，得到反應溶液；其中，反應溶液中磷酸和過氧化氫的總濃度為0.02mol/L，磷酸和過氧化氫的質量比為5:5；

步驟2、將麥草與步驟1中反應溶液混合后，置于反應釜中在溫度190℃、轉速為350rpm的條件下，反應時間為90min，反應后得到固液混合物；