[發明專利]一種乙酸的制備方法

有效

• 申請號: 202010004784.0
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111170844B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 張志軍;林曉娜;康文月;侯雪麗;李臻;張益
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: C07C51/00
• 分類號: C07C51/00;C07C53/08;C07D307/46;C10C5/00;B01J31/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙曉琳

本發明屬于生物質能利用技術領域，尤其涉及一種乙酸的制備方法。本發明以堿金屬乙酸鹽或堿土金屬乙酸鹽為催化劑，催化生物質熱解制備乙酸，工藝簡單，操作方便，且催化劑的價格低廉。本發明所用催化劑(堿金屬乙酸鹽或堿土金屬乙酸鹽)中的陽離子和陰離子均能催化生物質熱解生成乙酸，在陰陽離子的共同催化作用下，可大幅促進乙酸的生成，且所得產物組成較為簡單，其中乙酸的含量高達61.8％。

技術領域

本發明涉及生物質能利用技術領域，尤其涉及一種乙酸的制備方法。

背景技術

乙酸是一種重要的化工原料，廣泛用于生產乙酸乙烯、醋酸纖維素、醋酸酯和對苯二甲酸等，全球乙酸的年產量高達1000萬噸。目前，乙酸的生產工藝主要是貴金屬催化甲醇羰基化法合成乙酸。然而，甲醇主要由天然氣或煤通過蒸汽重整得到的合成氣整合而來。可見，傳統的乙酸生產工藝不符合低碳、綠色環保及可持續發展要求。

木質纖維素類生物質具有可再生、來源廣、總量大、無污染和價格低等優點，理論上可通過快速熱解轉化成生物燃油和高附加值的化學品。然而，生物質快速熱解形成的產物十分復雜，其中大部分產物的含量都低于1wt.％，使得分離提取技術困難，且經濟效益差。對生物質進行選擇性熱解可獲得理想的高附加值的化學品。乙酸是生物質熱解生成的典型產物，然而，生物質直接熱解產物復雜，乙酸含量低。為了實現生物質選擇性熱解制備乙酸，一般采用的方法是在熱解過程中引入合適的催化劑。目前，有文獻報道(Greenchemistry 2006，8，183-190；Bioresource technology 2013，144，172-178)，NaY、ZnCl₂等催化劑的應用可促進乙酸的生成，然而上述過程制備得到的乙酸通常是作為副產物形成，制得的乙酸含量低。也有文獻(Chemical Engineering ResearchDesign 2007，85，201-206，)采用水熱氧化法利用生物質來制備乙酸，且得到了可觀的乙酸收率。然而，該類方法需要O₂，H₂O₂和CuO等氧化劑，過程復雜。

發明內容

本發明的目的在于提供一種乙酸的制備方法，該制備方法簡便高效，能夠直接得到含乙酸產物，且乙酸的含量高。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種乙酸的制備方法，包括以下步驟：

在催化劑催化的條件下，將生物質進行熱解，得到乙酸；

所述催化劑為堿金屬乙酸鹽或堿土金屬乙酸鹽。

優選的，所述生物質包括葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖、低聚果糖、淀粉和纖維素中的一種或幾種。

優選的，所述堿金屬乙酸鹽為乙酸鉀、乙酸鈉或乙酸鋰；所述堿土金屬乙酸鹽為乙酸鈣或乙酸鎂。

優選的，所述生物質與催化劑的質量比為(1～20):1。

優選的，所述熱解的溫度為300～500℃，所述熱解的時間≤30s。

優選的，升溫至所述熱解的溫度的升溫速率為1～20℃/ms。

優選的，所述熱解在無氧條件下進行，所述無氧條件由惰性氣體提供。

優選的，所述熱解的催化方式包括混合法或浸漬法。

本發明提供了一種乙酸的制備方法，包括以下步驟：在催化劑催化的條件下，將生物質進行熱解，得到乙酸；所述催化劑為堿金屬乙酸鹽或堿土金屬乙酸鹽。