[發明專利]基于烘焙預處理木質素催化熱解制備烷基酚的方法

有效

• 申請號: 202010596524.7
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111778074B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 陳登宇;岑珂慧;章一蒙;周建斌;高雯然
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: C10L1/02
• 分類號: C10L1/02;B01J29/40
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水

本發明提出的是一種基于烘焙預處理木質素催化熱解制備烷基酚的制備方法，包括如下步驟：1）木質素的預處理；2）木質素催化劑的制備；3）烷基酚的制備。本發明的優點在于：通過烘焙預處理、催化劑優化以及協同反應物等途徑實現了烷基酚的高選擇，得率大大提高，同時大大減少了積碳，保證了催化效果的持久性。

技術領域

本發明涉及的是一種基于烘焙預處理木質素催化熱解制備烷基酚的方法，屬于生物質材料制備技術領域。

背景技術

木質素在木質纖維素生物質中的含量居于第二位，木質素衍生的生物質油或者化學品可以大大提高整個生物質精煉過程的經濟性，由于木質素具有的獨特結構和豐富芳香族單元含量，一直被認為是生產生物質芳香族化合物的潛在原料。

目前，木質素在各種催化劑的催化作用下熱解產生高品質化學品的技術已在生物質材料技術領域內逐漸起步，其產物的分布與產率完全依賴于催化劑的酸度和孔徑，催化熱解模式以及反應器設計和反應條件。但是技術成熟性、產物產率、高選擇性以及催化劑持久性，一直制約著木質素向高質化學品轉化的發展。據報道，目前95%的工業木質素還是以燃燒為主的利用方式，實用木質素選擇性的生產烷基酚的技術更少。現有技術中雖有利用木質素衍生物酚類化學物與甲醇共協同，在pt/HZSM-5的催化劑作用下通過加氫脫氧和甲醇原味催化轉化為烷基酚的技術，但是實際生產時烷基酚的產量僅達到16.3%，遠不能滿足目前市場的需求。

發明內容

本發明的目的在于克服現有木質素催化生產方法存在的上述缺陷，提出一種基于烘焙預處理木質素催化熱解制備烷基酚的方法，采用經過烘焙處理過的杏殼堿木質素為原料，以負載ZnO的HZSM-5為催化劑，在丙酮的協同作用下，經立式快速熱解爐，制備高選擇性、高得率烷基酚的生物質油。

本發明的技術解決方案：基于烘焙預處理木質素催化熱解制備烷基酚的方法，包括以下步驟：

1）木質素的預處理：將木質素送入管式爐，在氮氣保護下于管式爐中下加熱至一定溫度，保溫、冷卻后，得到預處理后的木質素，通過合理的溫度的預處理可以對木質素進行初步熱解，預脫氧，也就是脫水和脫酸；

2）木質素催化劑的制備：稱取硝酸鋅，充分攪拌溶解在去離子水中，得到硝酸鋅溶液，稱取HZSM-5加入硝酸鋅溶液中，在室溫下攪拌浸漬得到混合溶液；將浸漬后的混合溶液加熱旋轉蒸發，干燥后得到的固體放入馬弗爐高溫煅燒，冷卻至室溫并粉碎，得到催化劑；

3）烷基酚生物質油的制備：將步驟2）制備的催化劑與步驟1）制備的預處理后的木質素加入丙酮混合攪拌均勻，裝入立式快速熱解爐，密閉后通入氮氣排空加熱爐內空氣，然后快速升溫并保持一段時間后，從與加熱爐連接的冷卻槽中收集生物質油，即得到高選擇性烷基酚生物質油。

與現有技術相比，本發明的優點在于：通過預處理、催化劑優化以及協同反應物等途徑實現了烷基酚的高選擇，得率大大提高，同時大大減少了積碳，保證了催化效果的持久性。

附圖說明

附圖1是本發明基于烘焙預處理木質素催化熱解制備烷基酚的方法的工藝流程圖。

具體實施方式

如圖1所示的基于烘焙預處理木質素催化熱解制備烷基酚的方法，包括以下步驟：

1）木質素的預處理

選用杏殼堿木質素，將木質素送入管式爐，以氮氣為保護氣，在200℃下保溫2h后，在氮氣保護下于管式爐中冷卻后，得到烘焙預處理后的木質素；

2）木質素催化劑的制備