CN101735282A - 一种制备左旋葡萄糖酮的方法及其专用反应设备 - Google Patents
一种制备左旋葡萄糖酮的方法及其专用反应设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101735282A CN101735282A CN200910238327A CN200910238327A CN101735282A CN 101735282 A CN101735282 A CN 101735282A CN 200910238327 A CN200910238327 A CN 200910238327A CN 200910238327 A CN200910238327 A CN 200910238327A CN 101735282 A CN101735282 A CN 101735282A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- separator
- condenser
- ketone
- reaction
- reactor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明公开一种制备左旋葡萄糖酮的方法及其专用反应设备。该反应设备，包括侧壁底部开口通过管道与进料器2相连的流化床热解反应器4，反应器4顶端开口通过管道与分离器6相连，分离器6的顶端开口通过管道与催化反应器7的顶端开口相连，催化反应器7的底部开口通过管道与冷凝器8相连，冷凝器的底部设有出液口。制备方法是在上述反应设备中，将纤维素或生物质原料送入热解反应器中进行热解，经过分离器进行气固分离后，热解反应产生的热解气于装有氯化铬催化剂的反应器中进行催化裂解反应，反应完毕后气体经所述冷凝器进行冷凝，得到产物。采用纤维素或生物质为原料时，有机液体产物的产率均可达15％以上，其中左旋葡萄糖酮的含量均可达30％以上。
Description
技术领域
本发明属于生物质能的利用领域，涉及一种制备左旋葡萄糖酮的方法及其专用反应设备。
背景技术
左旋葡萄糖酮作为一种纤维素衍生的α，β-不饱和环酮，可用于合成糖类和非糖类衍生物的手性原料。另外，左旋葡萄糖酮也可用于多种治疗癌症、免疫性疾病和心脏病等的药物的合成。目前左旋葡萄糖酮还没有规模化的生产。
纤维素在中温快速加热条件下会发生解聚而形成大量的脱水糖产物，以左旋葡聚糖为主。在合适的催化剂作用下，左旋葡聚糖会发生脱水反应而形成左旋葡萄糖酮。Debele等人在Pretreatment of biomass with phosphoric acid prior to fastpyrolysis-A promising method for obtaining 1，6-anhydrosaccharides in high yields文献中报道了对纤维素和生物质原料首先浸渍磷酸，而后对该原料进行快速热解，得到了较高的左旋葡萄糖酮产率。上述磷酸浸渍以及烘干的过程会大大的增加左旋葡萄糖酮的生产成本，而且浸渍液的处理会带来一定的污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备左旋葡萄糖酮的方法及其专用反应设备。
本发明提供的用于制备左旋葡萄糖酮的反应设备，其结构示意图如图1所示，包括侧壁底部开口通过管道与进料器2相连的流化床热解反应器4，所述流化床热解反应器的顶端开口通过管道与分离器6相连，所述分离器6的顶端开口通过管道与催化反应器7的顶端开口相连，所述催化反应器7的底部开口通过管道与冷凝器8相连，所述冷凝器的底部设有出液口。
上述反应设备中，流化床热解反应器的底部开口通过管道与惰性气体加热器3相连，分离器的底部开口为固体残渣出口，该开口通过管道与集炭箱相连，冷凝器为喷雾冷凝器；冷凝器中设有换热器，该换热器是由多根列管组成的列管式换热器；分离器为旋风分离器。各种常用的具备进料功能的进料器均适用于该设备，如两级螺旋进料器。流化床反应器和旋风分离器均为常用部件，可由商业途径购买得到。
本发明提供的制备左旋葡萄糖酮的方法，是在上述反应设备中，将纤维素或生物质原料送入所述热解反应器中进行热解，经过所述分离器进行气固分离后，热解反应产生的热解气于装有氯化铬催化剂的所述催化反应器中进行催化裂解反应，反应完毕后气体经所述冷凝器进行冷凝，得到所述左旋葡萄糖酮。
该方法中，需先将纤维素或生物质原料的粒径粉碎至不大于1mm。热解反应中，反应温度为400-500℃，具体可为420-500℃、450-500℃、460-500℃、420-490℃、450-490℃或460-490℃；升温速率为103-105℃/s，具体可为103℃/s、105℃/s、103℃/s-104℃/s或104℃/s-105℃/s；催化裂解反应中，反应温度为250-400℃，具体可为380℃、250-380℃、380-400℃、250-350℃、350-300℃或300-380℃；质量空速为10-1000h-1，具体可为100-1000h-1、200-1000h-1、300-1000h-1、500-1000h-1、800-1000h-1、50-1000h-1、80-1000h-1、50-100h-1、80-100h-1或50-500h-1。各种纤维素或生物质原料均适用于该方法，如微晶纤维素或木屑。由于该热解反应是在常压偏微正压下进行的。热解气在反应器内的停留时间决定于流化载气量，因为流化床式热解反应器需要使用大量的流化载气，反应器内的气流速度非常快，因此热解气很快就会被流化载气吹出反应器，反应设备中无需维持真空状态即可完成左旋葡萄糖酮的制备。
本发明提供的制备左旋葡萄糖酮的方法，工艺简单，生产成本较低；当采用纤维素为原料时，有机液体产物的产率最高可达25％(重量百分含量)，其中左旋葡萄糖酮的含量在40％(重量百分含量)以上；当采用生物质为原料时，有机液体产物的产率最高也可达15％(重量百分含量)，其中左旋葡萄糖酮的含量在30％(重量百分含量)以上。该方法适用于大规模工业生产，具有很好的应用前景。
附图说明
图1为本发明提供的反应设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
本发明提供的用于制备左旋葡萄糖酮的专用反应设备，其结构示意图如图1所示，其中，1为料斗；2为进料器，图中所示为两级螺旋进料器，各种常用的具备进料功能的进料器均适用于该设备；3为氮气加热器；4为流化床热解反应器；5为热电偶；6为旋风分离器；7为催化反应器；8为喷雾冷凝器；9为换热器；10为泵。
本发明提供的制备左旋葡萄糖酮的方法，具体制备流程如下所述：
将纤维素或生物质原料破碎至1mm以下，通过进料器2将物料送入热解反应器4，控制热解反应温度为400-500℃，升温速率为103-105℃/s，热解气在反应器4内的停留时间不超过1s；而后将热解气迅速导入装有氯化铬催化剂的固定床催化反应器7，控制反应温度250-400℃，质量空速为10-1000h-1；最后采用喷雾冷凝的方式将热解气于喷雾冷凝器8中迅速冷凝，得到液体产物，由出料口排出。
下述测定方法如无特别说明，均为常规方法。
实施例1
以微晶纤维素为原料，在图1所示的处理量为10kg/h的流化床式生物质快速热解设备中进行制备。该设备中，热解反应器的内径为70mm，床层高度为2m；固定床式催化反应器的内径为70mm，氯化铬的床层厚度为2cm。
纤维素通过两级螺旋进料器送入流化床热解反应器，采用氮气作为流化载气，控制热解反应温度为420℃，升温速率为104℃/s，原料经快速热解后，首先经旋风分离器实现气固分离，之后热解气进入固定床式催化反应器，催化反应温度为380℃，最后对热解气进行快速冷凝而得到水和有机物的混合产物。实验进行6min，纤维素用量为1kg，所收集到的有机产物为0.20kg，可计算得到有机产物的产率为20％(重量百分含量)，对有机产物进行GC/MS(气质联用)分析，并利用GC(气相色谱)测定左旋葡萄糖酮的含量为54％(重量百分含量)。
实施例2
在与实施例1完全相同的反应条件及反应环境中，仅将热解反应温度改为460℃，按照实施例1的方法实验进行6min，纤维素用量为1kg，所收集到的有机产物为0.22kg，可计算得到的有机液体产率为46％(重量百分含量)，对有机产物进行GC/MS分析，并利用GC测定左旋葡萄糖酮的含量为48％(重量百分含量)。
实施例3
在与实施例1完全相同的反应条件及反应环境中，仅将原料改为杨木屑，热解反应温度改为450℃，按照实施例1的方法实验进行12min，杨木用量为2kg，所收集到的有机产物为0.22kg，可计算得到的有机液体产率为11％(重量百分含量)，对有机产物进行GC/MS分析，并利用GC测定左旋葡萄糖酮的含量为47％(重量百分含量)。
Claims (8)
1.一种用于制备左旋葡萄糖酮的反应设备，包括进料器；其特征在于：所述用于制备左旋葡萄糖酮的反应设备还包括流化床热解反应器、分离器、催化反应器和底部设有出料口的冷凝器；所述流化床热解反应器的侧壁下端通过管道与所述进料器相连；所述流化床热解反应器的顶端通过管道与所述分离器相连，所述分离器的顶端通过管道与所述催化反应器的顶端相连；所述催化反应器的底部通过管道与所述冷凝器的侧壁上端相连。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述流化床热解反应器的底部通过管道与惰性气体加热器相连。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于：所述分离器的底部通过管道与集炭箱相连。
4.根据权利要求1-3任一所述的设备，其特征在于：所述冷凝器为喷雾冷凝器；所述冷凝器中设有换热器；所述分离器为旋风分离器。
5.一种制备左旋葡萄糖酮的方法，是在权利要求1-4任一所述的反应设备中，将纤维素或生物质原料送入所述热解反应器中进行热解，经过所述分离器进行气固分离后，热解反应产生的热解气于装有氯化铬催化剂的所述催化反应器中进行催化裂解反应，反应完毕后气体经所述冷凝器进行冷凝，得到所述左旋葡萄糖酮。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述纤维素或生物质原料的粒径不大于1毫米。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于：所述热解反应温度为400-500℃，升温速率为103-105℃/s。
8.根据权利要求5-7任一所述的方法，其特征在于：所述催化裂解反应的温度为250-400℃，质量空速为10-1000h-1。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910238327A CN101735282B (zh) | 2009-11-20 | 2009-11-20 | 一种制备左旋葡萄糖酮的方法及其专用反应设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910238327A CN101735282B (zh) | 2009-11-20 | 2009-11-20 | 一种制备左旋葡萄糖酮的方法及其专用反应设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101735282A true CN101735282A (zh) | 2010-06-16 |
| CN101735282B CN101735282B (zh) | 2012-09-19 |
Family
ID=42459356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200910238327A Expired - Fee Related CN101735282B (zh) | 2009-11-20 | 2009-11-20 | 一种制备左旋葡萄糖酮的方法及其专用反应设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101735282B (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102250158A (zh) * | 2011-05-23 | 2011-11-23 | 中国科学技术大学 | 一种制备左旋葡萄糖酮的方法 |
| CN103626808A (zh) * | 2012-08-20 | 2014-03-12 | 南京林业大学 | 一种制备高附加值的左旋葡萄糖酮的绿色方法 |
| WO2019157561A1 (en) * | 2018-02-15 | 2019-08-22 | Monash University | Conversion of lignocellulose to chemicals in a multiphase reactor |
| CN111849525A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-10-30 | 中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司 | 一种热解生物质联产焦炭和左旋葡萄糖酮的方法 |
| CN112601798A (zh) * | 2018-08-24 | 2021-04-02 | 西尔卡集团有限公司 | 纤维素材料的热化学处理 |
| CN114853777A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-08-05 | 华北电力大学 | 一种制备lgo的催化热解方法 |
| WO2024077350A1 (en) * | 2022-10-13 | 2024-04-18 | Monash University | Pyrolysis of biomass |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1724693A (zh) * | 2005-07-12 | 2006-01-25 | 浙江大学 | 一种纤维素转化左旋葡聚糖装置 |
-
2009
- 2009-11-20 CN CN200910238327A patent/CN101735282B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102250158B (zh) * | 2011-05-23 | 2014-03-26 | 中国科学技术大学 | 一种制备左旋葡萄糖酮的方法 |
| CN102250158A (zh) * | 2011-05-23 | 2011-11-23 | 中国科学技术大学 | 一种制备左旋葡萄糖酮的方法 |
| CN103626808A (zh) * | 2012-08-20 | 2014-03-12 | 南京林业大学 | 一种制备高附加值的左旋葡萄糖酮的绿色方法 |
| CN103626808B (zh) * | 2012-08-20 | 2016-03-23 | 南京林业大学 | 一种制备高附加值的左旋葡萄糖酮的绿色方法 |
| WO2019157561A1 (en) * | 2018-02-15 | 2019-08-22 | Monash University | Conversion of lignocellulose to chemicals in a multiphase reactor |
| JP2021535109A (ja) * | 2018-08-24 | 2021-12-16 | サーカ グループ リミティッド | セルロース材料の熱化学的処理 |
| US11878983B2 (en) | 2018-08-24 | 2024-01-23 | Circa Group Limited | Thermochemical treatment of cellulosic materials |
| CN112601798A (zh) * | 2018-08-24 | 2021-04-02 | 西尔卡集团有限公司 | 纤维素材料的热化学处理 |
| CN111849525B (zh) * | 2020-07-22 | 2021-03-12 | 中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司 | 一种热解生物质联产焦炭和左旋葡萄糖酮的方法 |
| CN111849525A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-10-30 | 中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司 | 一种热解生物质联产焦炭和左旋葡萄糖酮的方法 |
| CN114853777A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-08-05 | 华北电力大学 | 一种制备lgo的催化热解方法 |
| CN114853777B (zh) * | 2022-06-14 | 2024-03-01 | 华北电力大学 | 一种制备lgo的催化热解方法 |
| WO2024077350A1 (en) * | 2022-10-13 | 2024-04-18 | Monash University | Pyrolysis of biomass |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101735282B (zh) | 2012-09-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101735282B (zh) | 一种制备左旋葡萄糖酮的方法及其专用反应设备 | |
| CN102580650B (zh) | 一种微波生物质热解连续反应装置及方法 | |
| CN104560074B (zh) | 一种微波热解制生物油和活性炭的系统 | |
| CN101717383B (zh) | 一种制备糠醛的方法及其专用反应设备 | |
| Zhang et al. | Hydrothermal liquefaction of fresh lemon-peel: parameter optimisation and product chemistry | |
| CN105623687B (zh) | 一种熔融盐喷淋热解生物质联合制备生物油和多孔生物炭的装置与方法 | |
| CN101875845A (zh) | 利用农作物秸秆联产生物油和生物炭的工艺及专用装置 | |
| CN105754662A (zh) | 一种生物质裂解气与生物质炭气固同步气化制取富氢气体的方法 | |
| CN106336885B (zh) | 一种生物质快速活化或快速热解制备活性炭或生物油的系统 | |
| Hasan et al. | Grinding pyrolysis of Mallee wood: Effects of pyrolysis conditions on the yields of bio-oil and biochar | |
| CN105692551B (zh) | 一种生物质高效制取富氢气体的方法和装置 | |
| CN102226094B (zh) | 生物质热解液化制备生物质燃料的方法 | |
| CN102633253A (zh) | 一种碳分子筛的制备方法 | |
| CN109628121B (zh) | 一种稻壳分级联产能源化学品及硅炭材料的系统及方法 | |
| CN201883073U (zh) | 利用农作物秸秆联产生物油和生物炭的装置 | |
| CN102874750A (zh) | 微波场下生物质与焦炭热解气化的制氢方法 | |
| CN107353918A (zh) | 一种扰动式内构件回转炉生物质热解炭化多联产系统 | |
| Bi et al. | Influence of pyrolysis and torrefaction pretreatment temperature on the pyrolysis product distribution | |
| CN105586065B (zh) | 一种生物热解燃料的制备方法 | |
| CN102260507A (zh) | 外热式生物质热解气化炉及连续热解气化制备木炭的方法 | |
| CN109355074B (zh) | 生物质与煤共热解反应器 | |
| CN203530235U (zh) | 一种新型生物质热裂解制油装置 | |
| CN106241810A (zh) | 一种热解炭与生石灰混合压球生产电石的系统及方法 | |
| CN106753479B (zh) | 沼气发酵与快速热解耦合多联产处理木质纤维素的方法 | |
| CN102464535A (zh) | 甲醇或二甲醚生产低碳烯烃的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120919 Termination date: 20151120 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |