CN103232322A - 一种由生物质原料制备乙二醇的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种由生物质原料制备乙二醇的方法，该方法包含以下步骤：步骤1，对生物质原料进行氯化处理，以获得综纤维素；步骤2，碱性抽提综纤维素以生产纤维素；步骤3，将上述纤维素加入到高压釜中，向釜中加入Ni-W类催化剂及水，搅拌下，在氢气氛中，加压8-10MPa，温度为120-140℃，反应1-4小时，释放压力至常压，并降至常温，得到乙二醇产品。本发明提供的方法，能充分利用生物质废料，用简单的工艺，将生物质原料中的纤维素几乎全部转化为乙二醇，转化率效率高，操作简便，提高了生物质的附加价值，还能替代石油资源，节约能源，具有非常大的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种乙二醇的制备方法，具体来说，涉及一种由生物质原料制备乙二醇的方法，可充分利用生活中的可再生资源，节能环保。
背景技术
乙二醇(ethylene glyeol，简称EG)俗名甘醇，是有甜味的无色豁稠液体，无气味，密度1.11329/em3，沸点197.ZoC，凝固点一12.6oC。乙二醇很易吸湿，能与水、乙醇和丙酮混溶，能大大降低水的冰点。用于制造树脂、增塑剂、合成纤维、化妆品和炸药等，并用做溶剂，配制发动机的低。
乙二醇是重要的基础化学品，用途广泛，2010年全世界的乙二醇产品达到2000万吨以上，其中，80%用于PET树脂的合成，12%用于防冻液的合成，大约8%用于其他化学中间体。市场上，乙二醇的现有生产主要依赖于石油乙烯资源，该资源不可再生。
因此，亟需一种能利用可再生的生物质资源合成乙二醇以实现化石能源的资源替代。
发明内容
本发明的目的是提供一种由生物质原料制备乙二醇的方法，以充分利用生活中的可再生的生物质资源，能废物利用，提供基础用途广泛的基础化学品乙二醇，从而提高生物质的附加价值，还能达到节约能源的目的。
为达到上述目的，本发明提供了一种由生物质原料制备乙二醇的方法，该方法包含以下步骤：
步骤1，对生物质原料进行氯化处理，以获得综纤维素；
步骤2，碱性抽提综纤维素以生产纤维素；
步骤3，将上述纤维素加入到高压釜中，向釜中加入Ni-W类催化剂及水，搅拌下，在氢气氛中，加压8-10MPa，温度为120-140℃，反应1-4小时，释放压力至常压，并降至常温，得到乙二醇产品。
上述的由生物质原料制备乙二醇的方法，其中，所述的生物质原料经除油预处理，即采用溶剂油对生物质原料进行抽提。
上述的由生物质原料制备乙二醇的方法，其中，所述的溶剂油选择环己烷或石油醚。
上述的由生物质原料制备乙二醇的方法，其中，所述的生物质原料在进行预处理前，须将生物质原料磨碎。
上述的由生物质原料制备乙二醇的方法，其中，所述的氯化处理是指：将预处理后的生物质原料与乙酸和亚氯酸钠在40℃至95℃的水介质中反应进行氯化处理。
上述的由生物质原料制备乙二醇的方法，其中，所述的生物质原料选择废竹、竹屑、麻、麦秆、稻草、甘蔗渣中的任意一种以上。
上述的由生物质原料制备乙二醇的方法，其中，所述的Ni-W类催化剂中，Ni的含量为3-4wt%，W的含量为22-25wt%。
上述的由生物质原料制备乙二醇的方法，其中，所述的Ni-W类催化剂的用量为15-25%。
上述的由生物质原料制备乙二醇的方法，其中，所述的Ni-W类催化剂选择通过载体负载的镍-碳化钨（（W2C））催化剂或镍-磷化钨（WP）催化剂。
上述的由生物质原料制备乙二醇的方法，其中，所述载体选择活性炭、介孔炭或者二氧化硅。
本发明提供的方法，能充分利用生物质废料，用简单的工艺，将生物质原料中的纤维素几乎全部转化为乙二醇，转化率效率高，操作简便，充分利用了生物废料，提高了生物质的附加价值，还能替代石油资源，节约能源，具有非常大的应用前景。
具体实施方式
实施例1
用环己烷处理约6 kg磨碎的竹屑以去除残余油。然后，通过混合竹屑与20L水、4.0 L乙酸和7.0 kg 亚氯酸纳，于95˚C氯化处理不含油的竹屑3小时，去除木质素，得到综纤维素。最后，分别使用70 L浓度为17.5%和70 L浓度为8.3%的氢氧化钠溶液对产生的综纤维素进行碱性抽提。过滤，得到2.5kg纤维素。将上述纤维素加入到不锈钢高压反应釜中，加入0.375kg通过活性炭负载的镍-磷化钨催化剂（Ni的含量为3-4wt%，W的含量为22-25wt%），以及10L水，通入氢气，加压8MPa，温度为120℃，反应4小时，经液相色谱分析反应完全，释放压力至常压，并降至常温，离心得到液体产品乙二醇，经色谱质谱联用仪准确定性。
实施例2
用石油醚处理约6 kg磨碎的麦秆以去除残余油。然后，通过混合麦秆与20L水、4.0 L乙酸和7.0 kg 亚氯酸纳，于40˚C氯化处理不含油的麦秆5小时，去除木质素，得到综纤维素。最后，分别使用70 L浓度为17.5%和70 L浓度为8.3%的氢氧化钠溶液对产生的综纤维素进行碱性抽提。过滤，得到2.2kg纤维素。将上述纤维素加入到不锈钢高压反应釜中，加入0.55kg通过介孔炭负载的镍-碳化钨催化剂（Ni的含量为3-4wt%，W的含量为22-25wt%），以及10L水，通入氢气，加压10MPa，温度为140℃，反应1小时，经液相色谱分析反应完全，释放压力至常压，并降至常温，离心得到液体产品乙二醇，经色谱质谱联用仪准确定性。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种由生物质原料制备乙二醇的方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：
步骤1，对生物质原料进行氯化处理，以获得综纤维素；
步骤2，碱性抽提综纤维素以生产纤维素；
步骤3，将上述纤维素加入到高压釜中，向釜中加入Ni-W类催化剂及水，搅拌下，在氢气氛中，加压8-10MPa，温度为120-140℃，反应1-4小时，释放压力至常压，并降至常温，得到乙二醇产品。
2.如权利要求1所述的由生物质原料制备乙二醇的方法，其特征在于，所述的生物质原料经除油预处理，即采用溶剂油对生物质原料进行抽提。
3.如权利要求2所述的由生物质原料制备乙二醇的方法，其特征在于，所述的溶剂油选择环己烷或石油醚。
4.如权利要求2或3所述的由生物质原料制备乙二醇的方法，其特征在于，所述的生物质原料在进行预处理前，须将生物质原料磨碎。
5.如权利要求4所述的由生物质原料制备乙二醇的方法，其特征在于，所述的氯化处理是指：将预处理后的生物质原料与乙酸和亚氯酸钠在40℃至95℃的水介质中反应进行氯化处理。
6.如权利要求1所述的由生物质原料制备乙二醇的方法，其特征在于，所述的生物质原料选择废竹、竹屑、麻、麦秆、稻草、甘蔗渣中的任意一种以上。
7.如权利要求1所述的由生物质原料制备乙二醇的方法，其特征在于，所述的Ni-W类催化剂中，Ni的含量为3-4wt%，W的含量为22-25wt%。
8.如权利要求7所述的由生物质原料制备乙二醇的方法，其特征在于，所述的Ni-W类催化剂的用量以占纤维素的重量百分数计为15-25%。
9.如权利要求7或8所述的由生物质原料制备乙二醇的方法，其特征在于，所述的Ni-W类催化剂选择通过载体负载的镍-碳化钨催化剂或镍-磷化钨催化剂。
10.如权利要求9所述的由生物质原料制备乙二醇的方法，其特征在于，所述载体选择活性炭、介孔炭或者二氧化硅。
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| CN101723802A (zh) * | 2008-10-24 | 2010-06-09 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种纤维素制乙二醇的方法 |
| CN102180977A (zh) * | 2011-03-29 | 2011-09-14 | 华南理工大学 | 一种利用甘蔗渣制备抗菌纤维材料的方法 |
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