CN105274894B - 一种金属催化有机酸分离木质纤维素组分的方法 - Google Patents

一种金属催化有机酸分离木质纤维素组分的方法 Download PDF

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CN105274894B CN 201510782562 CN201510782562A CN105274894B CN 105274894 B CN105274894 B CN 105274894B CN 201510782562 CN201510782562 CN 201510782562 CN 201510782562 A CN201510782562 A CN 201510782562A CN 105274894 B CN105274894 B CN 105274894B
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秦梦华
张永超
傅英娟
李宗全
王兆江
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齐鲁工业大学
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Abstract

本发明涉及一种金属催化有机酸分离木质纤维素组分的方法,将木质纤维素原料投入到有机酸和金属催化剂组成的蒸煮体系中,进行蒸煮;蒸煮完成后,回收金属催化剂,固液分离,固体分别用有机酸溶液和水洗涤后得到纸浆;将蒸煮废液和酸洗废液混合后蒸发浓缩,蒸汽经冷凝后再次蒸馏,回收有机酸和糠醛;向蒸发浓缩液中加入水洗废液进行沉淀,固液分离,固体经水洗涤、干燥得到木质素,液体经蒸发浓缩、干燥得低聚糖和单糖。本发明适用于木材和非木材纤维原料的组分分离,在保证浆料高纤维素含量的基础上,提高木质素的脱出率,获得相对分子量较低的木质素产品,有利于木质素的后续改性和高附加值利用。

Description

一种金属催化有机酸分离木质纤维素组分的方法

技术领域

[0001]本发明涉及一种利用金属催化有机酸分离木质纤维素组分的方法,该方法可提高 木质素脱出率、降低木质素降解产物的分子量,属于生物质精炼领域。

背景技术

[0002]生物质原料作为地球上最丰富、最廉价的可再生资源,地球上每年由光合作用生 成的生物质原料总量超过2〇〇〇亿吨。木质纤维素生物质主要包括纤维素、半纤维素和木质 素三大组分,然而在传统的制浆造纸产业中,只利用了木质纤维素原料中的纤维素,大量的 半纤维素和木质素在碱回收过程中被燃烧掉。这不仅造成了生物质资源的严重浪费,还产 生了相当量的C〇2。针对当前全球范围内的资源短缺、能源危机和气候变暖等问题,传统制 浆造纸工业的转型升级迫在眉睫。与制浆造纸产业相结合的生物质精炼新模式得到了世界 各国的广泛关注。其中,有机酸法分离技术,作为一种环境友好型工艺,可有效降解木质纤 维素原料中的木质素和半纤维素,达到木质纤维素生物质高效分离的目的。除了可以得到 相对纯净的纸浆(纤维素)外,还可获得有机酸木质素、半纤维素糖浆等高附加值产品。尤其 是获得的有机酸木质素具有无硫、纯度高、均一性好及化学反应活性高的特点,是最适合深 加工和充分利用的一类工业木质素。因此,基于对木质纤维素生物质全面、有效、高值化的 利用,发展新的有机酸法分离技术,对于资源的综合利用和大自然的生态环境有重要意义。

[0003] 木质纤维素生物质的有机酸分离技术主要是以甲酸、乙酸或甲酸和乙酸的混合液 作为蒸煮药液,也可采用有机酸与催化剂的混合物对木质纤维素原料进行蒸煮。

[0004] 中国专利文件CN1238816A涉及一种用甲酸一步蒸煮,并用过甲酸冲洗和氧化漂白 剂漂白制备高白度纸浆的方法。该方法主要包括以下步骤:(1)用甲酸,或和其他有机酸一 起,在一步蒸煮中将纤维素原材料进行纤维分离,蒸煮温度大于85°C,蒸煮时间对于草本植 物l5_8〇min,对于硬木材25_9〇min;⑵从纤维分离开的纸浆中除去蒸煮液并用含有过甲酸 或其他过氧酸的甲酸冲洗纸浆;(3)从纸浆中除去酸;(4)用氧化漂白剂漂白纸浆,氧化漂白 包括碱性过氧化氢漂白或氧和过氧化氢的混合漂白。

[0005] 中国专利文件CN12"424A涉及一种用甲酸和乙酸的混合物作为蒸煮化学剂生产 纸浆的方法。该方法包括以下步骤:(1)采用甲酸和乙酸的混合物作为蒸煮药品,其中甲酸 含量80-40%,乙酸含量10-30%,蒸煮温度ll〇-14(TC,时间20-80min; (2)蒸发使用过的蒸 煮液至固形物含量为50-S0%,然后通过蒸馏得到甲酸、乙酸的混合物用于蒸煮。

[0006] 中国专利文件CN1527896A涉及一种采用含有糠醛的有机酸包括甲酸和乙酸等进 行蒸煮制备纸浆的方法。该方法主要步骤是:(1)含有机酸如甲酸、乙酸及其混合物和糠醛 的混合物作为蒸煮试剂在l〇5-l6〇°C下进行蒸煮;⑵蒸煮试剂的回收,蒸煮试剂中包含从 回收步骤中得到的糠醛。

[0007] 以上采用有机酸蒸煮技术涉及利用甲酸、乙酸或其混合物,或者含有糠醛的有机 酸制备传统纸浆的技术,其对原料中木质素的脱除效果较差,相当量的木质素留在纸浆中, 加大了后续漂白药品消耗;更为重要的是,由于有机酸在蒸煮过程中同时溶出木质素和半 纤维素,以上专利文件并未涉及到对溶出木质素和半纤维素资源后续的回收利用,造成了 生物质资源的浪费,同时对生态环境产生不利影响。

[0008]为了提高有机酸分离木质纤维素原料过程中木质素的脱出率,过氧化氢和无机酸 被作为催化剂添加到分离体系中进行催化蒸煮。中国专利文件CN103898786A涉及了一种生 物质原料的综合利用的方法。该方法主要包括以下步骤:Q)在过氧化氢的催化作用下,利 用由甲酸、乙酸形成的有机酸液(总酸浓度为7〇-85%)对粉碎后的生物质进行蒸煮,控制蒸 煮温度90-120°C,固液质量比为1:5-1:15,反应时间30-90min,反应完成后固液分离;(2)在 过氧化氢、甲酸和乙酸形成的混合液中对残余固体进行酸洗,然后进行水洗,得到的固体经 筛选得到细浆纤维素;(3)将蒸煮废液和酸洗废液进行蒸发浓缩,得到甲酸和乙酸蒸汽和浓 缩液,浓缩液加水稀释,搅拌,得到的固体经水洗得到所需的木质素,得到的液体经脱色、过 滤和浓缩结晶处理后得到木糖。

[0009] 中国专利文件CNl〇3122594A涉及了一种溶解浆的生产方法。该方法主要包括以下 步骤:(1)采用水、蒸汽或稀酸对纤维原料进行预水解;(2)利用过氧化氢与甲酸或乙酸组成 过氧酸进行蒸煮,蒸煮废液蒸馏后回用;(3)浆料进行半纤维素酶处理;(4)浆料进行漂白处 理。最终得到白度大于90%IS0,a-纤维素含量大于92%,聚戊糖含量小于2.0%的溶解浆。 [0010]北京化工大学的梁芳等采用Milox溶剂法以过氧化氢作为催化剂对竹子进行甲酸 蒸煮,其工艺流程和条件是:甲酸浓度88%,液比1:8,过氧化氢用量3.6% (对绝干原料),预 浸渍时间120min。第一段,80°C下反应l2〇min;第二段,直接升高温度到95°C反应180min;第 二段,对蒸煮液抽滤后,加入新的甲酸和过氧化氢,在80 °C下反应120mi n,蒸煮制得的纸菜 中木质素含量为9 • 96%。参见梁芳等人,Mi lox溶剂法制漂白竹浆的研究,中华纸业,28 (4): 40-43,2007。

[0011]天津科技大学的潘学军等利用硫酸作为催化剂对麦草进行了常压乙酸法分离,其 工艺条件是:乙酸浓度9〇 %,液比1:10,硫酸用量4% (对绝干原料),温度105。(:,时间 ISOmin。分离完成后固液分离,对固体残渣进行洗涤和筛选后得到纸浆,蒸煮废液和乙酸洗 涤废液通过蒸发回收乙酸,蒸发后剩余残渣加入洗涤废水进行沉淀,分离得到乙酸木质素, 水溶部分为半纤维素糖类,最终获得的纸浆(纤维素)、木质素和半纤维素糖类的得率分别 为5〇%、lf5%和35%。参见潘学军等人,常压下麦草乙酸法分离过程的研宄,生物资源技术, 96 (11) :1256-1263,20050 (Pan X.et al, Fractionation of wheat straw by atmospheric acetic acid process,Bioresource Technology,96 (11) :1256-1263, 2005)。

[0012]以过氧化氢为催化剂的有机酸法蒸煮过程中过氧化氢的消耗量较高,且过氧化氢 在高温环境中极易分解而失去催化性能,Milox法制浆由于采用多段蒸煮,使得蒸煮设备的 投资及操作费用较高,蒸煮时间较长。在有机酸法分离生物质过程中添加硫酸,增加了分离 体系的反应强度,会造成纤维素的部分降解,纸浆得率降低,同时纸浆强度也会显著降低, 而且不可避免地在后续得到的木质素中含硫。

[0013] 中国专利文件CN103910766A涉及了一种通过分离及纯化制备杨木乙酸木质素的 方法,该方法主要包括以下步骤:(1)以杨木木粉为原料,采用质量百分比浓度为90%的乙 酸和0.2%的盐酸为蒸煮试剂,液比为1:10,在常压下升温至109 °C反应120min,然后采用水 中沉淀的方法回收溶出木质素,所得粗木质素采用乙醚洗涤^2)乙醚洗涤后的产品用碱溶 液处理,并采用膜分离得到杨木乙酸木质素。

[00M]中国专利文件CN103103846A涉及了一种从生物质原料中提取木质素的工艺。该方 法主要包括以下步骤:(1)使用由甲酸、乙酸和过氧化氢组成的蒸煮药液对粉碎后的生物质 原料进行蒸煮,控制反应温度80-135°C,反应时间30-60min,固液质量比为1:5-1:20,反应 完成固液分离;(2)利用由甲酸、乙酸和过氧化氢组成的洗涤药液对第一次固液分离得到的 固体进行酸洗;(3)收集第一次固液分离和第二次固液分离得到的液体在50-80°C、l-21kPa 下进行蒸馏,得到甲酸和乙酸蒸汽和浓缩液;(4)将步骤(3)中所得的浓缩液加入有机溶剂 稀释,搅拌,并进行第三次固液分离;(5)收集第三次固液分离得到的固体,加水稀释,并进 行第四次固液分离,所得固体进行水洗去酯化处理后,得到木质素。

[0015]以上采用的有机酸法分离木质纤维素生物质,木质素在分离过程中会发生严重的 缩合发应,使得所得到的有机酸木质素的相对分子质量远高于原料中的木质素,导致有机 酸木质素的解聚、改性、再利用非常困难,大大降低了木质素高值化利用的价值。

[0016]综上所述,在现有的有机酸法分离木质纤维素生物质的研究中,对木质素的脱除 效率较低,纸浆中残余的木质素较多,增加了后续漂白的难度。在分离体系中添加过氧化氢 的过氧酸蒸煮,虽能获得较低卡伯值的纸浆,但过氧化氢用量较大,生产成本较高。另外,由 于过氧化氣在尚温环境中极易分解,此过程只适宜在较温和的条件下,通过增加反应段数 及增加反应的时间来达到预期的效果,这无疑增加了设备投资费用和操作费用。利用无机 酸作为催化剂进行有机酸分离木质纤维素生物质,在提高木质素脱除率的同时,也会造成 碳水化合物的降解,降低纸浆的得率和强度。此外,在分离过程中木质素会发生缩合反应, 在木质素结构单元之间形成稳定的连接键,既降低了脱木质素的效率,也给后续木质素的 改性再利用增加了难度。因此,改进现有的有机酸分离技术,既可使大量的木质素降解脱除 而不会发生严重缩合,又不会造成碳水化合物的降解,得到性能优良的纸浆和分子量较低 的木质素,对于实现木质纤维素生物质资源的高值化利用具有重要的意义。

发明内容

[0017]针对现有技术不足,本发明提出了一种利用金属催化有机酸分离木质纤维素原 料组分的方法。旨在提高木质纤维素原料在有机酸法分离过程中的木质素脱出率,减少纸 楽中的残余木质素,降低白龍耗,提尚楽料的品质。同时,木质素大分子在有机酸和金属 催化剂的作用下进一步发生解聚,有效阻止有机酸蒸煮过程中木质素的缩合反应,从而获 得分子量低、化学反应活性高的木质素,为后续木质素解聚得到生物原油、液体燃料及芳香 族化合物类化学品奠定基础,提高木质素转化为高附加值化合物的经济可行性。该方法工 艺流程简单,操作方便,蒸煮用时较短,催化剂廉价易得,可有效降低生产能耗和运行成本。 [0018] 本发明的技术方案如下:

[0019] —种金属催化有机酸分离木质纤维素组分的方法,包括步骤如下:

[0020] (1)将木质纤维素原料投入到由有机酸溶液和金属催化剂组成的蒸煮体系中,对 木质纤维素原料进行蒸煮处理;

[0021] (2)蒸煮完成后,回收金属催化剂,固液分离,得固体和蒸煮废液,固体分别用有机 酸溶液和水洗涤后得到富含纤维素的纸浆,蒸煮废液、酸洗废液和水洗废液分别收集备用; [0022] (3)将蒸煮废液和酸洗废液混合后蒸发浓缩,蒸汽经冷凝后再次蒸馏,回收有机 酸;向蒸发浓缩液中加入水洗废液进行沉淀,固液分离,固体经水洗涤、千燥得到木质素,液 体经蒸发浓缩、干燥得低聚糖和单糖。

[0023]根据本发明,优选的,步骤(1)和(2)中所述的有机酸为甲酸、乙酸、草酸、乙二酸 或/和苯甲酸,所述的有机酸溶液的质量浓度为50 %〜1 〇〇 %。

[0024]根据本发明,优选的,步骤(1)中所述的金属催化剂为铁、镁、铝、锌、锰、铜或/和 铀;

[0025]优选的,所述的木质纤维素原料为木材或非木材纤维素原料,进一步优选木材、竹 子、結秆或/和草本;

[0026] 优选的,金属催化剂与木质纤维素原料的质量比为1:10〜1:1000,更优选i : 100一 1:500;

[0027]优选的,控制木质纤维素原料和有机酸溶液的固液质量比:i : 3H : 20,蒸煮温度: 60〜170°C ;蒸煮时间:10〜900min,更优选30〜200min。

[0028]根据本发明,优选的,步骤(2)中洗涤用的有机酸溶液和水的温度为30〜95。(:,更 优选50〜95°C ;有机酸溶液和水洗涤次数分别为2〜5次;洗涤过程中,控制洗涤体系浆料的 质量浓度为2〜15%。步骤(2)中分别用有机酸溶液和水对固体洗涤即分别对固体进行酸洗 和水洗,得到浆料、酸洗废液和水洗废液。

[0029]根据本发明,优选的,步骤(3)中蒸煮废液和酸洗废液混合后蒸发浓缩至固体含量 为50〜95%;

[0030]优选的,对蒸发浓缩液进行沉淀的水洗废液的加入量为蒸发浓缩液体积的3〜15 倍。步骤⑶中蒸汽经冷凝后再次蒸馏,除了可回收有机酸外,还可得到糠醛等化学品,包括 羟甲基糠醛、乙酰丙酸、芳香族化合物。由于木质素溶解于有机酸中,不溶解于水中,因此向 蒸发浓缩液中加入水洗废液可将木质素沉淀出来。

[0031]本发明相对于现有的有机酸法分离技术具有如下优点:

[0032] 1、本发明采用一段蒸煮,操作流程简单,减少了设备的投资。

[0033] 2、本发明纤维素损失较少,提高了浆料的品质,减少了后续漂白段化学品的消耗, 洗涤废水用以沉淀木质素,减少了污染物的排放。

[0034] 3、本发明提高了脱木质素效率,降低蒸煮反应时间和反应温度,减少能耗。

[0035] 4、本发明提高了原料中木质素的脱出率,减少了化学品的用量,催化剂廉价易得, 降低了生产运行成本。

[0036] 5、本发明降低了蒸煮废液中木质素的相对分子质量,提高了木质素的反应活性, 为后续木质素的功能化改性或解聚奠定了基础,有利于对木质纤维素原料进行全组分高值 化利用。

具体实施方式

[0037]下面通过具体实施例对本发明做进一步说明,但不限于此。

[0038]实施例1、以金属铁为催化剂与甲酸组成蒸煮药液对慈竹竹片进行蒸煮处理 [0039]慈竹竹片的长度和宽度2.0〜4.0厘米,厚度〇. 5〜1.0厘米,蒸煮过程在哈氏合金C 反应釜中进行,采用程序控温的加热套进行加热。

[0040]蒸煮过程:将含金属铁催化剂的甲酸溶液加热至85°C,与慈竹竹片装入反应釜中, 加热至130°C进行保温,升温速率2.0°C /min。

[0041]蒸煮工艺条件:慈竹竹片绝干原料100g,甲酸质量浓度85 %,催化剂lg,慈竹竹片 绝干料与甲酸溶液质量比1:7,蒸煮温度130°C,蒸煮时间45min。

[0042] 过滤洗涤:达到所需的蒸煮时间后,回收金属催化剂,固液分离,得固体和蒸煮废 液,固体经三次50°C甲酸溶液逆流洗涤和三次50。(:热水洗涤,将洗涤后的物料进行筛选得 到富含纤维素的纸浆,并收集酸洗废液和水洗废液。纸浆的得率为42 %,卡伯值为20.2,粘 度为998.5mg/L。

[0043] 将蒸煮废液和酸洗废液混合后蒸发浓缩得到固含量为60%的浓缩液,蒸汽经冷凝 后再次蒸馏,回收得到甲酸和其他化学物质(包括糠醛、羟甲基糠醛、乙酰丙酸、芳香族化合 物),甲酸重复利用。向浓缩液中加入浓缩液5倍体积的水洗废液进行沉淀,固液分离,固体 经水洗涤、千燥得到木质素,木质素的得率为26.5%,木质素重均分子质量和数均分子量分 别为7593g/mol和4897g/mol。液体经蒸发浓缩、干燥得低聚糖和单糖。单糖和低聚糖的得率 为 13.5%。

[0044] 对比例1、以甲酸为蒸煮药液对慈竹竹片进行蒸煮处理

[0045] 处理条件和操作步骤同实施例1,不同的是蒸煮体系中未添加金属铁催化剂。

[0046] 所得产物的检测分析:纸浆的得率为40%,卡伯值为41.5,粘度为748.5mg/L。木质 素的得率为18.5%,木质素重均分子质量和数均分子量分别为15891g/mol和11350g/mol。 单糖和低聚糖的得率为12.6%。

[0047] 实施例2、以金属铁为催化剂与甲酸和乙酸共同组成蒸煮药液对慈竹竹片进行蒸 煮处理

[0048] 处理条件和操作步骤同实施例1,所不同的是蒸煮体系是采用1 : 1 (体积比)的 85wt%甲酸与85wt%乙酸组成的混合酸与催化剂金属铁组成蒸煮药液。

[0049] 所得产物的检测分析:纸浆的得率为43%,卡伯值为26 •5,粘度为848• 5mg/L。木质 素的得率为21.5%,木质素重均分子质量和数均分子量分别为7794目/111〇1和4658〖/111〇1。单 糖和低聚糖的得率为14.6%。

[0050] 对比例2、以甲酸和乙酸为蒸煮药液对慈竹竹片进行蒸煮处理 [0051] 处理条件和操作步骤同实施例2,所不同的是蒸煮体系中未添加催化剂金属铁。 [0052] 所得产物的检测分析:纸浆的得率为41%,卡伯值为44.5,粘度为567.5mg/L。木质 素的得率为12.5%,木质素重均分子质量和数均分子量分别为149348/111〇1和1〇6538/111〇1。 单糖和低聚糖的得率为13.7%。

[0053]实施例3、以金属铁为催化剂与甲酸组成蒸煮药液对慈竹竹片进行蒸煮处理

[0054] 处理条件和操作步骤同实施例1,所不同的是蒸煮温度为1 〇 〇°C,蒸煮时间为 180min〇

[0055] 所得产物的检测分析:纸浆的得率为41 • 2%,卡伯值为25.5,粘度为832 • 5mg/L。木 质素的得率为21.5%,木质素重均分子质量和数均分子量分别为3463g/m〇l和l529g/m〇l。 单糖和低聚糖的得率为18.6%。

[0056]对比例3、以甲酸为蒸煮药液对慈竹竹片进行蒸煮处理

[0057] 处理条件和操作步骤同实施例3,所不同的是蒸煮体系中未添加催化剂金属铁。

[0058] 所得产物的检测分析:纸浆的得率为45 •2%,卡伯值为65 • 5,粘度为6:32 • 5mg/L。木 质素的得率为10.5%,木质素重均分子质量和数均分子量分别为886lg/m〇l和5983g/mol。 单糖和低聚糖的得率为16.8%。

[0059] 实施例4、以金属铁为催化剂与甲酸组成蒸煮药液对杨木木片进行蒸煮处理

[0060] 处理条件和操作步骤同实施例1,所不同的是实验原料由杨木木片代替慈竹竹片, 蒸煮温度为120°C,蒸煮时间为120min。

[0061] 所得产物的检测分析:纸浆的得率为40 • 23 %,卡伯值为10 • 3,粘度为Me. 5mg/L。 木质素的得率为28.5%,木质素重均分子质量和数均分子量分别为4197g/mol和2574g/ mol。单糖和低聚糖的得率为17.3%。

[0062] 实施例5、以金属铁为催化剂与甲酸组成蒸煮药液对麦草进行蒸煮处理

[0063] 处理条件和操作步骤同实施例1,所不同的是实验原料由麦草代替慈竹竹片,蒸煮 温度为ll〇°C,蒸煮时间为90min。

[0064] 所得产物的检测分析:纸浆的得率为3〇• 23%,卡伯值为8• 3,粘度为547.5mg/L。木 质素的得率为12.5%,木质素重均分子质量和数均分子量分别为391如/111〇1和24988/111〇1。 单糖和低聚糖的得率为14.9%。

[0065] 实施例6、以金属铁为催化剂与甲酸组成蒸煮药液对玉米秸秆进行蒸煮处理

[0066] 处理条件和操作步骤同实施例1,所不同的是实验原料由玉米秸秆代替慈竹竹片, 蒸煮温度为115°C。

[0067] 所得产物的检测分析:纸浆的得率为33 • 43%,卡伯值为10 • 6,粘度为753 • 5mg/L。 木质素的得率为13.4%,木质素重均分子质量和数均分子量分别为2386g/mol和1521g/ mol。单糖和低聚糖的得率为19.4%。

[0068] 实施例7、以金属铝为催化剂与甲酸组成蒸煮药液对慈竹竹片进行蒸煮处理

[0069] 处理条件和操作步骤同实施例1,所不同的是由〇.5g金属铝代替lg金属铁。

[0070] 所得产物的检测分析:纸浆的得率为43%,卡伯值为22,粘度为968.5mg/L。木质素 的得率为24.6%,木质素重均分子质量和数均分子量分别为83198/111〇1和5565以111〇1。单糖 和低聚糖的得率为14.3%。

[0071] 实施例8、以金属镁为催化剂与甲酸组成蒸煮药液对慈竹竹片进行蒸煮处理

[0072] 处理条件和操作步骤同实施例1,所不同的是由2g金属镁代替lg金属铁。

[0073] 所得产物的检测分析:纸浆的得率为40.5%,卡伯值为18.6,粘度为898 • 8mg/L。木 质素的得率为26.3%,木质素重均分子质量和数均分子量分别为6759g/mol和4127g/mol。 单糖和低聚糖的得率为16.7%。

[0074] 实施例9、以金属镁为催化剂与甲酸和乙酸共同组成蒸煮药液对慈竹竹片进行蒸 煮处理

[0075] 处理条件和操作步骤同实施例2,所不同的是蒸煮体系中由镁金属代替金属铁,用 2:1 (体积比)的85wt %甲酸与85wt %乙酸组成的混合酸与催化剂组成蒸煮药液,蒸煮时间 为60min。

[0076] 所得产物的检测分析:纸浆的得率为43.6%,卡伯值为23• 4,粘度为918.5mg/L。木 质素的得率为23.5%,木质素重均分子质量和数均分子量分别为5986g/m〇l和3962g/mol。 单糖和低聚糖的得率为15.6%。

Claims (5)

1. 一种金属催化有机酸分离木质纤维素组分的方法,包括步骤如下: (1) 将木质纤维素原料投入到由有机酸溶液和金属催化剂组成的蒸煮体系中,对木质 纤维素原料进行蒸煮处理; 所述的有机酸为甲酸、乙酸、草酸、乙二酸或/和苯甲酸; 所述的金属催化剂为铁、镁、铝、锌、锰、铜或/和铂; 金属催化剂与木质纤维素原料的质量比为1:10〜1:1000; 木质纤维素原料和有机酸溶液的固液质量比为1:3〜1:20; 所述的有机酸溶液的质量浓度为50%〜100%; 蒸煮温度为60〜170°C,蒸煮时间为30〜200 min; (2) 蒸煮完成后,回收金属催化剂,固液分离,得固体和蒸煮废液,固体分别用步骤(1) 所述有机酸溶液和水洗涤后得到富含纤维素的纸浆,蒸煮废液、酸洗废液和水洗废液分别 收集备用; (3) 将蒸煮废液和酸洗废液混合后蒸发浓缩,蒸汽经冷凝后再次蒸馏,回收有机酸;向 蒸发浓缩液中加入水洗废液进行沉淀,固液分离,固体经水洗涤、千燥得到木质素,液体经 蒸发浓缩、干燥得低聚糖和单糖。
2.根据权利要求1所述的金属催化有机酸分离木质纤维素组分的方法,其特征在于,歩 骤(1)中所述的木质纤维素原料为木材或非木材纤维素原料。
3.根据权利要求2所述的金属催化有机酸分离木质纤维素组分的方法,其特征在于,歩 骤(1)中所述的木质纤维素原料为木材、竹子、秸秆或/和草本。
4.根据权利要求1所述的金属催化有机酸分离木质纤维素组分的方法,其特征在于,步 骤(2)中洗涤用的有机酸溶液和水的温度为30〜95。(:。
5.根据权利要求1所述的金属催化有机酸分离木质纤维素组分的方法,其特征在于,步 骤(3)中蒸煮废液和酸洗废液混合后蒸发浓缩至固体含量为50〜95%。
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