CN112125784A - 一种利用秸秆制备烷基苯酚的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用秸秆制备烷基苯酚的方法，属于生物质综合利用技术领域。该方法具体步骤是：利用碱催化秸秆甲醇解聚方法将秸秆、碱和醇加入到反应釜中混合加热、温度控制在100℃至250℃，反应10‑60分钟，反应结束后自然冷却到室温；反应结束后将所得的混合物醇通过蒸发回收；蒸发完醇后的混合物用石油醚进行萃取获取烷基苯酚的收率达到70％以上。秸秆属于废弃物，目前以燃烧为主，利用价值较低，本发明用碱催化秸秆甲醇解，并结合石油醚萃取制备烷基苯酚，既提高了秸秆的利用价值，又解决了秸秆燃烧带来的污染问题，且工艺简单，因而具有良好的应用前景。

Description

一种利用秸秆制备烷基苯酚的方法
技术领域
本发明属于生物质综合利用技术领域，具体地说涉及一种用醇在碱催化下转化废弃秸秆为烷基苯酚的方法。
背景技术
烷基苯酚是重要的化工原料和中间体，广泛用于医药、化工等领域，如生产非离子表面活性剂、油品用乳化剂、矿物浮选剂、防腐剂、树脂改进剂等。此外，烷基苯酚还可进行加氢生产烷基环己醇，烷基环己醇也是重要的化工原料，广泛用于医药、高分子材料等领域。目前，烷基苯酚的生产方法主要是苯酚与烯烃进行烷基化反应，原料苯酚与烯烃价格相对较高，致使烷基苯酚的成本较高。
目前，我国每年产生大量的废弃秸秆，这些秸秆尚未得到有效的利用。由于秸秆中含有丰富的羟基苯丙烷结构，将其解聚可得到烷基苯酚。目前的解聚方法主要是热解和气化，然而，热解的条件相对苛刻，且热解产物主要用来提质做燃料，而气化的条件更加苛刻，且严重破坏了秸秆中原有的芳环结构。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种在温和条件下用碱催化剂催化废弃秸秆降解制备烷基苯酚的方法，以期提高收率、转废为宝、保护环境。
为了解决以上技术问题，本发明是通过以下技术方案予以实现的。
利用碱催化秸秆甲醇解聚方法将秸秆、碱和醇加入到反应釜，其中秸秆(g)：碱(g)：醇(mL)为1：0.1-0.02：10-30；然后将秸秆、碱和醇所形成的混合物加热、温度控制在100℃至250℃，反应10-60分钟，反应结束后自然冷却到室温；反应结束后将所得的混合物醇通过蒸发回收；蒸发完醇后的混合物用石油醚进行萃取获取烷基苯酚的收率达到70％以上。
进一步的，所述溶剂为甲醇。
进一步的，所述碱为NaOH、CaO或KOH。
进一步的，所述秸秆为玉米杆、小麦秆和稻杆中的一种或多种。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、本发明在温和条件下对废弃秸秆进行解聚，较高收率的获取了烷基苯酚(该烷基苯酚为高含量的小分子烷基酚类化合物)，其最高收率可达93％。
2、本发明反应温度低(100至250℃)，工艺稳定，易于控制且工艺操作简单。
3、本发明所使用的固体碱催化剂均为市售，无需特殊处理，廉价易得。
4、本发明直接利用溶剂萃取法一步获取烷基苯酚混合物，简单高效且萃取试剂用量小。
5、本发明直接利用溶剂甲醇或乙醇供氢，不需要施加氢压，使反应过程更安全。
6、本发明实现了溶剂的可循环使用及废弃资源的再利用，有效提高了过程的经济性。
7、秸秆属于废弃物，目前以燃烧为主，利用价值较低，本发明用碱催化秸秆甲醇解，并结合石油醚萃取制备烷基苯酚，既提高了秸秆的利用价值，又解决了秸秆燃烧带来的污染问题，且工艺简单，因而具有良好的应用前景。
具体实施方式
以下结合具体实施例详述本发明，但本发明不局限于下述实施例。
实施例1
称取0.1g的NaOH、10mL的甲醇和1g的玉米杆至于高压反应釜内，密封后混和均匀，在250℃条件下反应10min，反应混合物通过旋转蒸发回收甲醇并可循环使用，将处理后的混合物用石油醚进行萃取，结果发现石油醚萃余物中酚类含量为89％，其中烷基苯酚的含量为81％。
实施例2
称取0.05g的NaOH、20mL的甲醇和1g的稻杆至于高压反应釜内，密封后混和均匀，在200℃条件下反应30min，反应混合物通过旋转蒸发回收甲醇并可循环使用，将处理后的混合物用石油醚进行萃取，结果发现石油醚萃余物中酚类含量为76％，其中烷基苯酚的含量为69％。
实施例3
称取0.1g的KOH、10mL的甲醇和1g的玉米杆至于高压反应釜内，密封后混和均匀，在200℃条件下反应30min，反应混合物通过旋转蒸发回收甲醇并可循环使用，将处理后的混合物用石油醚进行萃取，结果发现石油醚萃余物中酚类含量为81％，其中烷基苯酚的含量为77％。
实施例4
称取0.2g的CaO、20mL的甲醇和2g的玉米杆至于高压反应釜内，密封后混和均匀，在250℃条件下反应30min，反应混合物通过旋转蒸发回收甲醇并可循环使用，将处理后的混合物用石油醚进行萃取，结果发现石油醚萃余物中酚类含量为92％，其中烷基苯酚的含量为89％。
实施例5
称取0.2g的CaO、30mL的甲醇和2g的稻杆至于高压反应釜内，密封后混和均匀，在250℃条件下反应30min，反应混合物通过旋转蒸发回收甲醇并可循环使用，将处理后的混合物用石油醚进行萃取，结果发现石油醚萃余物中酚类含量为95％，其中烷基苯酚的含量为93％。
实施例6
称取0.1g的NaOH、30mL的甲醇和1g的玉米杆至于高压反应釜内，密封后混和均匀，在250℃条件下反应30min，反应混合物通过旋转蒸发回收甲醇并可循环使用，将处理后的混合物用石油醚进行萃取，结果发现石油醚萃余物中酚类含量为91％，其中烷基苯酚的含量为86％。
实施例7
称取0.2g的NaOH、30mL的甲醇和2g的小麦杆至于高压反应釜内，密封后混和均匀，在150℃条件下反应30min，反应混合物通过旋转蒸发回收甲醇并可循环使用，将处理后的混合物用石油醚进行萃取，结果发现石油醚萃余物中酚类含量为78％，其中烷基苯酚的含量为65％。
实施例8
称取0.02g的CaO、20mL的甲醇和1g的玉米杆至于高压反应釜内，密封后混和均匀，在150℃条件下反应30min，反应混合物通过旋转蒸发回收甲醇并可循环使用，将处理后的混合物用石油醚进行萃取，结果发现石油醚萃余物中酚类含量为71％，其中烷基苯酚的含量为64％。
实施例9
称取0.05g的CaO、30mL的甲醇和1g的玉米杆至于高压反应釜内，密封后混和均匀，在100℃条件下反应30min，反应混合物通过旋转蒸发回收甲醇并可循环使用，将处理后的混合物用石油醚进行萃取，结果发现石油醚萃余物中酚类含量为65％，其中烷基苯酚的含量为53％。
实施例10
称取0.2g的KOH、30mL的甲醇和2g的小麦杆至于高压反应釜内，密封后混和均匀，在250℃条件下反应10min，反应混合物通过旋转蒸发回收甲醇并可循环使用，将处理后的混合物用石油醚进行萃取，结果发现石油醚萃余物中酚类含量为85％，其中烷基苯酚的含量为80％。

Claims (4)

1.一种利用秸秆制备烷基苯酚的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将醇、固体碱和秸秆加入到反应釜，其中：以克为计量的秸秆、以克为计量的碱、以毫升为计量的醇的比值为1：0.1-0.02：10-30；
(2)将步骤(1)的秸秆、固体碱和醇所形成的混合物加热、温度控制在100℃至250℃，反应10-60分钟，反应结束后自然冷却到室温；
(3)将步骤(2)反应所得的混合物中的醇通过旋转蒸发回收；
(4)将步骤(3)处理后的混合物用石油醚进行萃取。
2.如权利要求1所述一种利用秸秆制备烷基苯酚的方法，其特征在于：所述溶剂为甲醇。
3.如权利要求1所述一种利用秸秆制备烷基苯酚的方法，其特征在于：所述固体碱为NaOH、CaO或KOH。
4.如权利要求1所述一种利用秸秆制备烷基苯酚的方法，其特征在于：所述秸秆为玉米杆、小麦秆和稻杆中的一种或多种。
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