專利名稱：一種利用木質(zhì)素定向制苯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用木質(zhì)素定向制苯的方法。
背景技術(shù)：
苯是石化工業(yè)重要的基礎(chǔ)化工原料。在煤煉焦過程中生成的輕焦油含有一定量的苯。從I噸煤中可以提取出約I千克苯?，F(xiàn)在全球大部分的苯來源于不可再生的化石原料，目前生產(chǎn)苯最重要的三種工藝是石油催化重整、甲苯加氫脫烷基化和蒸汽裂化。隨著煤和石油傳統(tǒng)資源的大量消耗以及環(huán)境保護的重視，迫切需要開發(fā)可再生的綠色替代原料。地球上每年由光合作用生成的生物質(zhì)總量超過2000億噸，是最豐富的可再生資 源。木質(zhì)素在植物中是僅次于纖維素的第二大天然有機物，據(jù)估計，木質(zhì)素以每年500億噸左右的速度再生，僅造紙業(yè)產(chǎn)生的木質(zhì)素副產(chǎn)品就達(dá)5000萬噸/年，木質(zhì)素也是基于農(nóng)作物廢棄物的第二代乙醇燃料生產(chǎn)中的大宗副產(chǎn)品。但是，木質(zhì)素至今仍未能得到充分有效的利用。已報道的木質(zhì)素轉(zhuǎn)化研究主要包括木質(zhì)素加氫還原、催化氧化、熱裂解、生物油精練、木質(zhì)素氣化和生物化學(xué)轉(zhuǎn)化等。例如文獻(I)Zakzeski J.，Bruijnincx P. C.A. , Jongerius A. L. , Weckhuysen B. M. , Chem. Rev. , 2010, 110(6): 3552-3599;
(2)Pandey M. P·, Kim C. S·，Chem. Eng. Technol. , 2011，34 (I): 29-41 ； (3)Effendi, A. ; Gerhauser, H. ; Bridgwater, A. V. , Renewable and Sustainable EnergyReviews, 2008, 12 ( 8): 2092-2116 ; (4) Suhas, Carrott, P. J. M. , Ribeiro CarrottM. M. L. , Bioresour. Techno I. , 2007, 98(12): 2301-2312 ;e) Sena-Martins, G.,Almeida-Vara, E. , Duarte, J. C. , Ind. Crops Prod. , 2008, 27 (2) : 189-195)。木質(zhì)素催化加氫還原是通過高壓加氫，形成主要含酚類、烷基苯類和烷烴類等化合物。木質(zhì)素催化氧化是在氧化劑(如o2/h2o2)和催化劑作用下，得到包括醛、酸、芳香醇和醌類等混合產(chǎn)物。此外，木質(zhì)素在400-600 °C中溫和無氧條件下通過熱裂解產(chǎn)生的有機液體，稱為木質(zhì)素基生物油，這種生物油成分復(fù)雜，其種類可達(dá)數(shù)百種(包括酚類、苯類、呋楠類、醇類、月旨類和焦油等)。木質(zhì)素催化裂解是在催化劑的作用下，得到簡單芳香烴、萘和酚類等化合物，其中苯的選擇性較低。此外，木質(zhì)素和木質(zhì)生物質(zhì)氣化產(chǎn)生生物質(zhì)合成氣，可用于供熱和發(fā)電，也可用于制備化工品和液體燃料，考慮到木質(zhì)素芳香聚合物的結(jié)構(gòu)特征，木質(zhì)素更合適作為生產(chǎn)芳香類化合物的原料加以利用?，F(xiàn)有技術(shù)中，已報道的從木質(zhì)素制苯主要有兩種工藝途徑一種是采用木質(zhì)素催化加氫方法，得到的產(chǎn)物是酚類、苯類和烷烴類等組成的芳香混合物，苯的選擇性一般低于10%，并且該工藝需要使用外部氫源和在高壓條件下進行反應(yīng)。另一種木質(zhì)素制苯工藝是木質(zhì)素催化裂解工藝，該方法是利用木質(zhì)素在ZSM-5分子篩等沸石催化劑上進行催化裂解，形成的產(chǎn)物主要有甲苯、二甲苯、萘、甲基萘、苯和酚類等物質(zhì)組成，得到的芳香產(chǎn)物中苯的選擇性一般不超過20%?？梢钥闯觯F(xiàn)有工藝中木質(zhì)素制苯得到的產(chǎn)物分布很寬，而目標(biāo)產(chǎn)物一苯的選擇性很低，無法達(dá)到木質(zhì)素定向制苯的目的。綜上所述，木質(zhì)素是自然界中唯一能提供可再生的大宗芳香基化合物的非石油資源。利用木質(zhì)素制苯可以為石化工業(yè)提供基礎(chǔ)化工原料和發(fā)展高端化學(xué)品的重要平個分子，但是，至今尚未見到有以定向制備苯為目標(biāo)的木質(zhì)素可控轉(zhuǎn)化技術(shù)的相關(guān)報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對現(xiàn)有技術(shù)中尚待解決的木質(zhì)素定向可控地制取苯的技術(shù)難題，提供一種能夠在無需外在氫源、中 溫常壓和綠色溫和反應(yīng)環(huán)境下，使木質(zhì)素定向制備苯的方法。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。本發(fā)明所述的利用木質(zhì)素定向制備苯的方法，包括選用腔內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)電金屬絲的筒形固定床催化反應(yīng)器作為木質(zhì)素制備為苯的反應(yīng)器，將所述粉末狀催化劑填充在內(nèi)置金屬絲周圍與金屬絲表面均勻接觸，然后啟動反應(yīng)器并接通導(dǎo)電金屬絲的外接電源，使通入原料發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)，所述的導(dǎo)電金屬絲是Ni-Cu、或Ni-Cr,或Fe-Cr-Al中的一種；在反應(yīng)器的進料管道和催化反應(yīng)器上設(shè)有加熱裝置；其特征在于，所述轉(zhuǎn)化反應(yīng)分為兩步進行第一步利用筒形固定床催化反應(yīng)器將木質(zhì)素催化解聚轉(zhuǎn)化為芳香類單體，通入原料為木質(zhì)素，所用催化劑是粉末狀的沸石催化劑或含過渡金屬鎳元素的改性沸石催化劑，其使用量是使每小時的催化劑與木質(zhì)素的重量比為0. 3-10，得到的產(chǎn)品是液態(tài)芳香類單體混合物，反應(yīng)條件是反應(yīng)器腔內(nèi)在惰性氣體(如N2氣)氣氛下,溫度在450-650°C范圍內(nèi)，導(dǎo)電金屬絲的通入電流為0A-5A之間；第二步是利用筒形固定床催化反應(yīng)器使芳香類單體混合物定向轉(zhuǎn)化為苯，通入原料為已經(jīng)預(yù)熱到200-250°C的芳香類單體混合物，所用催化劑是粉末狀的含Re元素的沸石催化劑，其使用量使每小時芳香類單體混合物與含Re元素的沸石催化劑的重量比為0. 2-15，反應(yīng)條件是反應(yīng)器腔內(nèi)在惰性氣體(如N2氣)氣氛下，溫度在450-650°C范圍內(nèi)，導(dǎo)電金屬絲的通入電流為0A-5A;最終得到的產(chǎn)品是以苯為主的混合液體。在實際應(yīng)用中，為實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，可以使用兩個筒形固定床催化反應(yīng)器，將第一步的用于木質(zhì)素解聚的反應(yīng)器和第二步的芳香類單體定向轉(zhuǎn)化為苯的反應(yīng)器串聯(lián)集成一條生產(chǎn)線，即通入的木質(zhì)素在第一個用于木質(zhì)素解聚的反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化成芳香類單體混合物，其從該反應(yīng)器輸出后直接進入第二個芳香類單體定向轉(zhuǎn)化為苯的反應(yīng)器，在其中完成轉(zhuǎn)化反應(yīng)得到以苯為主的混合液體。在實際應(yīng)用中，為簡化操作流程，也可以將所述的木質(zhì)素催化解聚和芳香類單體定向轉(zhuǎn)化為苯的兩步過程耦合在一個催化床反應(yīng)器中同時進行，即
先將沸石催化劑或含過渡金屬鎳元素的改性沸石催化劑、與含錸(Re)元素的沸石催化劑按照質(zhì)量比1:10-5:1混合，并加入粘結(jié)劑混合均勻得到具有木質(zhì)素解聚與芳香類單體轉(zhuǎn)化雙功能的混合催化劑，其中粘結(jié)劑的質(zhì)量含量占總的雙功能混合催化劑質(zhì)量的2_40被％;再將所述雙功能混合催化劑填充在筒形固定床催化反應(yīng)器內(nèi)金屬絲周圍并與金屬絲表面均勻接觸；然后啟動反應(yīng)器并接通導(dǎo)電金屬絲的外接電源，使反應(yīng)器內(nèi)在惰性氣體(如隊氣)氣氛下，溫度在450-650°C范圍內(nèi)，導(dǎo)電金屬絲的通入電流為0-5. 0A，將已經(jīng)預(yù)熱到200-250°C的木質(zhì)素粉末原料通入到反應(yīng)器中，其通入量是使得催化劑與木質(zhì)素的重量比為0. 3-10，使木質(zhì)素在一段式催化床反應(yīng)器中同時發(fā)生木質(zhì)素解聚反應(yīng)和芳香類單體定向制備苯的轉(zhuǎn)化反應(yīng)，得到以苯為主的混合液體。
以上過程中所使用的沸石催化劑、含過渡金屬鎳的改性沸石催化劑以及含Re元素的沸石催化劑均可以從市場直接購得，也可以由以下方法制備得到
制備含過渡金屬鎳元素的沸石催化劑配制濃度為O. 05-0. 5mol/L的硝酸鎳或醋酸鎳的溶液；將選用的活性組分沸石浸潰到以上溶液中，然后經(jīng)干燥、燒結(jié)得到經(jīng)過渡金屬元素改性的沸石催化劑，其中過渡金屬元素的質(zhì)量含量為沸石催化劑質(zhì)量的0-40 wt% ;所述活性組分沸石是ZSM-5系列沸石、β沸石、HY沸石、超溫Y沸石的一種或幾種的混合物；將所述改性沸石催化劑和粘結(jié)劑混合研磨為粉末，其中粘結(jié)劑的質(zhì)量含量占總的混合粉末質(zhì)量的2-35wt%,所述的粘結(jié)劑是高嶺土或者田精粉；將上述混合粉末壓片、干燥,再破碎過篩得到粒徑為40-80目的微粒粉末，即為含過渡金屬鎳元素的沸石催化劑成品。制備含Re元素改性的沸石催化劑配制濃度為O. 05-0. 5mol/L的硝酸錸溶液；將選用的活性組分沸石浸潰到以上溶液中，然后經(jīng)干燥、燒結(jié)得到經(jīng)Re元素改性的沸石催化齊U，其中Re的含量為0-20 wt%，所述活性組分沸石是ZSM-5系列沸石、β沸石、HY沸石、超溫Y沸石的一種或幾種的混合物；將上述改性沸石催化劑和粘結(jié)劑混合研磨為粉末，其中粘結(jié)劑的含量占總的混合粉末質(zhì)量的2-35wt%，所述的粘結(jié)劑是高嶺土或者田精粉；將上 述混合粉末壓片、干燥，再破碎過篩得到粒徑為40-80目的微粒粉末，即含Re元素的沸石催化劑成品。本發(fā)明方法中，所述導(dǎo)電金屬絲的通入電流為0-5. 0A，這表示可以有接通外接電源或不接通外接電源兩種情況。當(dāng)通入金屬絲的電流為零時，所述木質(zhì)素解聚制芳香類單體過程以及第二步的芳香類單體定向轉(zhuǎn)化為苯的過程都僅是在催化劑作用下進行；當(dāng)通入金屬絲的電流不為零時，根據(jù)金屬表面的熱電子發(fā)射原理，通電金屬絲為催化劑表面提供了大量的熱電子，木質(zhì)素解聚制芳香類單體過程以及第二步的芳香類單體定向轉(zhuǎn)化為苯的過程都是在熱電子和催化劑的協(xié)同作用下進行。相比兩種情況，通入電流時的轉(zhuǎn)化效率明顯高于不接通外接電源情況。這是因為，木質(zhì)素中含大量難解離的芳香類聚合體，熱電子和催化劑的協(xié)同作用能促進木質(zhì)素中醚鍵和碳-碳鍵斷裂和誘導(dǎo)自由基鏈化學(xué)反應(yīng)；也能針對多組分復(fù)雜的芳香類單體混合物和少量的低聚體的特征，促進芳香類單體中官能團斷裂和重組過程，從而實現(xiàn)使木質(zhì)素高效解聚為芳香類單體，使芳香類單體高效定向轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物-苯。實測表明，如以15 wt% Ni/HZSM_5(負(fù)載了重量含量為15%鎳的HZSM-5沸石催化齊U)為木質(zhì)素解聚用催化劑，在反應(yīng)溫度600°C和電流OA的條件下，木質(zhì)素解聚形成的芳香類單體混合物產(chǎn)率為O. 20 (kg單體/kg木質(zhì)素)；在反應(yīng)溫度550°C和電流4A的條件下，木質(zhì)素解聚形成的芳香類單體混合物產(chǎn)率為O. 29 (kg單體/kg木質(zhì)素)。對于用芳香類單體催化轉(zhuǎn)化制苯時，如以10 wt% Re/Y型沸石(負(fù)載了重量含量為10%錸的Y型沸石催化劑)為芳香類單體轉(zhuǎn)化用催化劑，用木質(zhì)素催化裂解得到的芳香類單體作為原料，在反應(yīng)溫度650°C和電流OA的條件下，目標(biāo)產(chǎn)物-苯的產(chǎn)率為O. 10(kg苯/kg木質(zhì)素)，苯的選擇性為96. 0% ;在反應(yīng)溫度550°C和電流4A的條件下，目標(biāo)產(chǎn)物-苯的產(chǎn)率為O. 13 (kg苯/kg木質(zhì)素)，苯的選擇性高達(dá)95. 5%。此外,如果將木質(zhì)素解聚和芳香類單體定向轉(zhuǎn)化為苯的兩步過程耦合在一段式催化床反應(yīng)器中進行，當(dāng)以15 wt% Ni/HZSM-5作為木質(zhì)素解聚催化劑、與以IOwt % Re/Y型沸石作為芳香類單體轉(zhuǎn)化催化劑按質(zhì)量比為2:1進行混合得到木質(zhì)素解聚-芳香類單體轉(zhuǎn)化的雙功能催化劑，以木質(zhì)素作為起始原料，在反應(yīng)溫度650°C和電流OA的條件下，目標(biāo)產(chǎn)物-苯的產(chǎn)率為O. 07 (kg苯/kg木質(zhì)素)，苯的選擇性達(dá)到90. 0wt% ；在反應(yīng)溫度550°C和電流5A的條件下,苯的產(chǎn)率為O. 08 (kg苯/kg木質(zhì)素),苯的選擇性達(dá)到93. 0wt%。由此可見，采用無電流作用的木質(zhì)素催化制苯(電流為零)和有電流作用的木質(zhì)素催化制苯(電流不為零)操作，均能實現(xiàn)木質(zhì)素定向制備苯的目的；但是采用通入電流時，可在較低反應(yīng)溫度下獲得較高的苯產(chǎn)率和苯選擇性。本發(fā)明所述的方法可以將木質(zhì)素在無需外在氫源、中溫常壓和綠色溫和反應(yīng)環(huán)境下定向高效轉(zhuǎn)化成苯，且使用的所有原料是各種可再生的生物質(zhì)，例如，可使用木屑、秸桿、稻殼等分離獲得的木質(zhì)素或者來源于造紙工業(yè)的制漿過程的各種木質(zhì)素，其原料具有資源豐富、環(huán)境友好和可再生等方面的優(yōu)勢，木質(zhì)素制苯可為石化工業(yè)提供基礎(chǔ)化工原料，也是發(fā)展高端化學(xué)品的重要平個分子，有利于實現(xiàn)資源-環(huán)境一體化的可持續(xù)性的循環(huán)利用。
具體實施例方式以下通過實施例做進一步描述。 實施例I使木質(zhì)素解聚為芳香類單體
本實施例過程中，木質(zhì)素原料購自合肥市蘭旭生物科技有限公司。木質(zhì)素原料中主要元素組成為碳、氫和氧元素(元素比例為C:H:0=62. 55:5. 83:31. 62)。木質(zhì)素解聚用催化劑是15 wt%Ni/HZSM-5改性沸石催化劑。該催化劑的制備步驟為稱量37. 5 g六水合硝酸鎳，加入IOOmL去離子水，配置成硝酸鎳溶液；然后將稱量硅鋁比為25的HZSM-5沸石粉末20g加入上硝酸鎳溶液中，搖動使得溶液沒過ZSM-5的粉末，靜置浸潰24小時后再80度水浴鍋中蒸干溶液中的水分，然后在烘箱中120度干燥后，在馬弗爐中550度燒結(jié)6小時。再將制備的15 wt%Ni/HZSM-5催化劑和粘結(jié)劑(高嶺土或者田精粉)進行混合研磨得到混合 粉末，其中粘結(jié)劑占總的混合粉末質(zhì)量的10 wt%，將上述混合粉末壓片后在溫度110 °(的條件下干燥8小時，過篩得到粒徑為40-80目的微顆粒，即用于木質(zhì)素解聚的含過渡金屬鎳元素的改性沸石催化劑15 wt%Ni/HZSM-5成品。所用的木質(zhì)素解聚催化反應(yīng)器是一個帶有外部加熱和保溫層的筒形固定床催化反應(yīng)器，在其兩端連接有反應(yīng)原料(木質(zhì)素)和載氣的通入管道和反應(yīng)產(chǎn)物輸出管道，木質(zhì)素儲存罐與加料器相連，載氣管道與反應(yīng)物通入管道接通，并分別設(shè)有氣體控制閥和反應(yīng)物流量控制器，通入管道外壁上設(shè)有用于預(yù)熱的外加熱裝置；在反應(yīng)產(chǎn)物輸出管道上依次連接有包括雙冷凝器、液體產(chǎn)物收集器、固體產(chǎn)物收集器和尾氣收集器；在筒形反應(yīng)器的內(nèi)腔中設(shè)置有陶瓷絕緣層和與外接電源連通的金屬絲，金屬絲的功率由所需反應(yīng)溫度和反應(yīng)器體積選擇，所述內(nèi)置金屬絲是Ni-Cu金屬絲。本實施例中，首先將用于木質(zhì)素解聚的15 wt%Ni/HZSM_5沸石催化劑填充在反應(yīng)器內(nèi)置的金屬絲周圍并與金屬絲表面均勻接觸，催化劑用量為I0g，開啟載氣氮氣鋼瓶的閥門，調(diào)節(jié)載氣的流量為1000ml/min，待反應(yīng)器中的空氣被排出后，調(diào)節(jié)載氣的流量為450ml/min。再接通用于提供熱電子和內(nèi)加熱的金屬絲的電源，使通入金屬絲的電流分別設(shè)置在0，2，4A不變，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)器外加熱爐的功率，使反應(yīng)器內(nèi)腔中的溫度在450-650 0C范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。反應(yīng)器中的溫度穩(wěn)定后，開啟木質(zhì)素原料儲存罐出口管上的加料器的閥門，木質(zhì)素進料量為10g，木質(zhì)素和載氣經(jīng)通入管道進入催化反應(yīng)器內(nèi)腔，使木質(zhì)素解聚為液體中間產(chǎn)物-芳香類單體混合物。結(jié)果如表I所示。從該表可以看出當(dāng)反應(yīng)溫度在為550 0C和電流為2A時，芳香類單體產(chǎn)率(按實際獲得的芳香類單體產(chǎn)量與木質(zhì)素進樣量的比值計算)為0.25 (kg單體/kg木質(zhì)素)；當(dāng)反應(yīng)溫度在為550 °(和電流為4A時，芳香類單體產(chǎn)率為0. 29 (kg單體/kg木質(zhì)素)。本實施例過程中還做了無電流增強作用的情況，即關(guān)閉連接金屬絲的電源，使通入金屬絲的電流為0，只通過調(diào)節(jié)反應(yīng)器外加熱爐的功率來調(diào)節(jié)反應(yīng)器內(nèi)腔中的溫度。然后分別測量木質(zhì)素進樣量和木質(zhì)素解聚產(chǎn)物的生成量，并計算芳香類單體產(chǎn)率表I中，結(jié)果表明，在相同的反應(yīng)溫度下，利用電流增強作用的木質(zhì)素催化解聚方法的效率會高于無電流增強作用的木質(zhì)素催化解聚方法的效率。表I (表中數(shù)據(jù)為三次實驗的平均值)
權(quán)利要求
1.一種利用木質(zhì)素定向制備苯的方法，包括選用腔內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)電金屬絲的筒形固定床催化反應(yīng)器作為木質(zhì)素制備為苯的反應(yīng)器，將所述粉末狀催化劑填充在內(nèi)置金屬絲周圍與金屬絲表面均勻接觸，然后啟動反應(yīng)器并接通導(dǎo)電金屬絲的外接電源，使通入原料發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)，所述的導(dǎo)電金屬絲是Ni-Cu、或Ni-Cr,或Fe-Cr-Al中的一種；在反應(yīng)器的進料管道和催化反應(yīng)器上設(shè)有加熱裝置；其特征在于，所述轉(zhuǎn)化反應(yīng)分為兩步進行第一步利用筒形固定床催化反應(yīng)器將木質(zhì)素催化解聚轉(zhuǎn)化為芳香類單體，通入原料為木質(zhì)素，所用催化劑是粉末狀的沸石催化劑或含過渡金屬鎳元素的改性沸石催化劑，其使用量是使每小時的催化劑與木質(zhì)素的重量比為O. 3-10，得到的產(chǎn)品是液態(tài)芳香類單體混合物，反應(yīng)條件是反應(yīng)器腔內(nèi)在惰性氣體氣氛下，溫度在450-650°C范圍內(nèi)，導(dǎo)電金屬絲的通入電流為0A-5A之間；第二步是利用筒形固定床催化反應(yīng)器使芳香類單體混合物定向轉(zhuǎn)化為苯，通入原料為已經(jīng)預(yù)熱到200-250°C的芳香類單體混合物，所用催化劑是粉末狀的含Re元素的沸石催化劑，其使用量使每小時芳香類單體混合物與含Re元素的沸石催化劑的重量比為O. 2-15，反應(yīng)條件是反應(yīng)器腔內(nèi)在惰性氣體氣氛下，溫度在450-650°C范圍內(nèi)，導(dǎo)電金屬絲的通入電流為0A-5A ;最終得到的產(chǎn)品是以苯為主的混合液體。
2.如權(quán)利要求I的利用木質(zhì)素定向制備苯的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)化反應(yīng)是使用兩個筒形固定床催化反應(yīng)器，將第一步的用于木質(zhì)素解聚的反應(yīng)器和第二步的芳香類單體定向轉(zhuǎn)化為苯的反應(yīng)器串聯(lián)集成一條生產(chǎn)線，即通入的木質(zhì)素在第一個用于木質(zhì)素解聚的反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化成芳香類單體混合物，其從該反應(yīng)器輸出后直接進入第二個芳香類單體定向轉(zhuǎn)化為苯的反應(yīng)器，在其中完成轉(zhuǎn)化反應(yīng)得到以苯為主的混合液體。
3.如權(quán)利要求I的利用木質(zhì)素定向制備苯的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)化反應(yīng)是將所述的木質(zhì)素催化解聚和芳香類單體定向轉(zhuǎn)化為苯的兩步過程耦合在一個催化床反應(yīng)器中同時進行，即 先將沸石催化劑或含過渡金屬鎳元素的改性沸石催化劑、與含錸元素的沸石催化劑按照質(zhì)量比1:10-5:1混合，并加入粘結(jié)劑混合均勻得到具有木質(zhì)素解聚與芳香類單體轉(zhuǎn)化雙功能的混合催化劑，其中粘結(jié)劑的質(zhì)量含量占總的雙功能混合催化劑質(zhì)量的2-40wt% ；再將所述雙功能混合催化劑填充在筒形固定床催化反應(yīng)器內(nèi)金屬絲周圍并與金屬絲表面均勻接觸；然后啟動反應(yīng)器并接通導(dǎo)電金屬絲的外接電源，使反應(yīng)器內(nèi)在惰性氣體氣氛下，溫度在450-650°C范圍內(nèi)，導(dǎo)電金屬絲的通入電流為0-5. 0A，將已經(jīng)預(yù)熱到200_250°C的木質(zhì)素粉末原料通入到反應(yīng)器中，其通入量是使得催化劑與木質(zhì)素的重量比為O. 3-10，使木質(zhì)素在一段式催化床反應(yīng)器中同時發(fā)生木質(zhì)素解聚反應(yīng)和芳香類單體定向制備苯的轉(zhuǎn)化反應(yīng)，得到以苯為主的混合液體。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用木質(zhì)素定向制備苯的方法。它選用腔內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)電金屬絲的筒形固定床催化反應(yīng)器，第一步將木質(zhì)素解聚轉(zhuǎn)化為芳香類單體，通入原料為木質(zhì)素，催化劑是粉末狀的沸石催化劑或含過渡金屬鎳元素的改性沸石催化劑，使用量是使每小時的催化劑與木質(zhì)素的重量比為0.3-10，產(chǎn)品是液態(tài)芳香類單體混合物；第二步使芳香類單體混合物定向轉(zhuǎn)化為苯，通入原料為已經(jīng)預(yù)熱到200-250oC的芳香類單體混合物，催化劑是粉末狀的含Re元素的沸石催化劑，使用量使每小時芳香類單體混合物與含Re元素的沸石催化劑的重量比為0.2-15，產(chǎn)品是以苯為主的混合液體。本方法無需外在氫源、原料資源豐富，可以在中溫常壓和綠色溫和反應(yīng)環(huán)境中獲得較高的苯產(chǎn)率和苯選擇性。
文檔編號C07C15/04GK102701898SQ20121018607
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月7日
發(fā)明者姜沛文, 鞏飛艷, 朱九方, 李全新, 范明慧, 鄧淑梅 申請人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)