一種從生物質(zhì)一步法獲得丙酮的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從生物質(zhì)一步法制備丙酮的方法，包括如下步驟：（1）稱取碳酸鈣和甘蔗渣，充分?jǐn)嚢杈鶆?；?）將碳酸鈣和甘蔗渣的混合物裝入兩端設(shè)置有開口的反應(yīng)管中，通入氮?dú)獠⒃诘獨(dú)夥罩幸?0～80℃/min的升溫速率將反應(yīng)管進(jìn)行升溫，在升溫至100℃時(shí)，開始以0.05～0.15ml/(min·g甘蔗渣)的流量從反應(yīng)管一段通入乙酸乙酯，從反應(yīng)管另一端收集反應(yīng)流出液，繼續(xù)升溫至300℃，在此溫度下保持1～2min后停止收集反應(yīng)流出液，收集到的液相產(chǎn)物經(jīng)分離得到丙酮。本發(fā)明方法采用農(nóng)業(yè)廢棄物作為原料，操作簡單，設(shè)備投資小，產(chǎn)物選擇性高，實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，具有較大的經(jīng)濟(jì)和實(shí)用價(jià)值。
【專利說明】一種從生物質(zhì)一步法獲得丙酮的方法
(-)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種從生物質(zhì)一步法制備丙酮的方法。
(二)【背景技術(shù)】
[0002]丙酮是一種重要的化工原料，可廣泛應(yīng)用于很多方面:
[0003]1.生產(chǎn)環(huán)氧樹脂，聚碳酸酯，有機(jī)玻璃，醫(yī)藥，農(nóng)藥等；
[0004]2.是良好溶劑，用于涂料、黏結(jié)劑、鋼瓶乙炔等；
[0005]3.用作稀釋劑，清洗劑，萃取劑；
[0006]4.是制造醋酐、雙丙酮醇、氯仿、碘仿、環(huán)氧樹脂、聚異戊二烯橡膠、甲基丙烯酸甲酯等的重要原料；[0007]5.在無煙火藥、賽璐珞、醋酸纖維、噴漆等工業(yè)中用作溶劑；
[0008]6.在油脂等工業(yè)中用作提取劑等等。
[0009]目前我國用糧食發(fā)酵的生產(chǎn)丙酮仍占較大比重，每生產(chǎn)It丙酮，約耗用Ilt淀粉或60-66t廢糖蜜。
[0010]糧食發(fā)酵生產(chǎn)丙酮產(chǎn)生了“與人爭糧”的問題，中國人口眾多，過多的利用糧食進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)將不利于社會的可持續(xù)發(fā)展。中國是農(nóng)業(yè)大國，每年會產(chǎn)生農(nóng)業(yè)廢棄物，如甘蔗渣、秸桿、玉米芯等，作為燃料直接燒掉會大大浪費(fèi)了其中所含的豐富有機(jī)物。因此，本文利用甘蔗渣作為原料進(jìn)行快速裂解，在氮?dú)鈿夥障?，通入乙酸乙酯作為添加劑，可以獲得高選擇性的丙酮。該方法操作簡單，對設(shè)備的要求較低。采用的乙酸乙酯添加劑，可以經(jīng)過蒸餾的方法與丙酮進(jìn)行分離而得以回收，反復(fù)利用。
(三)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是提供提出了一種利用生物質(zhì)制備丙酮的方法，此方法采用農(nóng)業(yè)廢棄物作為原料，操作簡單，設(shè)備投資小，產(chǎn)物選擇性高，實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，具有較大的經(jīng)濟(jì)和實(shí)用價(jià)值。
[0012]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0013]一種從生物質(zhì)一步法制備丙酮的方法，包括如下步驟:
[0014](I)稱取碳酸鈣和甘蔗渣，充分?jǐn)嚢杈鶆颍?br> [0015](2)將碳酸鈣和甘蔗渣的混合物裝入兩端設(shè)置有開口的反應(yīng)管中，通入氮?dú)獠⒃诘獨(dú)夥罩幸?0~80°C /min的升溫速率將反應(yīng)管進(jìn)行升溫，在升溫至100°C時(shí)，開始以
0.05~0.15ml/(min *g甘鹿洛)的流量從反應(yīng)管一段通入乙酸乙酯,從反應(yīng)管另一端收集反應(yīng)流出液，繼續(xù)升溫至300°C，在此溫度下保持I~2min后停止收集反應(yīng)流出液，收集到的液相產(chǎn)物經(jīng)分離得到丙酮。
[0016]本發(fā)明選取的生物質(zhì)原料為甘蔗渣，其可以使用糖廠榨糖后所剩的甘蔗渣。
[0017]進(jìn)一步，步驟(1)中，碳酸鈣與甘蔗渣的質(zhì)量配比為0.1~0.3:1，優(yōu)選為0.2:1。
[0018]進(jìn)一步，步驟(2)中，優(yōu)選升溫至300°C保持Imin后停止收集反應(yīng)流出液。[0019]本發(fā)明步驟(2)收集的液相產(chǎn)品，一般可通過精餾分離添加劑得到丙酮，添加劑可回收利用。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)勢在于:
[0021]a從原料角度上，采用甘蔗渣等農(nóng)業(yè)廢棄物較之糧食具有更大的經(jīng)濟(jì)和社會價(jià)值；
[0022]b生物質(zhì)的裂解裝置操作簡單，設(shè)備投資低；
[0023]c本發(fā)明的原料的利用率高，丙酮選擇性高；
[0024]d本發(fā)明使用的添加劑可以通過蒸餾與產(chǎn)品進(jìn)行分離，而得以重復(fù)使用，降低了生產(chǎn)成本。
(四)【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是實(shí)施例1得到的產(chǎn)物的氣相色譜圖。
[0026]圖2是實(shí)施例2得到的產(chǎn)物的氣相色譜圖。
(五)【具體實(shí)施方式】
[0027]下面以具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此:
[0028]實(shí)施例一:
[0029]稱取3g甘蔗渣和0.6g碳酸鈣，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，裝填至兩端設(shè)置有出口(出口可關(guān)閉)的反應(yīng)管中部。往反應(yīng)管中通入40ml/min的氮?dú)膺M(jìn)行氣密性檢驗(yàn)，合格后，繼續(xù)通氣3min,以排除反應(yīng)管內(nèi)部空氣。然后，使反應(yīng)管以50°C /min的升溫速率進(jìn)行升溫，當(dāng)溫度上升至100°C時(shí)，以0.3ml/min的流量從反應(yīng)管一端開始通入乙酸乙酯,反應(yīng)液由反應(yīng)管另一端流出并由冰水浴冷卻收集，繼續(xù)升溫至終溫300°C停留Imin后，停止實(shí)驗(yàn)，即停止收集反應(yīng)流出液，同時(shí)停止對反應(yīng)管進(jìn)行加熱以及通入氮?dú)夂鸵宜嵋阴ィ磻?yīng)管自然冷卻至室溫。收集到的液相產(chǎn)品經(jīng)氣相色譜分析其組成，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，丙酮的選擇性達(dá)到72.5%。
[0030]實(shí)施例二:
[0031]稱取3g甘蔗渣和0.6g碳酸鈣，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅b填至兩端設(shè)置有出口(出口可關(guān)閉)的反應(yīng)管中部。往反應(yīng)管中通入40ml/min的氮?dú)膺M(jìn)行氣密性檢驗(yàn)，合格后，繼續(xù)通氣3min,以排除反應(yīng)管內(nèi)部空氣。然后，使反應(yīng)管以80°C /min的升溫速率進(jìn)行升溫，當(dāng)溫度上升至100°C時(shí)，以0.4ml/min的流量從反應(yīng)管一端開始通入乙酸乙酯,反應(yīng)液由反應(yīng)管另一端流出并由冰水浴冷卻收集，繼續(xù)升溫至終溫300°C停留Imin后，停止實(shí)驗(yàn)，即停止收集反應(yīng)流出液，同時(shí)停止對反應(yīng)管進(jìn)行加熱以及通入氮?dú)夂鸵宜嵋阴?，反?yīng)管自然冷卻至室溫。收集到的液相產(chǎn)品經(jīng)氣相色譜分析其組成，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，丙酮的選擇性達(dá)到67%。
【權(quán)利要求】
1.一種從生物質(zhì)一步法制備丙酮的方法，包括如下步驟: (1)稱取碳酸鈣和甘蔗渣，充分?jǐn)嚢杈鶆颍? (2)將碳酸鈣和甘蔗渣的混合物裝入兩端設(shè)置有開口的反應(yīng)管中，通入氮?dú)獠⒃诘獨(dú)夥罩幸?0~80°C /min的升溫速率將反應(yīng)管進(jìn)行升溫，在升溫至100°C時(shí)，開始以0.05~0.15ml/(min.g甘鹿洛)的流量從反應(yīng)管一段通入乙酸乙酯,從反應(yīng)管另一端收集反應(yīng)流出液，繼續(xù)升溫至300°C，在此溫度下保持I~2min后停止收集反應(yīng)流出物，收集到的液相產(chǎn)物經(jīng)分離得到丙酮。
2.如權(quán)利要求1所述的從生物質(zhì)一步法制備丙酮的方法，其特征在于:步驟(1)中，碳酸鈣與甘蔗渣的質(zhì)量配比為0.1~0.3:1。
3.如權(quán)利要求1所述的從生物質(zhì)一步法制備丙酮的方法，其特征在于:步驟(1)中，碳酸鈣與甘蔗渣的質(zhì)量配比為0.2:1。
4.如權(quán)利要求1~3之一所述的從生物質(zhì)一步法制備丙酮的方法，其特征在于:步驟( 2)中，升溫至300°C保持Imin后停止收集反應(yīng)流出液。
【文檔編號】C07C49/08GK103936575SQ201310753935
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】王建國, 冷帥, 王新德, 王磊 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)